플렉스 회로 소재와 구조: 내구성 높은 고성능 PCB 제작

플렉스 회로는 다양한 응용 분야에 활용됩니다. 소형 및 복잡한 전자 기기 내부로 안전하게 구부러질 수 있어 스마트폰 같은 현대적 기기에 적합합니다. 또한 고응력 환경에서 충격과 진동을 쉽게 흡수합니다.

리지드-플렉스 회로는 표준 회로 기판 구조와 플렉스 설계를 결합하여 더 높은 내구성이 필요한 상황에 대응합니다. 이렇게 다재다능한 PCB를 만드는 데 어떤 소재와 레이아웃이 사용되는지 궁금하셨나요? 이 글에서는 플렉스 및 리지드-플렉스 PCB의 일반적인 소재와 구조를 간략히 소개합니다.

플렉스 회로에 사용되는 소재

대부분의 표준 PCB가 유리섬유나 금속 베이스를 사용하는 반면, 플렉스 회로의 코어는 유연한 폴리머로 구성됩니다. 대다수 플렉스 PCB는 기판으로 폴리이미드(PI) 필름을 사용합니다. PI 필름은 가열 시 연화되지 않고 열경화 후에도 유연성을 유지합니다. 많은 열경화성 수지(PI 포함)는 가열 후 경화되지만, PI는 플렉스 PCB 구조에서 우수한 소재로 평가받습니다. 표준 PI 필름은 내습성과 내찢김성이 부족하지만, 업그레이드된 PI 필름을 선택하면 이러한 문제를 완화할 수 있습니다.

플렉스 PCB는 층간 접착을 위해 접착제나 특수 베이스 소재가 필요합니다. 과거에는 접착제만 사용했으나 이 방식은 PCB 신뢰성을 저하시켰습니다. 이를 해결하기 위해 접착제 없이 구리에 부착되는 접착제 없는 PI가 개발되었습니다. 이 소재는 비아 파손 위험을 낮추면서 더 얇은 설계를 가능하게 합니다. 플렉스 회로의 보호와 커버를 위해 솔더 마스크 대신 PI로 만든 커버레이 필름을 사용합니다. 플렉스 PCB의 특정 영역을 단단하게 만들고 싶다면 해당 부분에 스티프너를 라미네이팅할 수 있지만, 신호는 플렉스와 스티프너 사이를 오갈 수 없습니다.

리지드-플렉스 PCB 소재

리지드-플렉스 PCB는 리지드 PCB 소재와 플렉스 소재를 연결합니다. 결과적으로 보드는 특정 부분에서만 구부러지며, 강하면서도 유연성을 유지합니다. 리지드 부분과 플렉스 부분 사이에 신호 전달이 필요하다면 리지드-플렉스 PCB로 설계해야 합니다. 리지드-플렉스 설계에서 플렉스 부분은 일반적인 플렉스 회로와 유사합니다. 반면 리지드 부분은 표준 리지드 PCB와 비슷한 소재를 사용합니다. 표준 PCB처럼 이 리지드 영역은 주로 유리섬유를 기판 소재로 사용합니다. 다층 리지드-플렉스 PCB에는 중간 기판 층으로 프리프레그 유리섬유도 포함됩니다.

플렉스 회로 레이어 구조의 일반적인 스택업

단층 및 양면 플렉스 회로는 많은 전자 제품에서 공통적인 스택업을 가집니다. 단층 플렉스 회로는 주로 압력 감응 접착제(PSA)와 FR-4 유리섬유로 만든 스티프너를 포함합니다. FR-4 조각이 PCB 양 끝을 안정화하고, 얇은 PSA 층이 보드 중앙에 강성을 더합니다. 양면 플렉스 PCB는 여러 컴퓨터 관련 응용 분야에 쓰이므로 주로 ZIF(Zero Insertion Force) 커넥터를 갖추고 있습니다. 양 끝에 PI 스티프너를 사용하면 ZIF 커넥터에 장착하는 데 필요한 유연성을 제공합니다.

리지드-플렉스 PCB는 다양한 구조를 가지지만, 일반적인 접근법은 4개의 리지드 층과 2개의 플렉스 층을 포함합니다. 여기에는 비아 파손 위험을 줄이는 접착제 없는 PI 코어가 들어갑니다. 이 층과 그 구리 필름 위에 프리프레그 두 층이 플렉스 섹션의 커버레이 접착제 및 커버레이 층과 연결됩니다. 리지드 섹션에는 추가 구리, 유리섬유, 솔더 마스크 층이 더해집니다.

용도에 맞는 최적의 플렉스 회로 선택

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