연성 PCB(플렉스 PCB)는 굽힘, 접힘, 복잡한 형상에 대한 변형이 가능하기 때문에 항공우주, 군사, 가전제품, 의료기기 등의 산업에 필수적입니다. 본 글에서는 다층 연성 PCB 제작에 필요한 제조 공정을 자세히 살펴보고, 각 공정의 장점과 사용 소재를 중점적으로 다룹니다.
고품질 플렉시블 PCB의 기본은 선택된 재료에 있습니다. 일반적인 재료로는 기판으로 폴리이미드(PI)와 폴리에스터(PET)를 사용하고, 전도성 구리 포일을 결합한 형태가 있습니다. 이러한 재료는 유연성, 내열성, 전기 전도성을 고려하여 선택되므로 다양한 고성능 애플리케이션에 적합합니다.
주요 소재: 구리 호일: 다양한 두께(1oz, 1/2oz, 1/3oz)로 제공되며, 전도성 경로를 만드는 데 사용됩니다.기판 필름: 일반적으로 두께가 1mil 또는 1/2mil로, 유연한 기반을 제공합니다.접착제: 두께는 고객 요구 사항에 따라 다르며, 구리를 기판에 접합하는 데 사용됩니다.
제조에 들어가기 전에 설계 단계가 매우 중요합니다. 면밀히 검토된 설계는 플렉스 PCB의 기능적 측면뿐만 아니라 제조 가능성도 보장합니다. 주요 고려 사항은 다음과 같습니다.
제조 가능성을 위한 설계(DFM): 설계를 효율적이고 안정적으로 제조할 수 있도록 보장합니다.레이아웃 및 라우팅: 적절한 신호 무결성과 전자기 적합성(EMC)이 중요합니다.다층 및 강성-연성 설계: 이러한 설계는 유연성과 기계적 강도의 균형을 맞추기 위해 신중하게 계획해야 합니다.
이 공정은 재료 준비부터 시작됩니다. 주요 재료로는 폴리이미드와 같은 유연한 기판, 구리 호일, 접착제, 커버레이 등이 있습니다. 이러한 재료는 일반적으로 롤 형태로 제공되며, 슬릿팅 머신을 사용하여 필요한 크기로 조심스럽게 슬리팅하거나 절단해야 합니다.
다음 단계는 드릴링으로, 층간 전기적 연결을 위한 비아(도금 관통 구멍)를 만드는 단계입니다. 소재의 유연성을 고려하여 드릴링 중 버(burr)와 박리(delamination)를 방지하기 위해 특별한 주의가 필요합니다. 설계 사양에 맞는 정밀한 구멍을 만들기 위해 첨단 기계 드릴링 또는 레이저 드릴링 기법을 사용합니다.
드릴링 후, 층 사이에 전도성 경로를 만들기 위해 비아를 금속화해야 합니다. 이 과정은 다음과 같은 단계로 진행됩니다. 디스미어링: 드릴링된 구멍의 내벽을 세척하여 이물질이나 수지 얼룩을 제거하여 도금 공정 시 우수한 접착력을 보장합니다. 무전해 구리 도금: 화학 공정을 통해 구멍 벽에 얇은 구리 층을 증착하여 균일한 피복률을 보장합니다. 전해 구리 도금: 전기 도금을 통해 더 두꺼운 구리 층을 도포하여 초기 증착층을 강화하고 층 간의 견고한 전도성을 제공합니다.
다층 FPC는 이제 이미지 전송 프로세스를 거칩니다.
드라이 필름 라미네이션: 감광성 드라이 필름을 구리 표면에 라미네이션합니다. 이 필름은 회로 패턴을 형성하는 데 도움이 됩니다. 노광: 라미네이션된 기판을 원하는 회로 패턴의 윤곽을 그리는 포토마스크를 통해 자외선에 노출시킵니다. 자외선은 드라이 필름의 노출된 부분을 경화시킵니다. 현상: 경화되지 않은 필름 부분을 세척하여 에칭이 필요한 하부 구리를 노출시킵니다. 에칭: 노출된 구리 부분을 화학 용액을 사용하여 에칭하여 경화된 드라이 필름에 의해 정의된 회로 패턴을 남깁니다. 스트리핑: 남아 있는 드라이 필름을 제거하여 회로를 형성하는 최종 구리 패턴을 드러냅니다.
다층 FPC는 전도성 트레이스가 정확하게 정렬되도록 여러 층을 정밀하게 적층해야 합니다. 이 공정은 다음과 같습니다. 적층: 전도성 층과 절연층을 포함한 개별 층을 올바른 순서대로 정렬하고 적층합니다. 적층: 적층된 층을 진공 환경에서 열과 압력을 가하여 층을 접합합니다. 접착 재료가 녹고 경화되어 견고하고 일체화된 구조를 형성합니다.
섬세한 회로를 보호하기 위해 커버레이(또는 커버 필름)를 도포합니다. 이 단계는 다음과 같습니다. 커버레이 절단 및 준비: 일반적으로 폴리이미드로 만들어진 커버레이 필름을 납땜 패드를 위한 구멍을 뚫은 후 필요한 모양으로 절단합니다. 라미네이션: 열과 압력을 사용하여 커버레이를 회로에 라미네이션하여 단단히 접합합니다. 이 공정은 유연성을 유지하면서 환경적 요인과 물리적 손상으로부터 회로를 보호합니다.
우수한 납땜성을 보장하고 구리 패드의 산화를 방지하기 위해 표면 마감 처리가 적용됩니다. 일반적인 표면 처리는 다음과 같습니다. ENIG(무전해 니켈 침지 금도금): 얇은 니켈 층을 증착한 후 금 층을 증착합니다. 이 마감 처리는 뛰어난 내식성을 제공하고 안정적인 납땜을 보장합니다.
FPC는 배선 간의 연속성과 절연성을 확인하기 위해 전기적 테스트를 거쳐야 합니다. 이 단계는 PCB 성능을 저하시킬 수 있는 단락, 개방 회로 또는 기타 결함을 식별하는 데 매우 중요합니다.
전기적 테스트를 통과한 후, FPC는 레이저 절단이나 기계식 펀칭을 통해 최종 모양과 크기로 절단됩니다. 이 단계를 통해 기판이 의도된 용도에 완벽하게 맞는지 확인합니다.
최종 검사는 다층 FPC가 모든 필수 사양 및 품질 기준을 충족하는지 확인합니다. 여기에는 육안 검사, 치수 검사, 그리고 필요에 따라 더욱 세부적인 테스트가 포함됩니다.
완성된 FPC는 운송 중 손상을 방지하기 위해 꼼꼼하게 포장됩니다. 이후 최종 제품으로 조립하기 위해 고객에게 배송됩니다.
이 상세한 공정은 다층 유연 PCB 제조에 필요한 복잡성과 정밀성을 보여줍니다. 각 단계는 최종 제품이 최신 전자 기기에 요구되는 높은 기준을 충족하도록 하는 데 매우 중요합니다.
유연한 PCB는 특정 응용 분야에서 단단한 PCB보다 우수한 여러 가지 장점을 제공합니다.
높은 유연성: 플렉스 PCB는 구부리거나, 접거나, 비틀 수 있어 복잡한 3차원 형상을 구현할 수 있습니다. 공간 및 무게 절감: 공간과 무게를 줄여 장치의 소형화에 기여합니다. 높은 신뢰성: 항공우주 및 군사 장비와 같이 신뢰성이 중요한 고밀도 애플리케이션에 적합합니다. 방열: 플렉스 PCB는 고성능 전자 제품에 필수적인 탁월한 열 관리 기능을 제공합니다. 비용 효율성: 복잡한 제조 공정에도 불구하고, 플렉스 PCB는 여러 기능을 통합하여 전체 시스템 비용을 절감할 수 있습니다.
플렉스 PCB는 구리 호일이 기판에 접합되는 방식에 따라 다음과 같이 분류됩니다.
접착제 기반 플렉스 PCB: 구리 호일을 접착제를 사용하여 접합합니다. 가장 일반적인 유형입니다. 접착제가 없는 플렉스 PCB: 구리를 열과 압력을 사용하여 기판에 직접 접합하여 유연성과 접합 강도를 향상시키지만, 비용이 더 많이 듭니다.
구리 호일: 전착 또는 압연하여 전도성 층을 형성합니다. 기판: 구리 배선을 지지하는 유연한 폴리머 소재입니다. 접착제: 용도에 따라 구리를 기판에 접착하는 데 사용됩니다. 커버레이: 회로를 손상 및 환경 노출로부터 보호하는 절연층입니다. 보강층: PI 필름과 마찬가지로 부품 장착 부위와 같은 특정 부위의 기계적 강도를 높이는 데 사용됩니다.
플렉스 PCB 생산에는 여러 가지 어려움이 따르며, 특히 섬세한 소재를 다루는 데 어려움이 있습니다. 다음과 같은 해결책이 있습니다.
고정밀 드릴링: 버링과 같은 결함을 방지하려면 첨단 드릴링 기술을 사용하는 것이 필수적입니다. 효율적인 자재 취급: 오염 및 결함을 방지하기 위해 정밀 기계를 갖춘 깨끗한 환경에서 자재를 취급합니다. 표면 처리: ENIG와 같은 첨단 표면 처리 기술을 사용하여 내구성과 신뢰성을 보장합니다.
연성 PCB 제조는 정밀한 제어와 고품질 소재를 요구하는 복잡하고 세심한 공정입니다. 소재 선정부터 최종 검사까지 모든 단계를 완벽하게 관리함으로써 제조업체는 최신 전자 제품의 엄격한 요구 사항을 충족하는 플렉스 PCB를 생산할 수 있습니다. SprintPCB는 첨단 기술과 엄격한 품질 기준을 활용하여 더 작고 강력하며 안정적인 전자 기기 제작에 필수적인 연성 PCB를 제공하며, 이러한 공정에서 탁월한 역량을 발휘합니다.
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