플렉스 PCB 설계 팁과 요령

플렉시블 인쇄 회로 기판(Flex PCB)은 폴리이미드(polyimide)와 같은 유연한 소재로 만들어진 인쇄 회로 기판의 한 종류입니다. FPCB는 소비자 전자 제품, 의료 기기, 자동차 전자 장치 등 다양한 응용 분야에서 사용됩니다.

JLCPCB의 플렉스 PCB

FPCBs 설계는 여러 가지 고유한 고려사항이 있기 때문에 도전적일 수 있습니다. 이 기사에서는 몇 가지 중요한 플렉서블 PCB 설계 팁과 요령에 대해 다루겠습니다.

플렉서블 PCB의 윤곽(Outline)은 보드의 최종 모양을 의미합니다. 아웃라인을 설계할 때 다음 사항을 고려해야 합니다.

• 아웃라인 레이어는 고유해야 합니다. 일반적으로 이 레이어는 GM1 또는 GKO로 표현됩니다.
• 비금속 홀 고리(annuli)나 슬롯 프레임도 아웃라인 레이어에 배치해야 합니다.
• 아웃라인 레이어에는 불필요한 선이 없어야 합니다.
• FPC 아웃라인에는 내부 직각이나 날카로운 모서리가 없어야 합니다. 아웃라인은 반드시 닫힌 형태여야 하며, 열린 형태는 허용되지 않습니다.

아웃라인 설계 예시 1

문제점 : Gerber 데이터에 여러 아웃라인 레이어가 있을 경우 잘못된 모양을 만들기 쉬움.
제안 : 보드에는 하나의 올바른 아웃라인 레이어만 유지되어야 함.

아웃라인 설계 예시 2

문제점 : 아웃라인 레이어에 많은 불필요한 선이 있어 잘못된 모양이 쉽게 만들어질 수 있음. 아웃라인 레이어에는 불필요한 선이 없어야 함.

아웃라인 설계 예시 3

문제점 : 보드 내부의 슬롯이나 홀 환형(annuli)은 윤곽 레이어와 동일한 레이어에 있어야 하며, 그렇지 않으면 슬롯이 쉽게 누락될 수 있습니다.

아웃라인 설계 예시 4

문제점 : 아웃라인이 끊어지면 레이저 절단이 완벽하게 이루어지지 않아 보드를 분리할 수 없습니다. 아웃라인은 반드시 올바르게 닫혀 있어야 합니다.

아웃라인 설계 예시 5

문제점 : 아웃라인에 내부 직각이 있으면 쉽게 찢어질 수 있으므로 모서리를 둥글게 만드는 것이 좋습니다.

플렉스 PCB를 위한 접지 구리 설계

플렉스 PCB를 설계할 때, 접지 구리 설계는 매우 중요한 고려사항입니다. 접지 구리를 설계할 때는 보드의 유연성을 감소시키지 않도록 큰 면적의 구리를 피해야 합니다. 또한, 접지 구리는 0.2mm의 선 너비와 0.2mm의 간격을 가진 그리드 패턴으로 설계하는 것이 중요합니다.

접지 구리 설계 예시 1

문제 : 라미네이션(lamination) 중 거품 발생

원인 : 넓은 구리 접지가 있는 패턴에서 납땜 마스크의 구멍이 적으면 공기가 갇힐 수 있습니다. 이 공기는 적층 공정 중 구리 표면과 반응하여 산화 반점을 유발할 수 있습니다.

해결 방법 : 납땜 마스크에 더 많은 구멍을 추가하거나, 격자형 구리 패턴으로 설계를 변경하십시오.

접지 구리 설계 예시 2

문제 : 유연성 감소

원인 : 넓은 면적의 그라운드 구리가 회로 기판의 유연성을 감소시킬 수 있습니다.

해결 방법 : 그라운드 구리를 격자 패턴으로 설계하십시오. 이때 라인의 너비는 0.2mm, 라인 간격은 0.2mm로 설정하십시오.

접지 구리 설계 예시 3

문제 : SMT 과정 중 부품의 오정렬이나 납땜 부족 발생

원인 : 접지 구리가 IC 패드 또는 금도금 패드 사이를 덮어 여러 패드가 연결될 수 있음.

해결 방법 : 패드 사이의 구리가 과도하게 덮이지 않도록 하십시오.

접지 구리 설계 예시 4

문제 : 납땜 시 브릿지 현상 및 단락 발생

원인 : 부품 패드에 두꺼운 트레이스 또는 접지 구리가 있으면 패드 간의 간격이 줄어들 수 있습니다.

해결 방법 : 유사한 패드에 두꺼운 트레이스나 접지 구리를 설계하는 것을 피하십시오.

플렉시블 PCB 납땜 골드 핑거 설계

납땜 골드 핑거는 플렉시블 PCB를 다른 부품에 연결하는 데 사용됩니다. 납땜 골드 핑거를 설계할 때 다음 요구 사항을 고려해야 합니다.

• 솔더링 핑거는 상하층 모두에 패드가 설계되어 있어야 합니다.
• 상하층 패드의 길이는 0.5mm 간격으로 엇갈리게 설계되어야 하며, 이에 해당하는 솔더 마스크 오프닝도 0.5mm 이상 간격으로 엇갈리게 해야 합니다.
• 솔더 마스크는 패드를 0.5mm 덮어야 합니다(패드를 연장하여 이 요구사항을 충족할 수 있습니다).
• 골드 핑거의 앞부분에는 하프 홀을 설계하고, 핑거 패드에는 내경 0.3mm, 외경 0.5mm의 홀을 설계해야 합니다.
• 패드의 통과 홀은 엇갈리게 설계하여 한 줄로 정렬되지 않도록 해야 합니다.

납땜 금 핑거는 금 핑거 패드를 리지드 보드의 패드에 직접 납땜하는 방식으로, 커넥터가 필요하지 않게 합니다.

추가 팁

위에서 논의한 사항들 외에도 플렉시블 PCB를 설계할 때 몇 가지 추가로 고려해야 할 점이 있습니다.

• 적용 분야에 맞는 적절한 플렉시블 소재를 사용하십시오.
• 플렉시블 PCB의 곡률 반경을 고려하십시오.
• 플렉시블 소재와 호환되는 솔더 마스크를 사용하십시오.
• 생산 환경에 투입하기 전에 플렉시블 PCB를 철저히 테스트하십시오.
• 이러한 팁을 따르면, 귀하의 요구와 사양에 맞는 플렉시블 PCB를 설계할 수 있습니다.

이러한 팁을 따르면 특정 필요와 요구 사항을 충족하는 플렉스 PCB를 설계할 수 있습니다.