커넥터를 납땜하는 패드와 케이블의 접촉면은 다릅니다
FPC(Flexible Printed Circuit)는 유연한 절연 기재 위에 구리 배선을 만든 인쇄회로입니다. FFC(Flat Flexible Cable)는 평행한 도체를 절연 필름으로 감싼 납작한 케이블입니다. 모양이 비슷해도 재료와 구조가 같지는 않습니다. FFC를 FPC로 바꿀 때에는 양쪽 커넥터가 요구하는 끝단 치수를 다시 맞춰야 합니다.
패드(pad)는 납땜하거나 전기적으로 접촉할 수 있도록 마련한 금속 면입니다. 풋프린트(footprint)는 설계 프로그램에 저장하는 패드와 외형의 배치입니다. 여기서는 커넥터 부품을 기판에 납땜할 자리가 아니라, 커넥터 안으로 들어가 전기적으로 접촉할 케이블 끝단을 만듭니다. 따라서 커넥터 도면의 ‘권장 기판 패턴’과 ‘권장 FPC/FFC 형상’을 구분합니다.
먼저 양쪽 커넥터의 정확한 형번과 접점이 닿는 면을 확인합니다. 한쪽 접점이 위에 있는지 아래에 있는지에 따라 케이블 양 끝의 노출 면이 달라질 수 있습니다. 케이블을 펼쳐 놓았을 때의 앞·뒷면과 핀 번호를 표시하고, 양 끝의 어떤 핀을 연결할지 표로 정합니다. 풋프린트를 180도 돌렸다고 핀 번호까지 의도대로 연결되는 것은 아닙니다.
접점 중심 간격과 케이블 폭을 따로 계산합니다
피치(pitch)는 이웃한 접점의 중심 사이 거리입니다. 접점 폭을 뺀 빈 간격과 혼동하지 않습니다. 접점 수를 N, 피치를 p, 접점 폭을 w, 양 끝 접점 중심에서 케이블 옆면까지의 거리를 각각 m₁·m₂라고 하겠습니다. 길이의 단위는 모두 밀리미터(mm)로 맞춥니다.
- 접점 사이의 빈 간격은 p − w입니다.
- 양 끝 접점의 중심 사이 거리는 (N − 1) × p입니다.
- 케이블 전체 폭 W는 (N − 1) × p + m₁ + m₂입니다.
예를 들어 12핀, 피치 0.5 mm, 접점 폭 0.3 mm, 양쪽 여유가 각각 0.5 mm라면 빈 간격은 0.2 mm, 케이블 폭은 6.5 mm입니다. 이때 0.5 mm의 옆면 여유는 접점 가장자리가 아니라 접점 중심부터 잰 값입니다. 계산 관계를 확인하는 예시이며, 사용할 커넥터의 권장 치수와 공차가 우선합니다.
한 개의 접점을 그린 뒤 정해진 피치로 복제하고, 마지막 접점의 중심 위치와 전체 폭을 다시 잽니다. 공차(tolerance)는 제작 치수가 허용되는 범위입니다. 명목 치수 계산이 맞더라도 접점 위치와 외형의 오차를 포함했을 때 커넥터 접점이 충분히 겹치는지 확인해야 합니다.
접점이 드러날 길이와 필름이 붙잡을 부분을 구분합니다
커버레이(coverlay)는 구리를 덮는 절연 필름이고, 개구(opening)는 접점 등을 드러내려고 필름에 마련한 빈 영역입니다. 촘촘한 접점마다 작은 개구를 만들면 그 사이에 너무 가는 필름 조각이 남을 수 있습니다. 제조 가능한 최소 필름 폭과 정렬 오차를 확인하고, 필요하면 접점 열 전체를 하나의 창으로 노출합니다. 접점 사이의 절연 기재까지 구리로 채우라는 뜻은 아닙니다.
개구 뒤쪽에서는 접점의 뿌리를 필름 아래에 남겨 지지할 수 있습니다. 이 겹침을 늘리면 실제로 드러나는 접점 길이는 줄어듭니다. 따라서 구리 패드의 총길이, 커버레이 밖으로 노출되는 길이, 커넥터가 실제로 닿는 영역을 각각 표시합니다. 필름을 겹치는 길이와 접착제가 밀려 나올 여유는 공정 조건으로 정하며 접촉 영역을 가리지 않아야 합니다.
삽입 끝의 구리를 외형선까지 내보낼지도 별도로 확인합니다. 레이저 외형 가공에서는 끝단 손상을 줄이기 위해 구리를 뒤로 물리는 후퇴 거리(setback)를 요구할 수 있습니다. 이 보정으로 접점이 짧아져도 커넥터의 접촉 영역이 남는지 제조 파일에서 확인합니다. 구리를 더 짧게 만드는 것만으로 모든 문제가 해결되지는 않습니다.
실제 치수를 정할 때는 이 세 위치를 한꺼번에 봐야 합니다. 한 12핀·0.5 mm 피치 케이블 사례에서는 참고 FFC의 도체 노출 길이 4±1 mm를 살펴본 뒤 FPC 끝단 패드를 3 mm로 그렸습니다. 패드 뿌리에는 커버레이를 약 0.2–0.3 mm 겹치고, 구리 끝은 절단 외형에서 0.2 mm 물렸습니다. 모두 해당 설계에서 검토한 값입니다. 패드를 3 mm로 그렸다고 해서 완성품에서 구리가 정확히 3 mm 드러난다고 단정할 수는 없습니다.
외형 끝, 구리 끝, 커버레이 개구의 시작선, 커넥터가 실제로 누르는 구간을 같은 기준선에서 표시합니다. 그런 다음 제작 공차를 반영한 도면과 출력 파일을 겹쳐, 접점이 드러난 구리 위에 충분히 닿는지 확인합니다. 참고 케이블의 길이만 맞추고 사용할 커넥터의 접촉 위치를 확인하지 않으면, 끝 구리의 후퇴와 뿌리 필름의 겹침 때문에 실제 접촉 길이가 모자랄 수 있습니다. 아래 그림의 간격은 위치 관계를 설명하기 위해 그린 것이며 축척이나 제작 치수가 아닙니다.
설계 화면을 닫기 전에 출력할 층을 점검합니다
접점에 구리 패드를 만들었다면 커버레이 개구를 표시하는 층과 별도로 확인합니다. 설계 도구의 마스크(mask) 층을 커버레이 개구 자료로 사용하는 경우에는 제조자와 그 의미를 맞춰야 합니다. 페이스트(paste) 층은 납땜용 페이스트를 인쇄할 위치를 뜻합니다. 커넥터에 끼우는 접촉면에는 납을 인쇄하지 않으므로, 일반적인 표면실장 패드 설정을 복사하면서 페이스트 개구까지 남기지 않습니다.
보강판(stiffener)은 얇은 케이블 끝을 받치고 커넥터가 요구하는 삽입 두께를 맞추는 재료입니다. 접착층을 포함한 완성 두께와 붙일 면을 지정합니다. 외형, 구리, 커버레이 개구와 보강판 영역을 내보낸 뒤 같은 원점과 단위로 다시 엽니다. 구리 패드가 모두 이어졌는지, 접점 면이 필름에 가려지지 않는지, 뒷면 보강판이 삽입부를 받치는지 차례로 겹쳐 봅니다. 3차원 미리보기에서 색이 달라 보인다는 것만으로 개구가 올바르게 출력됐다고 판단하지 않습니다.
끼워지는지 확인한 뒤 전기 연결을 검사합니다
ZIF(Zero Insertion Force) 커넥터는 잠금 장치를 열어 케이블을 넣고 고정하는 구조입니다. 실제 잠금 장치의 조작 방향은 제품마다 다르므로, 해당 구조에 맞게 열고 케이블을 비스듬히 밀어 넣지 않습니다. 끝단이 잘 들어가지 않으면 힘을 더 주기 전에 폭·두께·삽입 방향을 다시 확인합니다.
전원을 끈 상태에서 핀 맵을 따라 양 끝의 연결과 인접 접점 사이의 불필요한 접촉을 검사합니다. 접점 수만 같고 핀 순서가 뒤집힌 케이블은 외관 검사만으로 놓칠 수 있습니다. 접점 표면 처리도 커넥터가 요구하는 재료와 삽입 횟수에 맞춰 확인합니다. ENIG(Electroless Nickel Immersion Gold)는 무전해 니켈 위에 얇은 금층을 형성하는 표면 처리이며, 금색이라는 이유만으로 어떤 커넥터에서든 같은 접촉 수명을 보장하지 않습니다.
삽입과 도통을 확인한 뒤에 실제 회로의 기능을 시험합니다. 단순한 도통 검사는 고속 신호 품질이나 반복 굽힘 수명을 확인하는 시험과 다릅니다. 사용하는 전류·신호 속도·조립 형태에 맞는 검사를 마쳐야 대체 케이블로 사용할 수 있습니다.