언제 유연 인쇄 회로 케이블을 사용해야 할까요?

PCB 설계와 관련하여 흔히 묻는 질문 중 하나는 "언제 유연 회로를 사용해야 하나요?"입니다. 이 질문은 와이어 및 케이블 솔루션을 사용하는 사람, 강성 PCB 재료를 사용하는 사람 또는 PCB 설계에 처음 접하는 사람으로부터 나올 수 있습니다. 이전 블로그에서는 유연 인쇄 회로 케이블을 사용하는 이점에 대해 설명했습니다:

• 포장 문제 해결
• 필요한 공간 및 무게 감소
• 조립 비용 감소 
• 동적 플렉싱 용이
• 열 관리 
• 제품 미학 개선  
• 생체 적합성
• 신뢰성 증가 및 운영자 오류 기회 감소 

유연 회로나 강성-유연 회로 구조로 전환하는 데는 여러 가지 이유가 있지만, 가장 주된 이유는 포장 문제를 해결하거나 전자 패키지의 공간과 무게를 줄이는 것입니다. 이 두 가지는 종종 서로 관련이 있습니다. 공간, 무게, 포장(SWaP)은 유연한 PCB 케이블 디자인에서 계속해서 중요한 역할을 할 것입니다. 유연 및 강성-유연 구조는 무거운 와이어 및 솔더 연결을 없애고, 종종 무게와 공간을 60% 이상 절약하며 전체 패키지 크기를 줄일 수 있습니다. 이러한 제약에 도움이 되는 얇고 세련된 유연 회로를 상상하기란 어렵지 않습니다.

유연 회로 케이블 재료는 또한 구부리고, 접고, 휘게 설계되었습니다. 이를 통해 디자이너는 전자 구성 요소 및 기타 기능적 요소를 전자 시스템 내에서 최적의 위치에 배치하고 유연 회로나 강성-유연 구조를 사용하여 3축 연결을 제공할 수 있으며, 별도의 부품이 필요하지 않습니다. 이때 PCB 디자이너의 상상력이 매우 중요해집니다. 유연 회로는 거의 모든 모양으로 제조될 수 있으며, 모서리를 둘러 구부리고 접을 수 있으며, 전자 시스템의 특징을 따라 올라가고 넘어가면서 무게와 공간을 줄일 수 있습니다. 

저의 취미 중 하나는 플렉스 또는 리지드-플렉스 회로를 자신들의 어플리케이션에 사용하는 것을 고려하고 있는 디자이너와 엔지니어들과 함께 일하는 것입니다. 속담에 '한 장의 그림이 천 마디 말보다 낫다'고 하죠. 저는 이 같은 개념이 유연한 인쇄 회로 케이블에도 적용될 수 있다고 주장하고 싶습니다. 디자이너의 상상력이 많은 "완벽한" 플렉스 어플리케이션을 이끌기 때문에, 플렉스 샘플들은 종종 창의적인 아이디어를 불러일으킵니다. "오! 이런 것이 우리가 작업 중인 문제를 해결할 수 있을 것 같아요!"라는 말은 흔히 듣는 말입니다. 또한, 누군가의 눈이 아이디어로 빛나는 순간을 보고, 흥미로운 논의가 이어질 것이라는 것을 알게 되는 순간도 있습니다. 이러한 아이디어를 자극하는 일반적인 것들 중에는 독특한 모양의 플렉스 꼬리, 다른 방향으로 분기하는 것, (누가 그런 것을 할 수 있다고 생각했겠어요?) 세 차원으로 구부러진 회로, 그리고 포장에 필요한 공간을 현저히 줄이는 밀집된 라우팅이 있는 리지드 플렉스가 있습니다.

이 블로그를 마무리하는 것이 흥미로울 것 같아, 포장 문제를 해결하고 공간 및 무게를 줄이는 데 플렉스 회로와 리지드-플렉스를 사용한 다양한 어플리케이션의 예를 들어보았습니다. 이것이 차기 어플리케이션에서 플렉스를 사용할 수 있는 창의적인 생각을 불러일으키기를 바랍니다.

나는 종종 유연 회로 설계에 대한 발표를 한 소녀가 높고 빽빽한 옥수수밭으로 달려간 법 집행 검색 및 구조 작업의 이야기로 시작합니다. 그들이 그 저녁에 사용한 도구에는 밭을 심은 트랙터의 GPS, 밭 위를 날아다니는 드론, 더 넓은 시야를 위한 적외선 이미징이 있는 헬리콥터, 그리고 모두 800 메가헤르츠 라디오나 휴대폰을 통해 통신하는 것이 포함되었습니다.  그 예를 사용하는 이유는 배치된 모든 도구가 전자 시스템 내에 유연 회로나 경질-유연 회로를 포함하고 있기 때문입니다.  그러한 응용 프로그램에서 유연성이 무게, 공간 및 포장에 얼마나 유리했는지 상상하기 쉽습니다.

웨어러블은 유연한 회로 케이블 재료에 대한 응용 프로그램을 상상하기 쉬운 또 다른 방법입니다. 그것은 옷에 착용되거나, 피트니스 추적을 위해 사용되거나, 웨어러블 의료 응용 프로그램일 수 있습니다.  다시 말하지만, 몸에 착용될 제품에 대해 유연한 인쇄 회로 케이블이 완벽하게 맞는 이유를 이해하기 쉽습니다. 이는 더 가벼운 무게를 제공하고, 와이어와 케이블이나 경질-유연 케이블 보드가 할 수 없는 방식으로 움직임을 흡수할 수 있는 능력을 제공하기 때문입니다.

휴대용 애플리케이션도 또 다른 훌륭한 예입니다. 오늘날의 스마트폰은 제가 본 것 중 가장 복잡한 강성-유연 케이블 구조를 포함하고 있지만, 우리 모두가 주머니에 쉽게 넣고 다닐 수 있는 크기로 포장되어 있습니다. 이는 가벼운 유연한 재료가 무게와 포장을 돕지 않았다면 불가능했을 것입니다.

유연성이 중요한 또 다른 응용 분야는 자동차 산업입니다. 무게는 연비의 적일 뿐만 아니라 오늘날의 차량은 우리가 본 것보다 더 많은 전자 장치를 포함하고 있으며, 이러한 추세는 계속될 것으로 예상됩니다. 센서, 내비게이션 시스템, ABS 및 에어백 센서 연결은 차량 내 유연 인쇄 회로 케이블 응용 프로그램 중 몇 가지에 불과합니다.

그 원래 질문에 대한 답변, "언제 유연 회로를 사용해야 하나요?"에는 작은 패키지에 더 복잡한 전자 장치를 맞추려고 할 때, 3차원에서 연결하는 능력이 중요할 때, 무게가 고려사항일 때와 같은 명백한 답변이 있습니다. 이러한 모든 것은 PCB 디자이너가 직면하는 일반적인 도전 과제입니다. 여기서 제가 여러분에게 제기하는 도전은 몇 분 동안 멈추어 상상력을 발휘하고 유연한 재료가 다음 설계 도전을 어떻게 해결할 수 있는지 생각해 보는 것입니다.

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