Flexibilni tistene spoje jsou PCB s flexibilnim substratovym materialem a nekolika medenymi vrstvami umoznujicimi ohybani. Tato flexibilita prinasi radu vyhod, jako je efektivni vyuziti prostoru a odolnost vuci narazum/vibracim, ktere jsou kriticke v mnoha aplikacich.

Podivejme se na ruzne aspekty techto PCB, vcetne beznych konstrukcnich materialu, vyrobniho procesu, vyhod a dalsiho!

Co je flexibilni tisteny spoj

Jak bylo uvedeno drive, flexibilni PCB je obvodova deska s ohebnym zakladnim materialem, ktery je bezne vyroben z polyimidu.

Materialy tvorici dalsi vrstvy jsou take flexibilni a vydrzi ohybani bez praskani nebo lámání.

Flex PCB muzete ohnout, slozit nebo zkroutit, aby se vesly do tesnych prostoru, coz je dulezite, kdyz chcete, aby se obvod prizpusobil tvaru baleni konecneho produktu, napriklad nositelneho zarizeni.

Dalsi klicovou vyhodou flex PCB je jejich odolnost vuci vibracim, coz je cini vhodnymi pro automobilove, letecke a aviacni aplikace.

Typy flexibilnich obvodovych desek

Zde jsou typy flexibilnich PCB:

Jednovrstvé flex PCB

Jsou to nejbeznejsi flex PCB, ktere muzete najit. Maji jednu vrstvu vodice s flexibilnim dielektrickym filmem.

Rovnez potistene pouze z jedne strany, coz je cini levnejsimi na vyrobu.

Dvouvrstvé flex PCB

Maji potisky na obou stranach dielektrickeho materialu. V dusledku toho pojmou vice soucástek a maji lepsi schopnost prenosu vykonu nez ostatni desky.

Na druhou stranu jsou nakladnejsi na vyrobu.

Vicevrstvé flex PCB

Maji vice nez dve vrstvy vodicu, coz je cini vhodnymi pro vojenske a letecke aplikace.

Navic pojmou hustou obvodovou techniku a jsou nakladnejsi na vyrobu.

Vicevrstvý flexibilni obvodovy deska se slozitymi trasovacimi vzory

Rigid-Flex PCB

Z nazvu vyplyva, ze jsou smesi tuhych a flex obvodovych desek. Konkretneji jsou to tuhe obvodove desky s flexibilnimi propojovacimi substraty.

Diky sve konstrukci je najdete predevsim v chytrych zarizenich a vojenskych aplikacich.

HDI Flex PCB

HDI je zkratka pro High-Density Interconnect (vysoka hustota propojeni).

HDI flex PCB maji vice mikroprokovu a jemnych struktur, ktere umoznuji vyssi hustotu vedeni na jednotku plochy nez tradicni obvodove desky.

Vysoka hustota vedeni take zvysuje funkcnost desky, protoze na ni muzete osazovat vice soucástek.

Dalsi definujici vlastnosti HDI flex PCB je, ze maji tensi substraty nez bezne flexibilni obvodove desky, coz snizuje jejich velikost a zvysuje jejich elektricky vykon.

Jake jsou vyhody flex obvodovych desek

Flexibilni PCB demonstrujici sve ohebne vlastnosti

Kompaktni a lehke baleni: Flexibilni PCB maji tensi substraty, medene vrstvy a dalsi materialy nez jejich tuhe protejsky. Tenke materialy znamenaji take lehke desky, coz vede k mensi velikosti a hmotnosti baleni konecneho produktu.
Flexibilita: Flex desky mohou propojovat vice rovin behem instalace a mohou se ohybat nekolikrat bez selhani.
Vysoka spolehlivost: Propojovaci body jsou bezne pri praci s tuhymi deskami a jsou nachylne k selhani. Flexibilni PCB snizuji propojovaci body v obvodech, coz zvysuje spolehlivost produktu. Navic FPC desky vydrzi narazy a vibrace, coz cini palubni elektroniku a dalsi produkty vysoce spolehlivymi.
Umoznuje konfigurace s vysokou hustotou: Protoze umoznuji extremne uzke mezery a linie, flexibilni PCB uvolnuji prostor pro vysoko hustotni populace zarizeni umoznujici dodatecne funkce produktu.
Svoboda navrhu: Navrh flexibilnich PCB neni omezen na dve vrstvy. Desky mohou mit vice vrstev, nekteré dokonce kombinuji tuhe obvody v ruznych sekcich. Proto mohou mit tyto PCB slozite konfigurace pro zvladnuti sofistikovanych obvodu.
Zlepseny proudeni vzduchu: Streamlinovane navrhy techto PCB umoznuji snadne proudeni chladneho vzduchu produktem a rychlejsi odvod tepla.

Jake jsou nevyhody flexibilnich PCB

Vysoke vyrobni naklady: Materialy pouzivane k vyrobe flexibilnich desek jsou nakladnejsi nez ty pouzivane k vyrobe tuhych PCB. Navic je vyrobni proces slozitejsi a existuje vysoka pravdepodobnost poskozeni behem manipulace.
Obtizne prepracovani: Prepracovani flexibilnich desek (opravy nebo modifikace) je slozite, protoze musite odstranit ochrannou folii, opravit problem a pote tuto folii obnovit.
Omezene hustoty soucástek: Tenka a flexibilni povaha techto desek omezuje pocet a typy soucástek, ktere muzete osazovat na desku. Vysoke hustoty nebo velke, tezke soucástky mohou zatezovat substrat nebo ho dokonce rozbít.
Vice navrhovych slozitosti: Nektera navrhova pravidla, jako zero vias v oblastech ohybu, stupnovani vodicu na vicevrstevych deskach, pouziti specifickych krycich folii atd., cini navrh flexibilnich PCB slozitym.
Naclylnost k poskozujicim podminkam prostredi: Flexibilni desky jsou nachylnejsi k chemikaliim, teplu, vlhkosti a dalsim faktorum prostredi nez tuhe desky. Proto nemuseji byt nejlepsi volbou pro nektere aplikace.

Jake jsou bezne materialy flexibilnich PCB

Ruzne materialy flexibilnich PCB a hotove produkty

Vodice: Nejbeznejsim materiálem vodicu pouzivanym v PCB je med, ale ten pouzivany ve flexibilnich deskach musi byt tensi. Takze je to bud válcovaná žíhana med nebo elektrolyticky nanesena med. Dalsi materialy, ktere lze pouzit jako vodice, zahrnuji hlinik, Inconel, stribrny inkoust, konstantan a cupro-nikl.
Lepidla: Tyto materialy svazuji vrstvy dohromady a zahrnuji epoxid, akrylat nebo PSA (tlakove citliva lepidla).
Izolatory: Izolatory oddeluji vodive vrstvy a zahrnuji polyimid, polyester, PEN, PET, PEEK nebo LCP. Pájeci maska, epoxidova kapalina, je take izolatorem.
Povrchove upravy: Povrchove upravy na exponovanych medenych oblastech mohou byt ENIG, ENEPIG, cin, OSP, tvrdé zlato nebo tvrdy nikl. Existuje nekolik dalsich moznosti, ale ENIG je nejpopularnejsi.

Proc pouzivat zpevnení na flex a rigid-flex PCB deskach

Zpevnení poskytují mechanickou pevnost PCB, coz zlepsuje odolnost a spolehlivost. Zpevnění PCB lze pridat na jakoukoliv stranu desky a jejich pozadavky spadaji do techto kategorii pouziti:

Zpevnění konektorovych sekci pro zlepseni uleveni napeti behem opakovaných vsunutí nebo pri neseni velkych, tezkych konektoru
Pro splneni pozadavku na tloušťku ZIF (Zero Insertion Force)
Vytvoreni ploche plochy pro umisteni SMT pádu a soucástek
Pomoc s lokalizovanými omezeními ohybu
Snizeni napeti soucástek
Pro zlepsení odvodu tepla (kovová zpevnění)
Snizeni sanci na selhani behem automatizovane montaze

Existuji nejaké aspekty pri navrhování flexibilních tistennych desek

Pred pristupem k vyrobnimu procesu musi byt flexibilní PCB správne navrzeno a je dulezite mit na pameti tyto navrhové aspekty.

Provozni prostredi

Zvazujte konecne provozni prostredi desky, ktere urci, zda potrebuje ochranné vrstvy pro chemikalie, vysoké teploty nebo vlhkost.

Pomer ohybu

Tento termin se vztahuje k vztahu mezi polomerem ohybu a tlouštkou desky. Pomer je dulezity zvazit, protoze desky s ruznym poctem vrstev maji ruzné pomery ohybu a cim tesnejsi polomer ohybu, tim vyssi pravdepodobnost selhani pri ohybani.

Vodice a trasovani

Medené stopy a jejich prenosové cesty by mely byt peclivě analyzovany pro urceni, zda budou ovlivneny pri ohybani. Vodice by mely byt trasovany kolmo k oblastem ohybu, aby se zabranilo praskani.

Pájecí plošky

Tyto doplnky jsou nutné, kdyz prumer plošky prekroci sirku pripojovacího vodicího pramene, protoze zlepsují leptavou vyteżnost a pevnost materialu.

Uleva proti roztrzení

Zvazujte velky rohový polomer, zpevnění a ulevové drážky pro zabranění trhani PCB.

Prokovy

Slepe a pohrbene prokovy by mely byt pouzity pouze kdyz je to nutne pro vicevrstve PCB, protoze výrazně zvysuji naklady na vyrobu.

Rovinné vrstvy a stínění

Zemnící nebo referencní rovinné vrstvy jsou kriticke pro stínění, kontrolu impedance a integritu signalu. Nicmene tyto pevné medené vrstvy cini desku tuzsí, takze by mely byt zahrnuty do vypoctu pomeru ohybu.

Integrita signalu a kontrolovana impedance

Faktory jako dielektrická konstanta izolacních materialu, sirka stopy a vzdalenost signálové stopy od referencní roviny urcuji integritu signalu a impedanci.

Jak vyrabet flexibilní obvodovou desku: Postup vyroby krok za krokem

Tento proces je nuancovany v zavislosti na tom, zda ma flexibilní deska jednu nebo více (2 a více) vrstev, ale obecne sleduje kroky nizze po vyberu materialu a medeneho pláštení.

Vyrobni proces flexibilnich PCB a kontrola kvality

Rezani medi plášťovaného laminátu

Flexibilní PCB zacina jako kotuc medi plášťovaného laminátu, ktery je narezán na polotovární medený foliový arch požadované zpracovatelské velikosti.

Vrtani

V závislosti na navrhových souborech jsou otvory vrtany skrze laminát se specifickými prumery pomoci mechanického nebo laserového vrtani. Laserové je preferováno, protoze nevykonava tlak na PCB. Tyto otvory jsou pak cisteny a pokoveny.

Laminace suchého filmu

Suché filmy jsou fotocitlivé rezisty, ktere pomahaji s prenosem obrazu obvodu na medenou vrstvu. Tento fotorezistivní materiál je aplikovan pomoci zahrívaného válce s prislusnym tlakem pro roztavení a rovnomerne formovani nad medí.

Vzorové pokoveni

Vzorové pokoveni lze provest pomoci UV svetla (fotolitografie) nebo LDI.

Leptani

Tento proces vyzaduje korozivní chemický roztok pro odstraneni medi z netvrzenych oblastí suchého filmu. Vzorové pokoveni vytvari ztvrdlý pozitivní film na fotorezistivním materialu pro vytvoreni obvodu. Leptani koroduje ostatní sekce, aby zústal obvod.

Stripovani suchého filmu a inspekce

Ztvrdlý pozitivní suchy film je odstranen, aby zústal exponovany medený obvod, který podstupuje inspekci na zkraty nebo prerušení pomoci AOI.

Laminace kryci folie

Kryci folie je film aplikovany na PCB pro ochranu pred oxidaci a mechanickym poškozením, jako je škrábání. Po aplikaci deska podstupuje laminaci pomoci tepla a tlaku s konkrétními parametry tepla a tlaku pro zabranění poškození.

Povrchova uprava

Povrchova uprava je dulezita nad exponovanými medenými oblastmi pro jejich ochranu pred oxidaci. Také zjednodusuje pájení.

Sítotisk

Sítotisk oznacuje relevantní informace na povrchu (testovací body, výstrazné symboly, loga atd.) a je tištěn s pájeci maskou pro ochranu.

Elektrické testovani

Elektrické testovani vyzaduje techniky jako letici sondy nebo luzko hrebu pro kontrolu zkratů nebo prerusení v PCB.

Vysekávání

Vysekávání se vztahuje k rezani archu na jednotlivé PCB, které odpovidaji pozadavkum zakaznika (navrhové soubory).

Inspekce

Vizualni inspekce je nutna pro zajisteni, ze flexibilní deska nema zadne skrabance nebo kontaminace.

Baleni a expedice

Kompletní PCB jsou baleny podle potreb zakaznika pred expedici. Pokud zakaznik pozaduje montaz, desky smerují do techto závodu pro vytvorení PCBA pred expedicí.

Jak vybrat správného vyrobce flexibilních obvodových desek

Vysoce kvalitni flexibilni obvodove produkty od FlexiPCB

Flexibilní PCB jsou choulostivé elektronické desky, které potrebují správné navrhové aspekty a zacházení pri jejich vyrobe. Proto byste meli zvazit tri E pri vyberu vaseho vyrobce flexibilnich desek. Jsou to odbornost, vybavení a zkusenosti.

U FlexiPCB mame interní tym inzenyru, kteri pouzivaji nas software a nejmodernejsi vybavení, aby vam pomohli s nasledujícím:

Vyvoj konceptu
Optimalizace navrhu
Vyber materialu
Navrh vrstveni PCB
DFM analyza
Analyza integrity signalu
Analyza integrity napajeni
Teplotni analyza
Mechanicka analyza

Protoze jsou tyto desky choulostivé na zacházení, muzeme za vas zvladnout montazní proces pro eliminaci jakýchkoliv slozitosti, které mohou vzniknout na vasi strane.

Nase turnkey reseni montaze PCB také pokryva sourcing a obstarávání materialu, kontrolu kvality, testování, balení, expedici, poprodejní podporu a údržbu, a doporucujeme tuto sluzbu, protoze nam umoznuje delat veskeru riskantní a obtížnou praci za vas za rozumné naklady.

Produktová řada FlexiPCB prezentujici ruzna reseni flexibilnich obvodu

Casto kladené otazky

Jsou flexibilní PCB spolehlivé?

Obecne je vetsina flexibilnich tistených spoju spolehlivá a odolná. Je to proto, ze vyrobci vyrabi tyto PCB s pouzitim flexibilních substratových materialu jako polyimid.

Pote je pouzivají v zarizenich, ktere potrebuji byt flexibilní.

Napriklad pouzivame flexibilní PCB v nositelnych zarizenich jako hodinky.

Na druhou stranu spolehlivost vaseho flexibilního PCB bude záviset na kvalite jeho konstrukce. Spatne vyrobené nebudou tak spolehlivé jako vysoce kvalitní PCB.

Proc jsou flexibilní PCB obvody drahé?

Nekteré flexibilní PCB jsou nakladnejsi nez tuhe PCB z nekolika duvodu. Za prve jsou slozitejsi na navrh a vyrobu.

V dusledku toho vyrobci přidělují více zdrojů na vyrobu flexibilního PCB nez by tomu bylo u tradičních obvodových desek.

Za druhé, substraty flexibilních PCB jsou drazsi nez materialy pouzívané k vyrobe tuhych PCB.

Napriklad polyimidové substraty stoji více nez tuhé materialy, ktere vyrobci pouzivaji v tradičních PCB.

Za treti, flexibilní povaha PCB cini vyrobni proces intenzivní a časove nárocny.

Celkove to snizuje pocet desek, ktere vyrobce muze vyrobit v daném čase.

V dusledku toho se zvyšují výrobní náklady, coz se premítá do vyšších prodejních cen.

Záver

Záverem lze ríci, ze flexibilní PCB vyzaduji peclivé plánování, zvazování a péci pri jejich navrhování, vyrobe a montazi, aby bylo dosazeno zamyšlených vyhod.

Tyto vyhody jsou kritické pro soucasné a budoucí generace elektroniky, kde budou kompaktní, lehké a spolehlivé obvody vyzadovány v ruznych aplikacích.

S spolehlivým výrobním partnerem, jako jsme my, vam muzeme zarucit odolné a vysoce kvalitní flex obvodové desky, protoze nás závazek k excelenci a neustálému zlepsování nás udrzuje v popredí odvetví.

Kontaktujte nás, abyste se dozvedeli více o nasich reseních navrhu a inzenyrstvi flex PCB, nebo ziskejte nabídku jeste dnes!

Kompletni pruvodce flexibilnimi tistenymi spoji