플렉시블 PCB vs. 리지드 PCB: 올바른 회로 기판 선택을 위한 완벽 가이드

전자제품의 세계에서 유연 (유연) PCB와 딱딱 PCB 사이의 선택은 장치 설계에서 성능 및 비용까지 모든 것을 형성합니다. 딱딱 PCB는 오랫동안 산업 표준이되었습니다.,플렉스 PCB는 엔지니어들이 소형, 내구성 있고 비정상적인 전자제품의 접근 방식에 혁명을 일으켰습니다.장점이 가이드는 주요 요인을 분해하고 성능 측정 기준을 비교합니다.그리고 플렉스 및 딱딱한 PCB를 결정하는 데 도움이되는 실행 가능한 통찰력을 제공합니다.

유연 PCB 와 딱딱 PCB 는 무엇 입니까?
플렉스 PCB와 딱딱 PCB는 기본적으로 동일한 목적을 수행합니다. 기능성을 가능하게하는 전자 구성 요소를 연결하는 것입니다. 중요한 차이점은 구조와 유연성입니다.

플렉스 PCB
유연 PCB (유연 PCB) 는 얇고 구부러질 수 있는 기판으로 만들어집니다. 일반적으로 polyimide (PI) 는 내구성과 열 저항성으로 알려진 고성능 폴리머입니다.

a. 유연성을 위해 폴리아미드 기본층 (25μ125μm 두께) 을 사용한다.
b. 굽는 동안 전도성을 유지하기 위해 얇은 구리 흔적 (12μ35μm).
c. 흔적을 격리하고 가열에 저항하기 위한 보호용 덮개 (폴리아미드 또는 아크릴)

유연 PCB는 회로를 손상시키지 않고 반복적으로 구부러지고 굽히고 접을 수 있어 좁은 공간이나 움직이는 부품에 적합합니다.

딱딱한 PCB
딱딱한 PCB는 가장 일반적인 재료인 유리 섬유로 강화 된 에포시 (FR-4) 와 같은 딱딱한 기판으로 구성됩니다. 그 구조는 다음을 포함합니다:

a. 강도를 위해 FR-4 두꺼운 코어 (0.4~3.2mm).
b. 코어에 결합된 구리층 (18 ∼ 105μm).
c. 보호 및 라벨링을 위해 솔더 마스크와 실크 스크린.

딱딱한 PCB는 고정된 모양을 유지하여 무거운 부품과 고전력 애플리케이션에 안정성을 제공합니다.

주요 차이점: 플렉스 PCB와 딱딱 PCB
아래 표는 플렉스 및 딱딱한 PCB가 성능, 비용 및 기능에서 어떻게 다르는지 강조하기 위해 중요한 메트릭을 비교합니다.

플렉스 PCB 의 장점
플렉시크 PCB는 공간, 무게, 내구성이 중요한 애플리케이션에서 탁월합니다.

1공간 및 무게 절감
플렉시크 PCB는 커넥터, 와이어 및 부피가 큰 하우스의 필요성을 제거하여 장치 크기를 30~50% 감소시키고 무게를 40~60% 감소시킵니다. 예를 들어:

a. 플렉스 PCB를 이용한 의료 내시경은 10mm 지름의 샤프트에 꽂히지만, 딱딱한 PCB는 20mm 샤프트가 필요하다.
b. 착용 가능한 피트니스 트래커는 플렉스 PCB를 사용하여 부피를 추가하지 않고 손목으로 구도를 만듭니다.

2역동적인 환경에서의 내구성
플렉스 PCB는 움직임이나 진동이 흔한 곳에서 잘 작동합니다.

a. 플렉스 사이클: 폴리아미드 기판은 100,000 + 180° 구부러기를 견딜 수 있으며, 힌지 (예를 들어 접이 가능한 전화 화면) 에 이상적입니다.
진동 저항: 자동차 문 패널과 산업용 로봇에 사용되는 플렉스 PCB는 스트레스로 인해 균열되는 딱딱한 PCB와 달리 지속적인 움직임으로 인한 손상을 견딜 수 있습니다.

3열 및 화학 저항성
폴리마이드 플렉스 PCB는 극한 조건에서도 안정적으로 작동합니다.

a. 온도 범위: 항공우주에서 냉동 (-269°C) 에서 엔진 부품 근처에서 고온 (300°C) 까지.
b.화학 저항성: 의료 임플란트 및 후드 아래 자동차 부품에 중요한 기름, 용매 및 체액에 저항합니다.

4디자인 자유
플렉시스 PCB는 딱딱한 보드에서는 불가능한 모양과 구성을 가능하게 합니다.

a.3D 적합성 (예를 들어, 자동차 대시보드 같은 곡선 표면을 감싸는 것)
b. 좁은 공간에 통합 (예를 들어 EV의 배터리 셀 사이에).

플렉스 PCB의 한계
플렉스 PCB는 장점에도 불구하고 타협점이 있습니다.
1더 높은 비용
플렉스 PCB는 2~5배 더 비싸다.

a.특별자재 (폴리마이드는 FR-4보다 비싸다.)
b.복합 제조 (레이저 드릴링, 정밀 라미네이션)
c.소량 생산 (직한 PCB보다 확장 속도가 느리다).

2제한된 부품 호환성
무거운 또는 큰 부품 (예를 들어, 트랜스포머, 큰 콘덴서) 은 플렉스 섹션에 장착 할 수 없으며 복잡성을 추가하는 딱딱한 강화기가 필요합니다.

3설계 제한
a. 흔적 너비/격차: 최소 흔적 너비는 3~5 밀리 (직한 PCB의 경우 2~3 밀리) 로 고밀도 디자인을 제한합니다.
b.수리 어려움: 손상된 흔적은 딱딱한 PCB보다 수리하기가 어렵습니다.

딱딱 한 PCB 의 장점
딱딱한 PCB는 좋은 이유 때문에 전자제품의 가장 중요한 요소로 남아 있습니다.
1낮은 비용과 확장성
딱딱한 PCB는 성숙한 제조 공정에서 이익을 얻습니다.

a.대량 생산 (100,000개 이상) 은 1판당 1~5달러 (플렉스 PCB의 5~25달러에 비해) 까지 비용을 줄여줍니다.
b. 자동 조립 라인과 호환되며 인건비를 줄입니다.

2높은 구성 요소 밀도
딱딱한 PCB는 다음을 지원합니다.

a. 복잡한 회로 (예: 서버 메인보드) 를 위한 더 많은 계층 (최고 40개 이상).
b. 5G 모덤과 같은 고속 설계에 필수적인 얇은 피치 구성 요소 (0.3mm BGA) 및 마이크로 비아.

3. 쉽게 조립 및 수리
a. 표준화 된 장착 구멍과 평면은 부품 배치를 단순화합니다.
b. 손상 된 흔적 또는 부품은 전통적인 도구로 더 쉽게 수리 할 수 있습니다.

4열 관리
두꺼운 구리 층 (2 ∼ 6 온스) 과 알루미늄 코어 변형은 플렉스 PCB보다 열을 더 잘 분산하여 고강력 장치 (예를 들어 전원 공급 장치, 모터 컨트롤러) 에 이상적인 딱딱한 PCB를 만듭니다.

딱딱 한 PCB 의 한계
딱딱한 PCB는 적응력이 필요한 응용 프로그램에서 어려움을 겪습니다.
1유연성
고정된 모양은 특히 컴팩트 또는 곡선 장치의 디자인 옵션을 제한합니다. 예를 들어, 딱딱한 PCB는 스마트워치의 곡선 가구에 맞지 않습니다.

2무게와 크기
딱딱한 PCB는 커넥터와 배선 허니에 대한 추가 공간을 필요로하며 장치 부피를 증가시킵니다. 딱딱한 PCB만을 사용하는 스마트 폰은 플렉스 구성 요소가있는 스마트 폰보다 20~30% 두껍습니다.

3진동에 민감함
딱딱한 PCB는 높은 진동 환경 (예를 들어, 자동차 엔진) 에서 용접 관절 장애에 취약하며, 플렉스 PCB는 충격을 흡수합니다.

플렉스 PCB의 이상적인 응용
플렉스 PCB는 컴팩트성, 내구성 또는 비정상적인 형태 요인을 요구하는 시나리오에서 빛납니다.
1소비자 전자제품
폴더블 폰: 플렉스 PCB는 힌지 메커니즘을 활성화합니다 (예: 삼성 갤럭시 Z 폴드).
웨어러블 기기: 스마트 워치와 피트니스 밴드는 유연 PCB를 사용하여 신체에 구도를 만듭니다.

2의료기기
임플란트: 심장 박동기와 신경 자극기는 생물 호환성 플렉스 PCB (ISO 10993 인증) 를 사용합니다.
최소 침습 도구: 내시경과 복강경 장치는 몸 안을 탐색하기 위해 플렉스 PCB에 의존합니다.

3자동차
인테리어 시스템: 플렉스 PCB는 주변 조명을 위해 구부러진 대시보드 및 문 패널에 적합합니다.
엔진 센서: 딱딱한 PCB보다 모자 아래 온도와 진동에 더 잘 견딜 수 있습니다.

4항공우주
위성: 가벼운 플렉스 PCB는 발사 비용을 줄이고 방사선에 저항합니다.
UAV: 플렉시스 PCB는 드론 날개와 카메라 기말의 좁은 공간에 적합합니다.

딱딱 한 PCB 에 대한 이상적 인 응용
딱딱한 PCB는 고성능, 정지 또는 고전력 장치에 선호됩니다.
1컴퓨터 및 네트워크
서버 및 PC: 딱딱한 PCB는 20+ 계층과 고속 DDR5 메모리를 지원합니다.
라우터와 스위치: 최소 신호 손실로 100Gbps+ 데이터 속도를 처리합니다.

2산업용 장비
모터 컨트롤러: 두꺼운 구리 PCB는 높은 전류 (100A +) 를 처리합니다.
PLC (프로그램 가능한 논리 컨트롤러): 공장 환경에서 안정적인 성능.

3가전제품
냉장고와 TV: 비용 효율적인 딱딱한 PCB는 저전력 제어 기능을 수행합니다.

4전력전자
EV 충전기: 단단한 알루미늄 코어 PCB는 고전압 부품의 열을 분산시킵니다.

딱딱하고 유연 한 PCB 를 선택할 때: 하이브리드 해결책
많은 디자인에서, 튼튼한 플렉스 PCB는 구성 요소를 위한 딱딱한 섹션과 움직임을 위한 플렉스 섹션을 결합하여 두 세계의 최고를 제공합니다.

a. 휴대용 의료기기: 딱딱한 부분은 배터리/센서를 포함하고, 플렉스 섹션은 관절을 가능하게 한다.
b.자동차 ADAS: 카메라와 레이더를 가두 아래의 좁은 공간에 전선 없이 연결합니다.
군용 라디오: 복잡한 회로를 통합하는 동안 진동에 저항합니다.

딱딱한 플렉스 PCB는 딱딱한 PCB보다 더 비싸지만 연결 장치가있는 별도의 플렉스 및 딱딱한 보드를 사용하는 것보다 저렴합니다.

선택 방법: 의사 결정 틀
다음 질문 들 을 사용 하여 선택 을 결정 하십시오.

1- 장치가 구부러질 필요 없나요? 아니면 구부러진 공간에 꽂아야 할까요?
예: 플렉스 또는 딱딱한 플렉스 PCB
아니, 딱딱한 PCB.

2생산량은 얼마인가요?
대용량 (>10,000 유닛): 딱딱한 PCB (단위 비용보다 낮습니다.)
저용량 (<1,000개): 플렉스 PCB (디자인 유연성은 비용을 정당화합니다.)

3- 설계에는 무거운 부품이나 높은 전력이 포함되나요?
네: 딱딱한 PCB (더 나은 지원 및 열 관리)
아니: 플렉스 PCB (더 가볍고 더 컴팩트)

4기기는 진동, 극한 온도, 화학물질에 대처할 수 있을까요?
예: 플렉스 PCB (더 높은 내구성)
번호: 딱딱한 PCB (비용 효율적)

사례 연구: 착용 가능한 장치에서 유연성 대 딱딱성
건강 추적 패치의 제조업체는 다음의 PCB를 필요로 합니다.

a. 두 밀리미터 두께의 구부러진 가구에 꽂습니다.
b. 1,000시간 이상 피부 접촉을 견뎌냈어요.
c. 지원되는 심박수 및 온도 센서.
b. 딱딱한 PCB 프로토타입: 너무 두껍고 (3mm) 무겁다. 몸의 움직임으로 인해 용접 관절이 피로하기 때문에 500시간 후에 실패했다.
c. 플렉스 PCB 솔루션: 0.2mm 두께, 60% 가벼운; 2,000 + 시간 사용에 견딜 수 있으며 신호 무결성을 유지합니다.

FAQ
Q: 플렉스 PCB는 모든 응용 분야에서 딱딱한 PCB를 대체 할 수 있습니까?
A: 아닙니다. 플렉스 PCB는 고용량, 낮은 복잡성 장치 (예: 리모컨) 에 대한 비용이 제한되며 단단한 PCB와 같은 무거운 구성 요소 또는 높은 계층 수를 지원 할 수 없습니다.

Q: 플렉스 PCB는 딱딱한 PCB보다 더 신뢰할 수 있습니까?
A: 역동적 환경 (진동, 구부러짐) 에서 그렇습니다. 정지, 고전력 응용 프로그램에서는 딱딱한 PCB가 더 신뢰할 수 있습니다.

Q: 융통형 PCB가 딱딱한 PCB와 비교하면 얼마나 들까요?
A: 플렉스 PCB는 소량으로 2~5배 더 비싸지만, 큰 생산량 (100,000개 이상) 에서 격차가 좁아집니다.

Q: 플렉스 PCB는 고속 신호 (5G, 10Gbps+) 를 처리 할 수 있습니까?
A: 네, 저손실 폴리아미드 기판으로요. 플렉스 PCB는 5G 안테나와 항공우주에서 고속 데이터 링크에 사용됩니다.

결론
플렉시크 PCB와 딱딱한 PCB는 경쟁자가 아니라 상호 보완적인 기술입니다. 플렉시크 PCB는 컴팩트, 동적 또는 혹독한 환경에서 우수하지만 딱딱한 PCB는 대용량, 고전력,또는 복잡한 고정 장치많은 현대 전자제품의 경우, 접히는 전화기부터 의료 임플란트까지 최적의 해결책은 종종 성능을 위해 딱딱한 부분과 적응력을 위해 유연한 부분의 혼합을 포함합니다.

선택의 형태를 장치의 형태 요소, 환경 및 생산 요구 사항에 맞추면 비용, 성능 및 신뢰성을 균형 잡습니다.

핵심 요점: 가장 좋은 PCB는 설계자의 고유 한 요구에 달려 있습니다. 플렉시블 PCB는 형태와 내구성에서 혁신을 가능하게합니다.딱딱한 PCB는 표준 애플리케이션에 대한 비용 효율성과 성능을 제공합니다..