플렉서블 PCB의 응용 분야

Flex PCB 또는 줄여서 FPC는 플렉시블 커버레이의 유무와 관계없이 유연한 기재 위에 인쇄 회로와 부품을 패턴 형태로 구성한 회로기판입니다. 자유롭게 구부리거나 감고 접을 수 있으며, 배선이 손상되지 않은 상태로 수백만 회의 반복 굽힘을 견딜 수 있습니다.

이미지 설명: PCBgogo에서 제조한 Flex PCB

Flex PCB는 설계 자유도가 높아 원하는 적용 형태에 맞출 수 있으며, 3차원 공간에서 움직이거나 확장할 수 있습니다. 또한 구조가 콤팩트하고 전기적 연결 밀도가 높아 기존의 리지드 PCB 보다 더 가볍고 적은 공간을 차지합니다. 주요 장점은 다음과 같습니다.

· 굽힘 및 유연성이 우수함

· 크기가 작고 가벼움

· 회로 밀도가 높음

· 신뢰성이 높음

Flex PCB의 응용 분야

Flex PCB는 1960년대에 처음 개발되었으며, 초기에는 항공우주 및 군사용 고정밀 전자제품에 주로 사용되었습니다. 냉전 종식 이후 민수 제품에도 적용되기 시작했습니다. 21세기에 들어 Flex PCB 기술의 발전과 최종 제품의 경량화·박형화 추세에 힘입어 적용 범위가 크게 확대되었습니다.

전자제품이 더 작고 가벼워지는 동시에 더 많은 기능을 제공하게 되면서 Flex PCB 수요가 크게 증가했습니다. Flex PCB의 특성은 전자제품의 다기능화, 소형화 및 휴대화 추세에 적합합니다. 따라서 PC 및 주변기기, 자동차 전장, 의료기기, 통신 제품, 소비자 전자제품 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.

이 글에서는 특히 스마트폰, 의료용 웨어러블 기기 및 자동차 전장 산업에서 Flex PCB가 어떻게 활용되는지 살펴봅니다.

1. 스마트폰

1.1 OLED 디스플레이

Flex PCB는 스마트폰의 접이식·회전식 구조와 각종 힌지 부분에서 신호를 연결하는 용도로 주로 사용됩니다. 대표적인 적용 분야 중 하나가 OLED 디스플레이입니다. OLED는 Organic Light Emitting Diode를 의미하며 차세대 디스플레이 기술로 평가됩니다. 기존 디스플레이보다 얇고 가벼우며 구부릴 수 있고, 소비전력이 낮으면서 색 표현력이 뛰어납니다.

OLED 디스플레이는 곡면 디스플레이, 폴더블폰 및 웨어러블 기기와 같은 차세대 전자제품에 널리 사용됩니다. Flex PCB 는 가볍고 얇으며 구부릴 수 있어 플렉시블 디스플레이를 사용하는 전자제품에 더욱 적합합니다.

폴더블폰을 예로 들 수 있습니다. 스마트폰이 더 가볍고 얇으며 휴대하기 편리한 방향으로 발전함에 따라 휴대전화 제조업체들은 잇달아 폴더블폰을 출시했습니다. 2018년 10월 Royole Technology는 세계 최초의 폴더블 스마트폰 FlexPai를 출시했으며, 2019년 2월에는 Samsung이 Galaxy Fold를, Huawei가 폴더블 풀스크린 스마트폰 Mate X를 공개했습니다.

OLED 기술이 지속적으로 발전하고 폴더블폰 적용이 확대되면서 Flex PCB의 추가 수요도 증가하고 있습니다.

이미지 설명: Samsung OLED 디스플레이

1.2 스마트폰의 다기능화

휴대전화 브랜드들은 시장 점유율을 확보하고 소비자의 구매 의향을 높이기 위해 제품 혁신과 기능 확대를 지속하고 있습니다. 이에 따라 PCB, 특히 Flex PCB에 대한 수요가 늘어나고 있습니다. 초기에는 휴대전화의 LCD 패널, LCD 모듈, 카메라 모듈, 버튼 및 배터리에 Flex PCB가 사용되었습니다. 이후 생체인식 기술이 도입되면서 지문 인식 및 얼굴 인식 모듈에 새롭게 적용되었고, 멀티 카메라를 비롯한 혁신 기능으로 적용 범위가 확대되었습니다.

제한된 공간에서 늘어나는 기능을 지원하려면 더 많은 전자부품이 필요합니다. 이에 따라 기존 리지드 PCB 를 Flex PCB로 대체하는 사례가 증가하고 있습니다.

스마트폰의 기능이 고도화될수록 Flex PCB의 사용량도 함께 증가합니다. 예를 들어 iPhone 시리즈에서는 플래시 및 전원 케이블, 안테나, 진동 모터, 스피커, 측면 버튼, 카메라, 3D Sensing, 메인보드, 디스플레이 및 터치 모듈, HOME 버튼, SIM 카드 홀더, 독립형 백라이트, 이어폰 잭, 마이크 등에 Flex PCB가 적용됩니다.

이미지 설명: iPhone에 적용된 Flex PCB

2. 의료용 웨어러블 기기

의료용 웨어러블 기기는 진단과 개인 건강관리를 위해 다양한 생체 데이터를 수집합니다. 인체에 직접 착용하는 제품이므로 편안하고 눈에 잘 띄지 않아야 하며, 이를 위해서는 고밀도 레이아웃과 콤팩트한 패키징이 필요합니다. Flex PCB는 우수한 유연성과 높은 회로 밀도를 바탕으로 다양한 의료기기를 더 작고 스마트하며 가볍게 구현할 수 있도록 합니다.

따라서 손목시계형 기기, 청각 보조기기 및 웨어러블 모니터링 기기 등에 널리 사용됩니다.

COVID-19 팬데믹은 의료 분야에서 웨어러블 전자기기의 가능성을 부각시켰습니다. 이러한 기기는 생체 신호를 지속적으로 모니터링할 수 있어 COVID-19 무증상자 및 증상 발현 전 감염자를 조기에 발견하는 데 활용할 수 있습니다. 기기가 더욱 소형화되는 동시에 복잡해지면서 Flex PCB 수요도 계속 증가하고 있습니다.

이미지 설명: 미세한 증상을 감지하는 COVID 센서 링

3. 자동차 전장

신에너지 자동차는 향후 자동차 산업 발전의 주류로 자리 잡고 있습니다. 기존 배선 매체인 자동차 와이어링 하네스는 상대적으로 무겁고 연결 구조가 복잡해, 신에너지 자동차에 지속적으로 증가하는 전자부품 수요에 대응하기 어렵습니다. 반면 Flex PCB는 설계 자유도가 높고 배선 손상 없이 수백만 회의 반복 굽힘을 견딜 수 있어 와이어링 하네스를 대체하기에 적합합니다.

또한 Flex PCB는 신뢰성, 내열성 및 내구성이 뛰어나 열악한 환경에 노출되는 자동차 전장 부품에 적합합니다. 현재 신에너지 자동차의 LED 램프, 변속기, 센서, BMS, 차량용 디스플레이, 내비게이션, 엔터테인먼트 시스템 및 기타 차량용 장치에 사용되고 있습니다.

이미지 설명: 자동차 램프에 적용된 Flex PCB

센서 기술의 지속적인 혁신과 발전으로 자동차 전장의 성장 가능성이 더욱 뚜렷해지고 있으며, 이는 Flex PCB 시장의 중요한 성장 동력이 될 것으로 예상됩니다.

결론

소형화는 미래 전자제품의 핵심 추세입니다. Flex PCB는 유연성을 바탕으로 전자제품을 더 작고 얇으며 가볍게 만들 수 있습니다. Flex PCB 시장의 성장은 소비자 전자제품, 웨어러블 기기 및 자동차 전장 수요 증가가 주도해 왔습니다. 이러한 전자제품이 빠르게 발전하면서 Flex PCB의 품질과 기술 수준에 대한 요구도 더욱 높아지고 있습니다.

이러한 환경에서 많은 Flex PCB 제조업체가 Flex PCB 생산 역량 을 향상하기 위해 고성능 설비에 투자하고 있습니다. 10년 이상의 경험을 보유한 선도적인 Flex PCB 제조업체인 PCBgogo는 고객의 점차 복잡해지는 요구에 대응하기 위해 기술과 생산 설비를 지속적으로 업그레이드하고 있습니다. PCBgogo는 전문적인 기술 지원과 함께 고객의 다음 프로젝트에 필요한 Flex PCB를 제조할 준비가 되어 있습니다.