유연한 회로 설계에서의 굽힘과 접기 탐색

전자 설계 분야가 계속 발전함에 따라, 유연한 회로는 변혁적인 해결책으로 인기를 얻고 있습니다. 유연 회로와 강성 유연 구조의 많은 이점에 대한 개요를 보려면 이전 블로그 링크를 참조하세요. 오늘은 가장 명백한 이점 중 하나에 초점을 맞추려고 합니다: 이러한 재료를 구부리고 접을 수 있는 능력입니다. 우리는 유연한 회로 설계를 형성하고 PCB 설계에 구부리거나 접는 것을 도입할 때 기능성과 신뢰성을 저해하지 않도록 하는 기계적, 전기적 및 재료 고려 사항을 살펴볼 것입니다.

회로를 접고, 정렬하고, 올바르게 조립할 수 있도록 하면서 스트레스나 손상을 유발하지 않기 위해 고려해야 할 몇 가지 핵심 요소가 있습니다:

접는 영역 정의: 유연한 회로가 접혀야 하는 영역을 식별합니다. 이러한 영역은 문서 패키지에서 "접는 영역"으로 명확하게 정의되어야 하며 제조 및 조립 중에 명확하게 인식될 수 있도록 레이아웃에 표시되어야 합니다.

굽힘 반경 계산: 재료 선택과 스택 업을 기반으로 최소 굽힘 반경을 결정하고 이것이 업계 표준 지침을 충족하는지 확인합니다. 굽힘 반경은 회로가 균열, 층간 분리 또는 과도한 스트레스 없이 안전하게 견딜 수 있는 곡률입니다. 이러한 스트레스는 실패로 이어질 수 있습니다.

예를 들어, 전체 두께가 0.012인치인 양면 회로의 경우 최소 굽힘 반경은 0.072인치가 됩니다.

유연한 재료는 구부리고, 휘고, 접도록 설계되었지만, 재료가 견딜 수 있는 스트레스에는 한계가 있으며 이러한 한계를 초과하면 층간 분리와 도체 파열이 발생할 수 있습니다. 표준 지침은 다음과 같습니다:

단면 구조: 회로 두께의 3-6배

양면 구조: 회로 두께의 6-10배

다층 구조: 회로 두께의 10-15배

동적 응용: 회로 두께의 20-40배

여유 공간 및 허용 오차: 굽힘 반경을 수용하면서 트레이스, 비아 또는 구성 요소에 스트레스를 주지 않도록 접는 영역을 충분한 여유 공간을 두고 설계하십시오. 접는 동안 이러한 요소에 대한 스트레인을 방지하기 위해 버퍼 구역을 제공하십시오.

구성 요소 배치:  접는 영역에 너무 가깝게 구성 요소를 배치하지 마십시오. 접힘 중 손상이나 스트레스를 방지합니다.  중요 구성 요소를 이러한 지역에서 멀리 유지하십시오. 

비아 배치:  비아는 중요한 접힘 영역을 피해 신중하게 배치해야 합니다.  접힘 구역에 비아를 배치하면 스트레스 집중이 발생하여 실패로 이어질 수 있습니다.

트레이스 라우팅:  가능한 한 접힘 방향에 수직으로 트레이스를 라우팅하려고 하고, 접힘 영역에서는 스트레스를 더 넓은 영역에 분산시키기 위해 더 넓은 트레이스를 사용하십시오.  접힘 영역에서 레이어를 전환하지 말고, 다른 레이어 사이에 트레이스가 겹치지 않도록 하여 스트레스를 최소화하십시오.

정렬 기능:  조립 중 정확한 접힘과 정렬을 돕기 위해 노치, 등록 표시 또는 구멍과 같은 정렬 기능을 디자인에 포함시키십시오.  이러한 기능은 조립자에게 시각적 가이드를 제공합니다.

접힌 상태 시뮬레이션:  유연한 회로의 접힌 상태를 시뮬레이션하여 트레이스나 구성 요소가 과도하게 스트레스를 받지 않는지 확인하십시오.

접힘 테스트 프로토타입:  유연한 회로를 물리적으로 접고 펼 수 있는 테스트 프로토타입을 만드십시오.  이를 통해 디자인을 검증하고 접힘, 정렬 또는 구성 요소 간섭과 관련된 예상치 못한 문제를 식별하는 데 도움이 됩니다.

스트레스 집중 지점:  접는 부분에서 날카로운 모서리나 가장자리와 같은 잠재적 스트레스 지점을 식별하고 이러한 스트레스를 최소화하기 위해 디자인을 수정하세요.

접힌 부분 강화:  플렉스 회로 디자인에 따라, 접힌 부분에서 스트레스를 분산시키고 기계적 지지를 제공하기 위해 유연한 재료의 추가 층이나 강화를 고려하세요.

부착 방법:  접힌 부분이 어떻게 서로 부착될지 결정하세요.  여러 옵션이 있습니다:  접착제 결합, 열 밀봉, 그리고 기계적 고정 장치 등이 예입니다.

문서화:  접는 과정을 명확하게 문서화하세요, 조립 팀을 위한 단계별 지침과 시각적 도움말을 포함하여.  이는 회로를 어떻게 접고, 섹션을 어떻게 정렬하고, 함께 고정할지를 다루어야 합니다.

제조업체와 소통하기:  접는 요구 사항과 조립 과정에 대해 논의하기 위해 유연한 회로 제조업체와 긴밀히 협력하세요.  그들의 전문 지식과 제안은 수년간의 경험에서 나온 것이며, 도움을 제공하기를 기쁘게 생각할 것입니다.

유연한 회로 설계에서 굽힘과 접힘 영역을 탐색하는 기술은 창의성과 정밀성을 융합할 필요성의 진정한 증거입니다.  위의 목록은 기계적 및 전기적 요구 사항의 균형을 맞추는 데 도움이 되는 "최선의 방법" 목록을 포착합니다.  이 지침을 단순히 따르면 첫 시도에 완전히 기능하는 유연한 회로 설계가 나올 것이라면 정말 좋겠지만, "실제 세계"에서는 유연한 회로가 구부러지고 접힐 때 스트레스를 성공적으로 탐색하는 것에 영향을 줄 수 있는 많은 요소들이 있습니다.  초기 프로토타입이 계획대로 진행되지 않을 때 PCB 제조업체에 조언을 구하세요.  전체 박스 조립의 사진과 비디오를 포함하여 그들과 공유할 수 있는 정보가 많을수록 그들이 해결책을 제안하는 데 도움이 됩니다.  아마도 재료를 조정해야 할 수도 있고, 이 특정 설계에는 버튼 플레이트 공정이 필요할 수도 있습니다... 그들의 힘겹게 얻은 경험은 그들의 도구 상자에서 많은 옵션을 제공합니다.