전도성 실과 테이프는 유연한 회로의 여러 레이어에 걸쳐 연결성을 유지하기 위한 복합 시스템으로 작동합니다. 전도성 실은 기판의 비아(구멍)를 통과하여 상단 센싱 패드를 하단 배선 레이어에 물리적으로 연결합니다. 그런 다음 전도성 테이프를 적용하여 이러한 실을 구리 호일 패드에 고정하여 열이나 녹임 없이 안전하고 전도성 있는 밀봉을 만듭니다.
부서지기 쉬운 납땜 접합부를 유연하고 로우 프로파일의 기계적 접합부로 대체함으로써 이 방법은 웨어러블 응용 분야에 일반적인 강한 압축 및 굽힘 힘을 견딜 수 있는 전기적 연속성을 보장합니다.
연결의 구조
수직 레이어 연결
이 배선 아키텍처에서 전도성 실은 주요 상호 연결 역할을 합니다.
센서 기판의 비아를 통해 통과되어 상단 레이어의 센싱 요소와 하단 레이어의 배선 경로 사이에 물리적 링크를 만듭니다.
접점 고정
실이 경로를 제공하는 동안 전도성 테이프는 고정 장치를 제공합니다.
테이프는 실 끝단 위에 직접 적용되어 구리 호일 패드에 단단히 누릅니다. 이는 접점 무결성을 보장하고 움직이는 동안 실이 이동하거나 회로와의 연결이 끊어지는 것을 방지합니다.
왜 이것이 납땜을 대체하는가
부서지기 쉬운 지점 제거
표준 전자 제품은 일반적으로 단단하고 금속이 융합된 접합부를 만드는 납땜에 의존합니다.
그러나 발바닥과 같은 유연한 응용 분야에서는 이러한 단단한 지점이 균열 및 고장에 취약합니다. 반복적인 기계적 스트레스는 납땜을 부러뜨려 전기 연결을 끊습니다.
로우 프로파일 유지
실과 테이프의 조합은 매우 얇은 연결 지점을 만듭니다.
이 로우 프로파일 디자인은 웨어러블에 중요합니다. 부피를 최소화하고 압축 중에 발밑에서 단단한 부품을 느끼는 것을 방지하기 때문입니다.
트레이드오프 이해
기계적 유연성 대 견고한 영구성
이 접근 방식의 주요 트레이드오프는 납땜 접합부의 영구적인 융합을 기계적 순응성이 있는 테이핑된 실로 희생하는 것입니다.
납땜은 화학적으로 융합된 결합을 제공하지만 동적 환경에서는 살아남을 수 없습니다. 실 및 테이프 방법은 기계적 압력과 마찰에 의존하며, 이는 유연성에 뛰어나지만 시간이 지남에 따라 테이프가 단단히 고정되도록 하려면 정밀한 적용이 필요합니다.
목표에 맞는 올바른 선택
센서 시스템의 상호 연결을 설계할 때 장치가 견딜 환경적 스트레스를 고려하십시오.
- 동적 내구성이 주요 초점이라면: 전도성 실 및 테이프 방법을 사용하여 연결 균열 위험 없이 굽힘, 비틀림 및 압축을 허용하십시오.
- 표준 구조적 강성이 주요 초점이라면: 융합된 결합을 제공하지만 높은 기계적 유연성이 있는 영역에는 적합하지 않은 전통적인 납땜 방법을 고수하십시오.
안정적인 웨어러블 데이터는 센서뿐만 아니라 배선이 사용자와 함께 움직이는 능력에 달려 있습니다.
요약 표:
| 특징 | 전도성 실 및 테이프 방법 | 전통적인 납땜 접합부 |
|---|---|---|
| 유연성 | 높음 (기계적 순응성) | 낮음 (부서지기 쉬움/단단함) |
| 프로파일 | 초박형/로우 프로파일 | 부피가 크고 돌출됨 |
| 내구성 | 압축 및 굽힘에 강함 | 응력 균열에 취약 |
| 응용 | 동적 웨어러블 (예: 신발 밑창) | 단단한 PCB 및 고정 장치 |
| 결합 유형 | 기계적 압력 및 마찰 | 화학적으로 융합된 금속 결합 |
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참고문헌
- Sarah De Guzman, Gautam Anand. The Development of a Built-In Shoe Plantar Pressure Measurement System for Children. DOI: 10.3390/s22218327
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