다층 강성-연성 PCB 생산 공정: 단계별 가이드 & 산업 통찰

다층 릭드 플렉스 PCB는 릭드 PCB의 구조적 안정성과 플렉스 회로의 유연성을 결합한 전자계의 하이브리드 혁신을 나타냅니다.이 독특 한 설계 는 장치 들 이 구부러질 수 있게 해 준다, 접거나 좁은 공간에 적합합니다. 접이 가능한 스마트 폰, 자동차 센서 및 의료 임플란트와 같은 현대 애플리케이션에 매우 중요합니다.그들의 생산 과정은 전통적인 딱딱하거나 플렉스 PCB보다 훨씬 복잡합니다., 전문 재료, 정밀 라미네이션 및 유연한 세그먼트의 신중한 취급이 필요합니다.

이 가이드는 재료 선택에서 최종 테스트에 이르기까지 다층 딱딱한 플렉스 PCB의 생산 과정을 설명합니다. 자세한 단계, 다른 PCB 유형과의 비교 데이터,그리고 신뢰성을 보장하기 위한 중요한 최선 사례여러분이 소형화를 위한 설계자이든 생산을 확장하는 제조사이든,이 과정을 이해하면 다층 릭드 플렉스 기술의 잠재력을 최대한 활용할 수 있습니다..

다층 단단-유연 PCB 는 무엇 입니까?
생산에 뛰어들기 전에 다층 단단한 플렉스 PCB와 그 고유의 가치를 정의하는 것이 중요합니다.

1구조: 튼튼한 층 (일반적으로 FR-4) 과 유연한 층 (예: 폴리아미드) 을 번갈아 하나의 통합 회로를 형성하기 위해 접착 된 비아스를 통해 연결되어 있습니다.
2주요 장점: 딱딱한 PCB (결정 모양) 또는 플렉스 전용 PCB (한정층 수) 와 달리, 다층 딱딱한 플렉스 디자인은 특정 영역 (예를 들어,접는 전화기 힌지).
3일반적인 사용: 접이 가능한 전자제품, 자동차 ADAS 모듈, 착용 가능한 의료 장치 및 항공 우주 센서: 공간, 무게 및 내구성이 협상이 불가능한 응용 프로그램.

생산 과정은 두 가지 서로 충돌하는 필요를 균형 잡아야 합니다. 다층 회로에 필요한 정확성과 제조 과정에서 플렉스 레이어를 손상시키지 않도록 유연성.

1단계: 재료 선택 신뢰성 있는 딱딱하고 유연한 PCB의 기초
재료 선택은 다층 딱딱한 플렉스 PCB를 위한 결정적 요소입니다. 각 구성 요소는 라미네이션 열, 굽기 사이클 및 최종 사용 환경에 견딜 수 있어야 하기 때문입니다.아래는 중요 물질 및 그 사양의 분포입니다.:

중요 한 물질적 고려
1플렉스-직성 호환성: 접착제는 플렉스 및 딱딱한 기판의 CTE (열적 팽창 계수) 와 일치해야합니다. 예를 들어, 라미네이션 중에 왜곡을 피하기 위해폴리아미드 플렉스 코어는 스트레스를 최소화하기 위해 에폭시 접착제 (CTE ~ 20 ppm/°C) 와 가장 잘 결합됩니다..
2플렉스 레이어 내구성: 플렉스 흔적을 위해 롤링 앙일 (RA) 구리를 사용하십시오. 융통성이 굽기 주기에 10,000+ 회를 견딜 수 있으며, 전극에 저장된 구리 (ED) 는 1,000~2,000 회를 견딜 수 있습니다.
3.고속 애플리케이션: 자동차 또는 항공우주용으로, 200°C+에서 유연성을 유지하고 화학 물질에 저항하는 LCP (액체 결정 폴리머) 플렉스 서브래스트를 선택하십시오.

단계 2: 단계별로 다층 튼튼한 플렉스 생산 과정
생산 프로세스는 딱딱한 PCB 제조 (라미네이션, 굴착) 를 플렉스 PCB 기술 (미묘한 기판을 처리하고, 부름을 피하는) 과 통합합니다. 아래는 상세하고 순차적인 분포입니다.

단계 1: 사전 생산 및 재료 준비
회로 패턴 조립 전에, 재료는 균일성과 접착을 보장하기 위해 준비됩니다.

1플렉스 코어 준비:
a.유연한 기판 (예를 들어, 50μm 폴리아미드) 은 부착 실패를 일으키는 기름과 먼지 오염 물질을 제거하기 위해 이소프로필 알코올로 청소됩니다.
구리 필리핀 (12μ35μm RA 구리) 는 열 (180°C) 및 압력 (300 psi) 를 사용하여 플렉스 코퍼 클레이트 라미네이트 (CCL) 를 형성하여 플렉스 코퍼 클레이트 라미네이트 (CCL) 를 사용하여 플렉스 코어의 양쪽에 라미네이트됩니다.
2- 딱딱한 코어 준비:
a. 딱딱한 기판 (예를 들어, 1.6mm FR-4) 은 패널 크기 (일반적으로 18×24×) 로 잘라내고 날카로운 가장자리를 제거하기 위해 껍질을 벗겨냅니다.
b. 구리 포일 (35μ70μm ED 구리) 는 열 lamination을 통해 딱딱한 코어에 결합하여 딱딱한 회로 층의 기반을 만듭니다.

단계 2: 회로 패턴 (유연 및 딱딱한 층)
패턴 제작은 광 리토그래피와 발열을 사용하여 플렉스 및 딱딱한 층에 전도성 흔적을 만듭니다.

1광 저항성 적용:
a. 광감각성 저항 (유체 또는 건조 필름) 이 구리 접착 플렉스 및 딱딱한 라미네이트에 적용됩니다. 플렉스 층의 경우 다루기 중에 균열을 피하기 위해 유연한 저항이 사용됩니다.
2노출 및 개발:
a. 저항은 광 마스크 (회로 패턴과 함께) 를 통해 자외선에 노출됩니다. 노출되지 않은 저항은 개발 솔루션으로 씻어내어 발열 될 구리 흔적을 노출시킵니다.
3- 그래프:
a. 플렉스 레이어: 바람직하지 않은 구리를 제거하기 위해 가벼운 진열 물질 (암모늄 퍼스울فات) 에 잠겨있는 것은 폴리아미드 기판을 손상시키지 않기 위해 딱딱한 레이어에 비해 20% 감소합니다.
b.직한 층: 철화염 또는 구리화염으로 새겨져 FR-4에 표준화됩니다.
4- 스트리핑에 저항하라
a. 나머지 광 저항은 용매 (예를 들어, 나트륨 하이드록사이드) 로 제거하여 플렉스 및 딱딱한 층에 최종 회로 패턴을 보여줍니다.

3단계: 라미네이션 융합 플렉스 및 딱딱한 층
라미네이션은 튼튼한 플렉스 생산에서 가장 중요한 단계입니다. 플렉스 세그먼트를 구부리거나 회로를 손상시키지 않고 층을 결합해야합니다.

1접착제 절단:
a. 접착 잎 (예를 들어, 에포크시 기반) 은 패널 크기에 맞게 레이저로 절단되며, 비아와 플렉스 영역에 대한 구멍이 있습니다 (유연한 세그먼트를 딱딱한 층에 붙이지 않도록).
2레이어 스택업:
a.층은 트래스 및 추적 등록을 보장하기 위해 신뢰 표시 (1mm 구리 원) 를 사용하여 정렬됩니다. 허용 ± 0.02mm. 스택업은 일반적으로 다음과 같습니다.딱딱한 층 → 접착성 → 유연한 층 → 접착성 → 딱딱한 층.
3제어된 라미네이션:
a. 스택은 진공 라미네이터에서 160~180°C와 400~500 psi에서 30~60 분 동안 압축됩니다. 진공은 공기 거품을 제거하고 점진적 인 압력은 플렉스 레이어 부러짐을 방지합니다.
b. 고층 디자인 (10층 이상) 에 대해서는 순차적인 라미네이션을 사용합니다: 계층은 순차적으로 추가되며 정렬을 유지하기 위해 중간 경화됩니다.

4단계: 뚫어 층 연결을 위한 비아를 만드는
비아 (층을 연결하는 구멍) 는 라미네이션 후 융통성 및 딱딱한 부위에 맞춘 기술을 사용하여 뚫립니다.

1- 실습 계획:
a.제르버 파일은 위치를 통해 지정합니다: 구멍 (모든 층을 연결), 블라인드 비아 (외부와 내부 층을 연결) 및 묻힌 비아 (내부 층만 연결). 플렉스 영역은 더 작은 비아 (0.1 ∼ 0.0) 를 사용합니다.2mm) 를 사용하여 균열을 방지합니다..
2굴착 방법:
a.기계 뚫기: 청결한 구멍을 확보하기 위해 탄화물 뚫기 (30,000 RPM) 를 통해 딱딱한 층 (지름 ≥0.2mm) 에 사용됩니다.
b. 레이저 뚫기: UV 레이저로 플렉스 레이어 및 마이크로 비아 (≤0.15mm) 를 위해 사용되며 폴리아미드 기판에 열 손상을 최소화합니다.
3껍질 제거 및 훼손:
플렉스 레이어: 플라즈마 에칭은 섬세한 기판을 깎지 않고 벽을 통해 樹脂 스프레이를 제거합니다 (단회 회로를 피합니다).
b. 딱딱한 층: 화학적 소름 제거 (칼륨 페르만가네이트를 사용하여) 가루를 위해 벽을 통해 청소합니다.

5단계: 플래팅 전기 연결을 보장
층을 연결하기 위해 벽을 통해 구리로 코팅하고 용접성을위한 표면 완비를 추가합니다.

1.전기 없는 구리 접착:
a. 얇은 구리층 (0.5μm) 이 벽과 회로 흔적을 통해 화학 반응 (전기 없이) 을 통해 퇴적되어 가전화 기반을 만듭니다.
2전자기:
a. 패널은 구리 황산 욕조에 잠겨 있고, 전기 전류 (24A/dm2) 를 통해 연결을 통해 낮은 저항을 위해 중요한 구리 두께를 1525μm까지 만듭니다.플렉스 영역은 낮은 전류 밀도를 사용합니다 (1.5·2 A/dm2) 로 구리 균열을 방지합니다.
3표면 완공 적용:
a.ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold): 플렉스 영역에 선호됩니다. 금의 유연성은 구부러지는 것을 견딜 수 있습니다. 니켈은 구리 확산을 방지합니다.
b.HASL (Hot Air Solder Leveling): 딱딱한 부위에 사용된다 (비용 효율적이고 잘 굽힐 수 있다).
c.OSP (Organic Solderability Preservative): 대용량 소비자 전자제품 (저비용, 평면) 에 이상적입니다.

단계 6: 솔더 마스크 & 실크 스크린
용접 마스크는 흔적을 보호하고, 실크 스크린은 구성 요소 라벨을 추가합니다. 둘 다 융통 영역을 수용해야합니다.

1. 솔더 마스크 적용:
a. 액체 광상화 (LPI) 폴리마이드 용접 마스크는 패널에 스크린 프린팅됩니다. 플렉스 영역은 구부리면서 균열을 피하기 위해 더 유연한 마스크 구성을 사용합니다.
b.UV 노출과 발달은 패드와 비아에 대한 구멍을 정의합니다. 마스크는 150°C에서 60분 동안 완화됩니다.
2실크스크린 인쇄:
a.폴리우레탄 기반 잉크는 딱딱한 부위에 인쇄됩니다 (복복한 부위는 구부리면서 잉크 균열이 발생하기 때문에 실크 스크린을 피합니다). 텍스트 크기는 읽기 용이성을 위해 ≥0.8mm x 0.4mm이며, 패드에서 0.1mm의 클리어먼트가 있습니다.

단계 7: 라우팅 및 싱글레이션
라우팅은 패널을 개별적인 딱딱한 플렉스 PCB로 잘라 내며 플렉스 세그먼트에 대한 특별한 주의를 기울입니다.

1- 패널 장착:
a. 패널은 경로를 이동하는 동안 융통 영역을 안정화하여 찢어지는 것을 방지하기 위해 딱딱한 프레임에 장착됩니다.
2.CNC 라우팅:
a.0.8mm 끝 밀로와 함께 CNC 라우터는 PCB 둘레를 잘라냅니다. 융통성 영역은 낡아가는 것을 피하기 위해 느린 공급 속도 (50mm/min vs. 100mm/min) 로 라우팅됩니다.
3격리:
a.대용량 생산에서 레이저 라우팅은 플렉스 영역에 사용됩니다. 기계적 스트레스가없는 깨끗한 가장자리를 만듭니다. V- 스코어링은 피됩니다 (플렉스-직한 경계를 약화합니다).

단계 8: 테스트 및 품질 관리
딱딱하고 유연한 PCB는 전기 및 기계적 신뢰성을 보장하기 위해 엄격한 테스트를 받습니다.

다층 튼튼한 플렉스 대 다른 PCB 유형: 비교 분석
왜 딱딱한 플렉스가 특정 애플리케이션에 선택되는지 이해하기 위해, 그 생산과 성능을 대체 제품과 비교하십시오.

중요 생산 과제 및 해결책
다층 릭드 플렉스 생산은 특수한 기술로 해결되는 독특한 장애물에 직면합니다.

1. 플렉스 레이어 라미네이션 도중 구부러짐
a. 도전: 불균형 압력으로 인해 플렉스 세그먼트가 접히고 흔적이 손상됩니다.
b. 솔루션: 프로그래밍 가능한 압력 램프 (100 psi에서 500 psi로 점진적으로 증가) 및 실리콘 패드를 사용하여 압력을 균등하게 분배하십시오.
2플렉스 영역에서 플래팅 균일성
a.문제: 플렉스 계층의 작은 비아 (≤0.15mm) 는 얇은 접착으로 고통받습니다.
b. 솔루션: 전기가 없는 구리 목욕탕 온도를 45°C로 높여 (직한 경우 40°C에 비해) 용액의 흐름을 작은 비아로 개선하기 위해 서프랙티언트를 첨가합니다.
3- 플렉스-직한 경계에서 델라미네이션
a. 도전: CTE 불일치로 인해 플렉스와 딱딱한 층 사이의 접착 장애.
b. 솔루션: 아크릴-에포시 하이브리드 접착제 (CTE ~ 18 ppm/°C) 를 사용하며 최종 라미네이션 전에 120°C에서 플렉스 레이어를 미리 고쳐야합니다.
4- 굽는 동안 흔적 균열
a.문제: 굽는 부위의 구리 흔적은 반복된 굽기 후에 균열됩니다.
b. 솔루션: 스트레스 분배를 위해 RA 구리 (유연성) 를 사용하여 45° (90°가 아니라) 의 설계 흔적 각도를 사용하십시오. 플렉스 세그먼트에 ′′스트레스 리리프′′ 루프를 추가하십시오.

다층 단단한 플렉스 PCB의 장점 (생산 과정에 의해 주도)
특화된 생산 과정은 전통적인 PCB보다 독특한 장점을 제공합니다.

a. 공간 절감: 하나의 디자인으로 여러 단단한 PCB를 통합하여 커넥터 수를 50~70% 감소시킵니다. (예를 들어, 접이 가능한 전화의 힌지는 3개의 분리된 단단한 PCB에 비해 1개의 단단한 플렉스 PCB를 사용합니다.)
b.중량 감축: 항공우주 및 웨어러블 장치에 중요한 동등한 딱딱한 PCB보다 30~40% 가벼워집니다.
c. 신뢰성 증대: IPC 데이터에 따르면 더 적은 커넥터가 더 적은 고장 지점을 의미합니다. 현장 고장 비율은 유선 연결이있는 딱딱한 PCB보다 60% 낮습니다.
d. 디자인 자유: 딱딱한 PCB에서 불가능한 3D 패키지 (예를 들어 모터 주위를 감싸는) 및 접이 가능한 형태 요소를 가능하게합니다.

다층 단단한 플렉스 PCB의 산업 응용
생산 과정은 주요 부문의 요구를 충족하도록 조정됩니다.
1소비자 전자제품
a. 폴더블 폰 (예를 들어, 삼성 갤럭시 Z 폴드): 힌지 안의 다층 단단한 플렉스 PCB는 20+ 층의 회로를 지원하여 200,000+ 회전 회전을 가능하게합니다.
b. 웨어러블 기기 (예: 애플 워치): 얇은 (0.5mm) 딱딱한 플렉스 디자인은 손목에 적합하며 센서와 프로세서의 6~8층을 포함합니다.

2자동차
a. ADAS 센서: 강직 플렉스 PCB는 차량 프레임, 카메라, 레이더 및 LiDAR를 연결하는 주변을 구부러 -40 °C에서 125 °C의 온도에도 불구하고.
b.EV 배터리 관리 시스템 (BMS): 유연한 세그먼트가 배터리 셀 사이에 전력을 전달하여 딱딱한 PCB에 비해 무게를 35% 감소시킵니다.

3의료기기
임플란테블 페이시머: 생체 호환성 폴리마이드 플렉스 레이어와 1cm3 부피에 맞는 4~6 레이어 회로, 체액을 견딜 수 있다.
b. 휴대용 초음파 프로브: 고해상도 영상 촬영을 위해 신호 무결성을 유지하면서 딱딱한 플렉스 PCB가 프로브 모양에 맞게 구부러집니다.

4항공우주 및 국방
a.위성 안테나: 가벼운 딱딱한 플렉스 PCB (30g 각 보드) 는 발사체에 접혀 우주에 배치되며 방사선과 극심한 추위에 견딜 수 있습니다.
b.군용 헤드셋: 유연한 세그먼트는 사용자 귀에 적합하며, 딱딱한 층은 MIL-STD-883 진동 표준을 충족하는 통신 칩을 포함합니다.

FAQ
Q: 다층 튼튼한 플렉스 PCB의 최대 계층 수는 무엇입니까?
A: 대부분의 제조업체는 4~12층의 디자인을 생산하지만 고급 프로세스 (순차 라미네이션) 는 항공 및 의료용 용도로 20+층을 달성 할 수 있습니다.

Q: 다층의 딱딱한 플렉스 PCB를 생산하는 데 얼마나 걸리나요?
A: 프로토타입은 2~3주 (특별 래미네이션과 테스트로 인해); 대량 생산 (10k+ 유닛) 은 4~6주입니다.

Q: 딱딱한 플렉스 PCB는 플렉스 부위에 표면 장착 부품 (SMD) 을 사용할 수 있습니까?
A: 예, 그러나 부품은 구부리는 동안 균열을 피하기 위해 ′′유연성 친화적"이어야합니다 (예를 들어, 칩 저항 ≤0603, 큰 IC가 없습니다).접착 부위에 대한 용조 페이스트 부피는 관절 스트레스를 방지하기 위해 30% 감소.

Q: 다층 튼튼한 플렉스 PCB의 최소 굽기 반지름은 무엇입니까?
A: 일반적으로 플렉스 레이어 두께의 5 × 10 배 (예를 들어, 50μm 폴리아미드 레이어는 최소 구부러기 반지름이 250 × 500μm입니다). 더 긴 반지름은 흔적 균열을 일으킬 수 있습니다.

Q: 다층 단단한 플렉스 PCB는 RoHS를 준수합니까?
A: 네, 납 없는 용매, 알로겐 없는 접착제, RoHS 준수 폴리마이드 같은 재료가 사용됩니다. 제조업체는 준수 여부를 확인하기 위해 DoC (상응 선언) 문서를 제공합니다.

결론
다층 딱딱한 플렉스 PCB의 생산 과정은 기술적인 기적입니다. 다층 딱딱한 제조의 정확성과 플렉스 회로 처리의 섬세함을 균형을 이루고 있습니다.재료 선택 (플렉스용 폴리마이드), FR-4은 딱딱한) 에서 제어 된 라미네이션 및 레이저 라우팅에 이르기까지 각 단계는 컴팩트하고 내구적이며 다재다능한 보드를 만들기 위해 최적화됩니다.

생산 비용은 전통적인 PCB보다 높지만 이점은 공간 절약, 무게 감소,그리고 더 높은 신뢰성으로 인해 다층의 딱딱한 플렉스 PCB는 접이성 PCB의 혁신에 필수적입니다.자동차, 의료, 항공우주 산업을 위해엄격한 품질 관리에 따라 엄격한 플렉스 생산에 경험이있는 전문가와 파트너십을 맺는 것이 이러한 이점을 누릴 수있는 열쇠입니다..

장치가 계속 작아지고 더 많은 기능을 요구함에 따라, 비용 절감 및 성능을 향상시키는 생산 기술의 발전으로 인해 다층 단단한 플렉스 PCB의 역할은 증가 할 것입니다..