이 기사에서는 리지드 - 플렉스 PCB가 무엇인지, PCB를 사용하는 이점 및 응용 프로그램을 사용하여 PCB를 설계하기위한 규칙에 대해 설명합니다.

Rigid-Flex PCB 란 무엇입니까?

리지드 - 플렉스 PCB의 경우, 플렉시블 회로 기판과 리지드 회로 기판이 함께 적층됩니다.   리지드 - 플렉스 PCB는 전통적인 단단한 PCB의 경계를 넘어서고 유연한 절연 필름에 포토 에칭 된 고 연성 전착 또는 롤 어닐링 구리 도체를 사용하는 플렉스 회로의 고유 한 특성을 교차합니다.  

플렉스 회로에는 Kapton 또는 Norton과 같은 유연한 폴리이 미드로 만들어진 스택 업과 열, 아크릴 접착제 및 압력을 통해 함께 적층 된 구리가 포함됩니다.

기존의 PCB와 마찬가지로 리지드 보드의 양면에 구성 요소를 장착 할 수 있습니다. 리지드 - 플렉스 회로 사이에 발생하는 통합으로 인해 리지드 - 플렉스 설계는 섹션간에 커넥터 또는 연결 케이블을 사용하지 않습니다. 대신, 플렉스 회로는 시스템을 전기적으로 연결합니다.

커넥터와 연결 케이블이 부족하여 다음과 같은 작업이 수행됩니다.

손실없이 신호를 전송하는 회로의 능력을 향상시킵니다.

제어 임피던스 수용

콜드 조인트와 같은 연결 문제를 제거합니다.

체중 감소

다른 구성 요소를위한 여유 공간 2, 4, 6

모든 리지드 - 플렉스 PCB는 다양한 재료와 다양한 레이어 수를 특징으로하는 영역으로 나뉩니다. 리지드 구역은 플렉시블 존보다 많은 층을 가질 수 있으며, 재료는 FR-4에서 트랜지션 존의 폴리이 미드로 이동합니다.

복잡한 디자인은 대개 경직에서 굴곡으로, 뒤에서는 여러 번 경직으로 바뀝니다. 이러한 교점이 발생함에 따라 강체 - 플렉스 재료의 겹침은 무결성을 유지하기 위해 천이 구역에서 구멍을 멀리 유지해야합니다. 또한 많은 리지드 - 플렉스 설계에는 커넥터 및 구성 요소에 대한 추가 지원을 제공하는 스테인레스 강 또는 알루미늄 보강재가 포함됩니다 1.

플렉시블 PCB에 대한 더 자세한 정보는 플렉시블 대 리지드 플렉스 PCB에 대한 기사를 참고하십시오.   계획   디자인.

리지드 - 플렉스 PCB 설계에 적용되는 다양한 디자인 규칙

3D 디자인과 제품을 제작할 수있는 유연성과 유연성을 상쇄시켜야하는 여러 가지 문제가 있습니다. 기존의 리지드 - 플렉스 PCB 디자인을 사용하여 제품의 구성 요소, 커넥터 및 섀시를 물리적으로보다 견고한 조립 부품에 장착 할 수있었습니다. 다시 말하면, 전통적인 디자인의 관점에서, 플렉서블 회로는 질량을 낮추고 진동에 대한 내성을 향상시키면서 인터커넥트 역할 만했습니다.  

개선 된 플렉스 회로 기술과 결합 된 신제품 설계는 리지드 - 플렉스 PCB를위한 새로운 디자인 규칙을 도입했습니다. 이제 설계 팀은 유연한 회로 영역에 구성 요소를 배치 할 수 있습니다. 이러한 자유와 강체 - 플렉스 설계에 대한 다층 접근법을 결합하면 귀사와 귀사 팀이 설계에 더 많은 회로를 구축 할 수 있습니다. 그러나 이러한 자유를 확보하면 라우팅 및 홀의 측면에서 몇 가지 문제가 추가됩니다.  

유연한 회로에는 항상 라우팅에 영향을 미치는 벤드 선이 있습니다. 재료 스트레스가 발생할 가능성이 있기 때문에 컴포넌트 또는 비아를 굽힘 선 가까이에 배치 할 수 없습니다.  

그리고 부품들이 적절하게 배치 되더라도 굽힘 플렉스 회로는 표면 실장 패드와 관통 구멍에 반복적 인 기계적 응력을가합니다. 팀은 스루 홀 플레이 팅을 사용하고 패드를 고정하기 위해 추가 커버 레이를 사용하여 패드 지지대를 보강함으로써 스트레스를 줄일 수 있습니다 2.

추적 라우팅을 설계 할 때 회로에 대한 스트레스를 줄이는 방법을 따르십시오. 플렉스 회로에서 전원 또는 접지 플레인을 운반 할 때 유연성을 유지하려면 해치 된 다각형을 사용하십시오. 90 °가 아닌 곡선 트레이스를 사용해야합니다.   또는 45 ° 각도로 설정하고 눈물 방울 패턴을 사용하여 추적 폭을 변경하십시오.

이러한 관행은 스트레스 포인트와 약점을 줄입니다. 또 다른 모범 사례는 양면 플렉스 회로의 상단 및 하단 트레이스를 서로 엇갈리게 배치하여 트레이스에 스트레스를 분산시킵니다. 트레이스를 오프셋하는 것은 트레이스가 같은 방향으로 서로 겹치지 않게하고 PCB를 강화시킵니다.

응력을 줄이려면 굽힘 선에 수직으로 자국을 배선해야합니다. 강체에서 구부러진 곳으로 그리고 다시 강체로 움직일 때 한 매질에서 다른 매질 사이의 레이어 수는 다를 수 있습니다. 트레이스 라우팅을 사용하여 인접한 레이어의 라우팅을 오프셋하여 플렉스 회로에 강성을 추가 할 수 있습니다

전자 기계 요인 영향 디자인

리지드 - 플렉스 PCB를 설계 할 때 플렉스 회로와 리지드 보드에 모두 영향을주는 전기 기계적 요소를 생각해보십시오. 설계를 할 때 두께에 대한 굽힘 반경 비율에 초점을 맞 춥니 다. 플렉스 회로를 사용하면 굽힘 영역에서 단단히 굽히거나 두께를 늘리면 고장 가능성이 커집니다. 제작자는 굽힘 반경을 플렉스 회로 재료 두께의 최소 10 배로 유지하고 회로의 "종이 인형"을 만들어 굽힘이 발생하는 위치를 결정하는 것이 좋습니다.

플렉스 회로를 외부 굽힘을 따라 늘리거나 내부 굽힘을 따라 압축하지 마십시오. 굽힘 각도를 90 ° 이상으로 증가 시키면 플렉스 회로의 한 지점에서의 스트레칭과 플렉스 회로의 다른 지점에서의 압축이 증가합니다.

강체 - 굴곡 신뢰성의 또 다른 중요한 문제는 굴곡 영역에서 발견되는 도체의 두께와 유형입니다. 도체의 도금 량을 줄이고 패드 전용 도금을 사용하여 두께와 기계적 응력을 줄일 수 있습니다. 무거운 구리, 금 또는 니켈 도금을 사용하면 굽힘시 유연성이 떨어지며 기계적 응력과 균열이 발생할 수 있습니다.

Rigid-Flex PCB 설계에 팀워크가 필요함

새로운 PCB 설계 도구는 설계 팀이 다중 레이어 스택을 관리하고 3D 전자 기계 설계를 시각화하며 설계 규칙을 확인하고 플렉스 회로의 동작을 시뮬레이션 할 수있는 기능을 제공합니다. 이러한 툴을 가지고 있더라도, rigid-flex PCB의 성공적인 설계는 팀과 fabricator 간의 팀웍에 달려 있습니다.

팀웍은 프로젝트의 초기 단계에서 시작하여 설계 프로세스 전반에 걸쳐 계속되어야하며 일관된 의사 소통에 달려있다.