FPC 설계 클리어런스 가이드: 패드 들뜸 및 쇼트 방지

리지드 PCB와 달리, FPC는 유연한 특성과 복잡한 제조 공정으로 인해 설계 시 안전 클리어런스를 엄격하게 관리해야 합니다.

얼핏 사소해 보이는 트레이스나 패드 간 거리라도 라미네이션 및 조립 과정에서 패드 들뜸, 트레이스 크랙, 회로 쇼트와 같은 심각한 불량을 쉽게 유발할 수 있습니다.

이번 글에서는 FPC 설계에서 자주 발생하는 클리어런스 함정을 살펴보고, 완벽한 제조를 위한 레이아웃 최적화 방법을 알아보겠습니다.

I. 솔더마스크 설계

1. 솔더마스크 브리지 간격 부족

솔더마스크 브리지란 두 패드 사이에 위치한 솔더마스크를 의미합니다. 솔더마스크 브리지를 유지하려면 두 패드 사이의 거리가 최소 0.5mm 이상이어야 하며, 그렇지 않으면 브리지가 지나치게 얇아져 쉽게 끊어질 수 있습니다.

2. 솔더마스크 개구부와 구리 간 거리

솔더마스크 개구부와 구리 사이의 거리는 최소 0.15mm 이상이어야 합니다. 이 거리가 너무 좁으면 커버레이 오프셋으로 인해 인접 영역의 구리가 노출될 수 있으며, 부품 실장 시 솔더 브리지로 인한 쇼트 위험이 발생할 수 있습니다.

3. 솔더마스크 개구부 길이

솔더마스크 개구부 길이는 일반적으로 20mm를 초과하지 않아야 하며, 넓은 면적의 개구부는 피하는 것이 좋습니다. 솔더마스크 개구부가 지나치게 크면 라미네이션 과정에서 늘어나거나 변형되어 접착이 어려워지거나 정렬 오차가 발생할 수 있습니다.

II. 외곽선 설계

1. 패드와 외곽선 간 거리

패드는 외곽선으로부터 0.2mm 이상 떨어져 있어야 합니다. 그렇지 않으면 레이저 커팅 시 탄화가 발생하여 패드 간 쇼트를 유발할 수 있습니다.

III. 드릴링 설계

1. 비아와 보드 가장자리 간 거리

비아 가장자리에서 보드 외곽선 중심까지의 거리는 최소 0.5mm 이상이어야 합니다. 그렇지 않으면 레이저가 비아를 손상시켜 패드 크랙을 유발할 수 있습니다. 또한 비아는 일직선으로 배열하지 말고 좌우 또는 상하로 지그재그로 배치해야 합니다.

2. 비아와 개구부 간 거리

비아는 개구부 가장자리에 설계해서는 안 되며, 커버레이 전환부로부터 최소 0.3mm 이상 떨어져 있어야 합니다.

이 영역은 납땜 핑거 영역이므로 납땜 과정에서 구부러질 수 있습니다. 커버레이가 없는 영역과 커버레이가 덮인 영역의 전환부에 응력이 집중되어 비아 구리에 크랙이 발생할 수 있습니다.

III. 회로 설계

1. BGA 패드 지름

BGA 패드 지름은 최소 0.25mm 이상이어야 합니다. 그렇지 않으면 완성된 패드가 지나치게 작아지거나 들뜸이 발생할 수 있습니다.

2. 보드 가장자리 패드 폭

보드 가장자리 패드의 폭은 최소 0.5mm 이상이어야 하며, 패드를 트리밍하지 말아야 한다는 내용을 주문 비고란에 명시해야 합니다. 그렇지 않으면 JLCPCB는 기본적으로 보드 가장자리로부터 0.2mm 떨어진 위치에서 패드를 트리밍하며, 이로 인해 패드 들뜸이나 냉납이 발생할 수 있습니다.

3. 트레이스 또는 구리 채움과 보드 가장자리 간 거리

프로파일링 과정에서 구리 손상을 방지하기 위해, 구리 채움 또는 배선은 외곽선으로부터 최소 0.2mm 이상 떨어져 있어야 합니다. 구리 채움이 보드 외곽선과 딱 맞닿아 있는 경우, CAM 엔지니어가 보드 가장자리 구리를 외곽선으로부터 0.2mm 떨어지도록 당길 때 단선이 발생할 수 있습니다.

4. 패드와 트레이스 간 거리

패드 간 간격이 0.5mm 미만인 경우, 가능한 한 패드 사이로 트레이스를 배선하지 않는 것이 좋습니다. 패드와 트레이스 간 최소 간격은 0.20mm를 유지해야 합니다. 후면으로 배선하거나 트레이스 노출을 감수하는 방식을 권장합니다.

IV. 스티프너 설계

1. 스티프너와 패드 간 거리

스티프너 영역은 패드보다 최소 1.0mm 이상 더 넓게 확장되어야 합니다. 스티프너 영역과 패드 사이의 간격이 부족하면, 굴곡 시 트레이스와 패드의 접합부에 크랙이 발생하여 단선을 유발할 수 있습니다.

2. 최소 스티프너 폭

스티프너가 지나치게 좁으면 접착이 어렵고 쉽게 파손되며 레이저 탄화가 발생하기 쉽습니다.

다음의 최소 폭 기준을 충족해야 합니다:

• FR4 최소 폭: 3mm;
• PI 최소 폭: 2mm;
• 스테인리스 스틸 최소 폭: 1mm.

3. EMI 차폐 필름과 패드 간 거리

전자파 차폐 필름은 전도성을 가지고 있습니다. 전자파 차폐 필름과 패드 개구부 사이의 거리는 최소 0.8mm 이상이어야 합니다.

위 데이터는 JLCPCB의 FPC 생산 경험을 바탕으로 한 것으로, 참고용으로만 제공됩니다. 설계 안전 값을 설정할 때 방향성을 제시하기 위한 것이며, 업계 표준을 완전히 대변하지는 않습니다.