Fleksible printkort er PCB'er med et fleksibelt substratmateriale og få kobberlag der tillader bøjning. Denne fleksibilitet medfører flere fordele, såsom effektiv pladsudnyttelse og stød/vibrationsmodstand, som er kritiske i flere applikationer.

Lad os se på forskellige aspekter af denne PCB, herunder dens almindelige konstruktionsmaterialer, produktionsproces, fordele og mere!

Hvad er et Fleksibelt Printkort

Som nævnt tidligere er en fleksibel PCB et printkort med et bøjeligt basemateriale, der almindeligvis er lavet af polyimid.

Materialerne der udgør de andre lag er også fleksible og kan modstå bøjning uden at gå i stykker eller revne.

Du kan bøje, folde eller vride flex PCB'er for at passe i trange rum, hvilket er vigtigt når du vil have kredsløbet til at tilpasse sig formen af slutproduktets emballage, såsom en wearable.

En anden vigtig fordel ved Flex PCB er dens modstand mod vibrationer, hvilket gør den egnet til bilindustri-, luftfarts- og flyapplikationer.

Typer af Fleksible Kredsløbskort

Her er typerne af fleksible PCB'er:

Enkeltsidet Flex PCB'er

De er de mest almindelige flex PCB'er du kan finde. De har ét lederlag med en fleksibel dielektrisk film.

Også trykt på én side, hvilket gør dem billigere at producere.

Dobbeltsidet Flex PCB'er

De har tryk på begge sider af det dielektriske materiale. Derfor pakker de flere komponenter og håndterer bedre strøm end andre kort.

På minussiden er de dyrere at producere.

Flerlags Flex PCB'er

De har mere end to lag af ledere, hvilket gør dem egnede til militære og luftfartsapplikationer.

Desuden pakker de tætte kredsløb og er dyrere at producere.

Flerlags fleksibelt kredsløbskort med komplekse føringsmønstre

Rigid-Flex PCB'er

Fra navnet er de en blanding af rigide og flex kredsløbskort. Mere specifikt er de rigide kredsløbskort med fleksible forbindelsessubstrater.

På grund af deres konstruktion finder du dem oftest i smart devices og militære applikationer.

HDI Flex PCB'er

HDI er et akronym for High-Density Interconnect.

HDI flex PCB'er har flere mikrovias og fine strukturer der gør det muligt at have en højere ledningsførtæthed per enhedsareal end traditionelle kredsløbskort.

Den høje ledningsførtæthed øger også kortets funktionalitet fordi du kan montere flere komponenter på det.

En anden definerende egenskab ved HDI flex PCB'er er at de har tyndere substrater end almindelige fleksible kredsløbskort, hvilket reducerer deres størrelse og øger deres elektriske ydeevne.

Hvad er Fordelene ved Flex Kredsløbskort

Fleksibel PCB der demonstrerer sine bøjelige egenskaber

Kompakt og Let Pakke: Fleksible PCB'er har tyndere substrater, kobberlag og andre materialer end deres rigide modstykker. Tynde materialer betyder også lette kort, hvilket resulterer i en mindre pakkestørrelse og vægt for slutproduktet.
Fleksibilitet: Flex kort kan forbinde flere planer under installation og kan bøjes flere gange uden at opleve fejl.
Høj Pålidelighed: Sammenkoblingspunkter er almindelige når man arbejder med rigide kort og er tilbøjelige til at fejle. Fleksible PCB'er reducerer sammenkoblingspunkter i kredsløb, hvilket øger produktets pålidelighed. Derudover kan FPC kort modstå stød og vibrationer, hvilket gør elektronik i biler og andre produkter meget pålidelige.
Tillader Højdensitetskonfigurationer: Da de tillader ekstremt smalle rum og linjer, frigør fleksible PCB'er plads til højdensitets komponentpopulationer for at tillade yderligere produktfunktioner.
Designfrihed: Fleksibelt PCB design er ikke begrænset til to lag. Kortene kan have flere lag, nogle kombinerer endda rigide kredsløb i forskellige sektioner. Derfor kan disse PCB'er have komplekse konfigurationer til at håndtere sofistikerede kredsløb.
Forbedret Luftstrøm: De strømlinede designs af disse PCB'er tillader kølig luft at strømme gennem produktet let og aflede varme hurtigere.

Hvad er Ulemperne ved Fleksible PCB'er

Høje Produktionsomkostninger: Materialerne der bruges til at lave fleksible kort er dyrere end dem der bruges til at lave rigide PCB'er. Derudover er produktionsprocessen mere kompleks, og der er en høj sandsynlighed for beskadigelse under håndtering.
Svær at Omarbejde: Omarbejdning af fleksible kort (reparationer eller ændringer) er vanskelig fordi du skal fjerne den beskyttende film, løse problemet og derefter genskabe denne film.
Begrænsede Komponenttætheder: Den tynde og fleksible natur af disse kort begrænser antallet og typerne af komponenter du kan montere ombord. Høje tætheder eller store, tunge komponenter kan tynge substratet ned eller endda få det til at knække.
Flere Designkompleksiteter: Nogle designregler, som ingen vias ved bøjningsområder, forskudte ledere på flerlags kort, brug af specifikke cover lays, osv., gør fleksibelt PCB design komplekst.
Modtagelighed for Skadelige Miljøforhold: Fleksible kort er mere modtagelige for kemikalier, varme, fugt og andre miljøfaktorer end rigide kort. Derfor er de måske ikke den bedste mulighed for nogle applikationer.

Hvad er Almindelige Fleksible PCB Materialer

Forskellige fleksible PCB materialer og færdige produkter

Ledere: Det mest almindelige ledermateriale brugt i PCB'er er kobber, men det der bruges i fleksible kort skal være tyndere. Så det er enten valset udglødet kobber eller elektrodeponeret kobber. Andre materialer der kan bruges som ledere inkluderer aluminium, Inconel, sølvblæk, konstantan og cupronikkel.
Adhæsiver: Disse materialer binder lagene sammen, og de inkluderer epoxy, akryl eller PSA'er (Pressure-Sensitive Adhesives).
Isolatorer: Isolatorer adskiller de ledende lag og de inkluderer polyimid, polyester, PEN, PET, PEEK eller LCP. Loddeemaske, en epoxyvæske, er også en isolator.
Finisher: Overfladeafslutninger på de eksponerede kobberområder kan være ENIG, ENEPIG, Tin, OSP, hård guld eller hård nikkel. Der er flere andre muligheder, men ENIG er den mest populære.

Hvorfor Bruge PCB Forstærkere på Flex og Rigid-Flex PCB Kort

Forstærkere giver mekanisk styrke til PCB'en, hvilket forbedrer holdbarhed og pålidelighed. PCB forstærkere kan tilføjes til enhver side af kortet, og deres krav falder ind under disse brugskategorier:

Gøre stikesektioner stive for at forbedre stressaflastning ved gentagne indsættelser eller når de bærer store, tunge stik
For at opfylde ZIF (Zero Insertion Force) tykkelseskrav
Skabe en flad overflade til placering af SMT pads og komponenter
For at hjælpe med lokaliserede bøjningsbegrænsninger
Reducere komponentstress
For at forbedre varmeafledning (metalforstærkere)
Reducere chancerne for fejl under automatiseret montage

Er Der Nogen Overvejelser Ved Design af Fleksible Trykte Kort

Før man går i gang med produktionsprocessen, skal den fleksible PCB designes korrekt, og det er vigtigt at huske disse designovervejelser.

Driftsmiljø

Overvej kortets endelige driftsmiljø, som vil bestemme om det har brug for beskyttende lag for kemikalier, høje temperaturer eller fugtighed.

Bøjeforhold

Dette udtryk refererer til forholdet mellem bøjningsradius og korttykkelse. Forholdet er vigtigt at overveje fordi kort med forskellige antal lag har forskellige bøjeforhold, og jo strammere bøjningsradius, jo højere sandsynlighed for fejl ved bøjning.

Ledere og Føring

Kobbersporene og deres transmissionsbaner bør analyseres omhyggeligt for at bestemme om de vil blive påvirket ved bøjning. Ledere bør føres vinkelret på bøjningsområderne for at undgå at knække.

Pad Fileter

Disse tilføjelser er nødvendige når paddiameteren overstiger den forbindende strengbredde fordi de forbedrer ætse-udbyttet og materialestyrken.

Rive-aflastning

Overvej en stor hjørneradius, forstærkere og aflastningsslots for at undgå PCB rivning.

Vias

Blinde og begravede vias bør kun bruges når det er nødvendigt for flerlags PCB'er fordi de øger fabrikationsomkostningerne betydeligt.

Planlag og Afskærmning

Jord- eller referenceplanlag er kritiske for afskærmning, impedanskontrol og signalintegritet. Disse solide kobberlag gør dog kortet mere stift, så de bør inkluderes i bøjeforholdsberegningen.

Signalintegritet og Kontrolleret Impedans

Faktorer som den dielektriske konstant af isoleringsmaterialerne, sporbredde og signalsporafstand fra referenceplanen bestemmer signalintegriteten og impedansen.

Hvordan Man Fremstiller Fleksible Kredsløbskort: Trin-for-Trin Produktionsproces

Denne proces er nuanceret afhængigt af om det fleksible kort har ét eller flere (2 eller flere) lag, men den følger generelt nedenstående trin efter materialevalg og kobberbeklædning.

Fleksibel PCB produktionsproces og kvalitetskontrol

Kobberbeklædt Laminatskæring

Den fleksible PCB begynder som en rulle af kobberbeklædt laminat der skæres til et halvfærdigt kobberfolieark af den krævede bearbejdningsstørrelse.

Boring

Afhængigt af designfilerne bores huller gennem laminatet med specifikke diametre ved brug af mekanisk eller laserboring. Sidstnævnte foretrækkes fordi den ikke udøver tryk på PCB'en. Disse huller renses derefter og pleteres.

Tørfilm Laminering

Tørfilme er fotosensitive modstandsmaterialer der hjælper med kredsløbsbilledoverførslen til kobberlaget. Dette fotoresistmateriale påføres ved hjælp af en opvarmet rulle med passende tryk for at smelte og danne det jævnt over kobberet.

Mønsterplettering

Mønsterplettering kan udføres ved hjælp af UV-lys (fotolitografi) eller LDI.

Ætsning

Denne proces kræver en korroderende kemisk opløsning for at fjerne kobber fra de uhærdede tørfilmområder. Mønsterplettering skaber en hærdet positiv film på fotoresistmaterialet for at danne kredsløbet. Ætsning korroderer de andre sektioner for at efterlade kredsløbet.

Tørfilm Afstripning og Inspektion

Den hærdede positive tørfilm fjernes for at efterlade det eksponerede kobberkredsløb, som gennemgår inspektion for kort- eller åbne kredsløb ved hjælp af AOI.

Coverlay Laminering

En overlay er en film påført PCB'en for at beskytte den mod oxidering og mekaniske skader, såsom ridser. Efter påføring gennemgår kortet laminering ved hjælp af varme og tryk med specifikke varme- og trykparametre for at undgå skader.

Overfladebehandling

Overfladebehandling er vigtig over de eksponerede kobberområder for at beskytte dem mod oxidering. Det forenkler også lodning.

Silketrykning

Silketryk angiver den relevante information på overfladen (testpunkter, advarselssymboler, logoer, osv.), og det trykkes med loddemasken for beskyttelse.

Elektrisk Test

Elektrisk test kræver teknikker som flyvende prober eller et bed af søm for at kontrollere for korte eller åbne kredsløb i PCB'en.

Udstansning

Udstansning refererer til at skære arket i individuelle PCB'er der matcher kundens krav (designfiler).

Inspektion

Visuel inspektion er nødvendig for at sikre at det fleksible kort ikke har ridser eller forureninger.

Emballering og Forsendelse

De færdige PCB'er pakkes i henhold til kundens behov før forsendelse. Hvis kunden kræver montage, sendes kortene til disse anlæg for at danne PCBA'er før forsendelse.

Hvordan Man Vælger den Rigtige Fleksible Kredsløbskort Producent

Højkvalitets fleksible kredsløbsprodukter fra FlexiPCB

Fleksible PCB'er er følsomme elektroniske kort der kræver korrekte designovervejelser og håndtering ved produktion. Derfor bør du overveje de tre E'er når du vælger din fleksible kortmontageproducent. Disse er ekspertise, udstyr og erfaring.

Hos FlexiPCB har vi et internt team af ingeniører der bruger vores software og state-of-the-art udstyr til at hjælpe dig med følgende:

Konceptudvikling
Designoptimering
Materialevalg
PCB stackup design
DFM analyse
Signalintegritetsanalyse
Strømintegritetsanalyse
Termisk analyse
Mekanisk analyse

Da disse kort er følsomme at håndtere, kan vi håndtere montageprocessen for dig for at eliminere eventuelle kompleksiteter der kan opstå på din side.

Vores turnkey PCB montageløsning dækker også materialesourcing og indkøb, kvalitetskontrol, test, emballering, forsendelse, eftersalgssupport og vedligeholdelse, og vi anbefaler denne service fordi den lader os gøre alt det risikable og svære arbejde for dig til rimelige omkostninger.

FlexiPCB produktsortiment der viser forskellige fleksible kredsløbsløsninger

FAQ'er

Er fleksible PCB'er pålidelige?

Generelt er de fleste fleksible trykte kredsløb pålidelige og holdbare. Dette skyldes at producenter laver disse PCB'er ved hjælp af fleksible substratmaterialer som polyimid.

Bagefter bruger de dem i enheder der skal være fleksible.

For eksempel bruger vi fleksible PCB'er i bærbare enheder som ure.

På minussiden vil pålideligheden af din fleksible PCB afhænge af kvaliteten af dens konstruktion. Dårligt lavede vil ikke være lige så pålidelige som højkvalitets PCB'er.

Hvorfor er Fleksible PCB kredsløb dyre?

Nogle fleksible PCB'er er dyrere end rigide PCB'er af flere grunde. For det første er de mere komplekse at designe og producere.

Derfor allokerer producenter flere ressourcer til at producere en fleksibel PCB end de ville med traditionelle kredsløbskort.

For det andet er fleksible PCB substrater dyrere end materialerne der bruges til at lave rigide PCB'er.

For eksempel koster polyimidsubstrater mere end rigide materialer producenter bruger i traditionelle PCB'er.

For det tredje gør PCB'ernes fleksible natur produktionsprocessen intensiv og tidskrævende.

Overordnet reducerer det antallet af kort en producent kan lave på en given tid.

Som resultat stiger produktionsomkostningerne, hvilket omsættes til højere salgspriser.

Konklusion

Afslutningsvis kræver fleksible PCB'er omhyggelig planlægning, overvejelse og omhu ved design, produktion og montage for at opnå deres tilsigtede fordele.

Disse fordele er kritiske for nuværende og fremtidige generationer af elektronik, hvor kompakte, lette og pålidelige kredsløb vil være påkrævet i forskellige applikationer.

Med en pålidelig produktionspartner som os kan vi forsikre dig om holdbare og højkvalitets flex kredsløbskort fordi vores engagement i excellence og kontinuerlig forbedring har holdt os i fronten af branchen.

Kontakt os for at lære mere om vores flex PCB design- og ingeniørløsninger, eller få et tilbud i dag!

En Komplet Guide til Fleksible Trykte Kredsløb