두 가지 등급이 아닌 두 가지 폴리머
이름이 비슷해서 혼동하기 쉽지만, 폴리아미드와 폴리이미드는 서로 다른 소재입니다. 폴리아미드는 나일론 계열이고, 폴리이미드(PI)는 캡톤(Kapton)을 비롯한 연성 회로 필름에 사용되는 이미드계 폴리머입니다. 이 구분이 중요한 이유는 "폴리아미드"라고 표기된 소재는 연성 회로용으로 사용되는 경우가 거의 없기 때문입니다.
FR-4는 또 다른 구조로, 에폭시로 함침된 유리 섬유 직물을 열과 압력 하에 적층하여 만듭니다. 유리 섬유 자체가 단단하기 때문에 FR-4도 강성이 높으며, 이 특성 때문에 사용 가능 여부가 결정됩니다.
폴리이미드의 장점
- 굽힘 강도: 12.5~50µm 두께의 필름에 0.5~2oz 구리를 연결하면 구부릴 수 있지만, 동일한 회로를 FR-4에 연결하면 구부리지 않습니다.
- 온도: 폴리이미드는 에폭시 적층재가 연화되는 온도 범위보다 훨씬 높은 온도에서도 기계적 특성을 유지합니다. 이러한 특성 덕분에 엔진룸, 의료 기기, 산업용 회로 등에 사용됩니다.
- 내화학성 에폭시를 손상시키는 용제와 플럭스는 폴리이미드에는 거의 영향을 미치지 않습니다.
- 두께 플렉스 코어는 어떤 경질 라미네이트보다 얇기 때문에 회로가 하우징 내부에 감춰질 수 있습니다.
비용
유연성은 공짜가 아닙니다. 폴리이미드는 FR-4보다 수분을 더 많이 흡수하고, 평면 방향으로 더 많이 팽창하며, 치수 안정성이 떨어지기 때문에 패널 정렬 및 커버레이 정렬이 더 어렵습니다. 재료 자체의 가격이 더 높고, 커버레이 라미네이션, 보강재 접착, 레이저 또는 다이 커팅과 같은 공정 비용이 더 많이 들며, 패널을 다루기가 더 어렵습니다.
설계 비용도 발생합니다. 플렉스 회로 설계 규칙은 FR-4 회로 설계 규칙과 다릅니다. 도체는 굽힘 부분을 직각으로 가로지르고, 도금은 굽힘 영역 밖에 있어야 하며, 굽힘 반경은 레이아웃 후가 아닌 레이아웃 전에 결정됩니다.
FR-4가 여전히 우세한 부분
경질-연질 회로 기판의 대부분은 FR-4로 구성됩니다. 프로세서, 커넥터 영역 및 전력단은 움직일 필요가 없기 때문에 견고한 재질 위에 놓입니다. FR-4는 더 저렴하고 평평하며 구조가 더 잘 알려져 있습니다. 폴리이미드는 접히는 부분에만 사용됩니다.
이것이 실용적인 결정 원칙입니다. 기하학적 구조상 유연성이 필요한 부분에는 유연성을 부여하고, 나머지 부분은 라미네이트 처리합니다. 유연한 PCB 페이지는 필름 기반 제작을, 리지드-플렉스 페이지는 두 구조를 조합한 제작을, 기능 페이지는 두 경우의 두께 범위를 다룹니다.