는 양면 유연한 인쇄 회로 (FPC) 일반적으로 폴리이 미드 또는 폴리 에스테르 필름으로 만든 유연한 기판을 사용하는 회로 보드 유형이며 양쪽에 전도성 구리 흔적이 있습니다. 단 하나의 표면에 전도성 경로를 갖는 단면 FPC와 달리, 양면 설계는 더 큰 회로 밀도와 더 복잡한 상호 연결을 허용합니다. 2 개의 전도성 층은 도금 된 홀 또는 VIA를 통해 연결되어 강성 보드 구조가 필요하지 않고 다층 라우팅을 가능하게합니다. 이러한 유연성과 복잡성의 조합 양면 FPC . 자동차, 항공 우주, 의료 기기 및 소비자 전자 제품과 같은 산업에서 널리 사용되는
양면 FPC의 주요 속성 중 하나는 구리 트레이스를 깨지 않고 구부리거나 접거나 비틀어지는 능력이있어 공간이 제한되어 있거나 비 전통적인 모양이있는 응용 프로그램에 이상적입니다. 그러나 일부 산업, 특히 자동차 및 산업 기계에서는 대기업이 일정한 진동 및 기계적 스트레스에 노출됩니다. 문제는 다음과 같습니다. 양면 FPC가 성능이나 수명을 손상시키지 않고 고 진동 환경에서 안정적으로 작동 할 수 있습니까? 이에 대한 답을 얻으려면 구조적 특성, 재료 및 설계 고려 사항을 자세히 조사해야합니다.
진동이 발생하기 쉬운 응용 분야에서 양면 FPC의 구조적 강도
고 진동 조건을 견딜 수있는 의 능력은 양면 FPC 주로 재료 선택 및 제조 품질에 달려 있습니다. 유연한 기판 (종종 폴리이 미드)은 인장 강도, 눈물 저항 및 열 안정성을 포함한 우수한 기계적 특성입니다. 구리 호일 부착은 중요한 요소입니다. 구리 층이 기판에 단단히 결합되지 않으면 진동으로 인해 시간이 지남에 따라 미세 균열 또는 박리를 유발할 수 있습니다.
차량 대시 보드, 스티어링 휠 제어 모듈 또는 항공기 계기판과 같은 고 진동 환경에서 양면 FPC는 종종 반복적 인 동작이 적용됩니다. 이에 대항하기 위해 설계자는 강력한 , 스트레인 릴리프 영역 및 제어 된 벤드 반경과 같은 기능을 통합하여 국소 응력을 줄입니다. 또한, 통로 홀 VIA의 사용은 양측 사이의 전기적 연결이 진동 하에서 파괴되지 않도록하기 위해 신중하게 조작된다.
많은 실험실 진동 테스트는 다양한 주파수에서 FPC 샘플을 정현파 및 무작위 진동 프로파일에 노출시켜 실제 조건을 시뮬레이션합니다. 강화 된 구조를 갖는 잘 제조 된 양면 FPC는 이러한 응력에 대한 우수한 저항성을 보였으며, 장기간 테스트 사이클 후에도 전기 연속성 및 신호 무결성을 유지했습니다.
고 진동 설정에서 양면 FPC의 장점
고 진동 시나리오에서 양면 FPC를 강성 PCB와 비교할 때 몇 가지 장점이 분명해집니다.
유연성은 고정 지점에서 스트레스 골절을 경험하는 강성 보드와 달리 스트레스 농도를 줄입니다. 유연한 회로는 전체 표면에 기계적 힘을 분배하여 고장 가능성을 줄입니다.
경량 디자인 - FPC 어셈블리의 가벼운 중량은 진동 중에 관성력이 적으며, 이는 성분 피로를 최소화합니다.
개선 된 공간 효율 -스티어링 휠 제어 보드 또는 산업용 로봇과 같은 진동이 많은 응용 분야에서 공간은 종종 제한됩니다. 양면 FPC는 기능을 손상시키지 않고 단단한 공간으로 접을 수 있습니다.
향상된 열 성능 -많은 고 진동 환경에서도 온도 변화가 발생합니다. 폴리이 미드 기반의 양면 FPC는 강성 보드보다 열 팽창을 더 잘 처리하여 솔더 관절 손상을 방지합니다.
이러한 요인들은 양면 FPC를 생존 할 수있을뿐만 아니라 많은 경우 고 진동 응용 프로그램에 우수하게 만듭니다. 적절한 설계 가이드 라인을 따랐다.
굽힘 반경 제어 : 지나치게 단단한 굽힘은 시간이 지남에 따라 구리 흔적을 약화시킬 수 있습니다. 업계 모범 사례는 굽힘 반경을 재료 두께의 10 배 이상 유지하는 것이 좋습니다.
보강재 배치 : 커넥터 영역에 국소화 된 강성 섹션 (보강재)을 추가하면 진동 중에 기계적 변형이 줄어 듭니다.
강화를 통해 : Vias는 두 개의 전도성 층을 연결하기 때문에 고품질 구리로 도금되어 반복적 인 움직임으로 인한 피로에 저항해야합니다.
표면 마감 : Enig (Electroless Nickel Immersion Gold)와 같은 적절한 표면 마감을 선택하면 가혹한 환경에서 부식 저항이 향상됩니다.
접착제 선택 : 고 진동 조건은 접착제 피로를 유발할 수 있습니다. 고온을 사용하여 진동 저항성 접착제는 박리를 방지합니다.
이러한 제조 관행을 고급 재료와 결합함으로써 양면 FPC는 도전적인 기계 조건에서 장기적인 신뢰성을 달성 할 수 있습니다.
성능 비교 테이블 : 다양한 환경의 양면 FPC
응용 환경
진동 수준
작동 온도 범위
권장 FPC 설계 기능
예상 수명
자동차 스티어링 휠
높은
-40 ° C ~ +85 ° C
강화제, 강화 VIA, 폴리이 미드베이스
8-10 년
산업용 로봇 공학
높은
-20 ° C ~ +90 ° C
제어 된 굽힘 반경, Enig 마감
7-9 년
항공 우주 계측
매우 높습니다
-55 ° C ~ +125 ° C
다층 차폐, 중복 라우팅 경로
10 년 이상
소비자 전자 장치
보통의
0 ° C ~ +60 ° C
표준 양면 FPC 설계
5-7 년
진동 응용 분야에서 양면 FPC의 FAQ
Q1 : 양면 FPC가 모든 진동이 발생하기 쉬운 시나리오에서 강성 PCB를 대체 할 수 있습니까? 항상 그런 것은 아닙니다. 하는 동안 양면 FPC는 유연성 및 진동 저항에서 뛰어나며, 기계적 강성 및 고전류 취급이 우선 순위 인 경우 강성 보드가 여전히 선호 될 수 있습니다.
Q2 : 양면 FPC는 어떻게 진동 저항에 대해 테스트됩니까? 제조업체는 실제 조건을 시뮬레이션하는 진동 테스트 장비를 사용하여 장기간에 걸쳐 FPC를 특정 진동 프로파일에 노출시켜 기계적 및 전기 안정성을 평가합니다.
Q3 : 양면 FPC에는 고 진동 환경에 특수 커넥터가 필요합니까? 예. 잠금 장치 또는 유연한 종단이있는 커넥터는 종종 지속적인 움직임에서 안전한 연결을 유지하는 데 사용됩니다.
Q4 : 진동 내성 FPC에 가장 적합한 재료는 무엇입니까? 폴리이 미드는 높은 인장 강도, 열 안정성 및 화학 저항으로 인해 가장 일반적으로 사용됩니다.
Q5 : 진동으로 손상되면 양면 FPC가 수리 할 수 있습니까? 갈라진 흔적과 같은 경미한 손상은 때때로 전도성 에폭시로 수리 될 수 있지만, 고출성 응용 분야에서는 대체가 더 안전한 선택입니다.
결론
재료 속성, 엔지니어링 유연성 및 입증 된 테스트 결과를 기반으로합니다. 양면 FPC 는 고 진동 응용 프로그램에 적합합니다 . 올바르게 설계 및 제조 할 때 그들의 가벼운 구조, 기계적 응력을 흡수하는 능력 및 소형 형태 인자는 자동차 스티어링 휠 제어 모듈, 항공 우주 기기 및 산업용 로봇 공학과 같은 시나리오에서 전통적인 강성 보드보다 명확한 이점을 제공합니다.
그러나 이러한 환경에서의 성공은 세심한 설계 고려 사항 (적절한 굽힘 반경, 강화 vias, 고품질 접착제 및 진동에 대한 커넥터와 같은 세심한 설계 고려 사항없이 보장되지 않습니다. 이러한 요소가 제품 설계에 통합되면 양면 FPC는 가장 가혹한 진동이 발생하기 쉬운 조건에서도 수년간 신뢰할 수있는 성능을 제공 할 수 있습니다.
