A rugalmas nyomtatott áramkörök olyan PCB-k, amelyek rugalmas hordozóanyaggal és néhány rézréteggel rendelkeznek a hajlítás lehetővé tételéhez. Ez a hajlékonyság számos előnyt biztosít, mint például a hatékony helyfelhasználás és ütés/rezgésállóság, amelyek több alkalmazásban is kritikusak.

Vizsgáljuk meg ennek a PCB-nek különböző szempontjait, beleértve a gyakori konstrukciós anyagokat, a gyártási folyamatot, az előnyöket és még sok mást!

Mi az a Rugalmas Nyomtatott Áramkör?

Mint korábban említettük, a rugalmas PCB egy hajlítható alapanyagú áramköri lap, amely általában poliimidből készül.

A többi réteget alkotó anyagok szintén rugalmasak, és ellenállnak a hajlításnak törés vagy repedés nélkül.

A flex PCB-ket hajlíthatja, hajtogathatja vagy csavarhatja, hogy szűk helyekre illeszkedjenek, ami fontos, amikor az áramkörnek a végtermék csomagolásának alakjához kell illeszkednie, például egy viselhető eszközben.

A Flex PCB másik kulcsfontosságú előnye a rezgésállósága, ami alkalmassá teszi autóipari, űr- és repülőgépipari alkalmazásokra.

Rugalmas Áramköri Lapok Típusai

Íme a rugalmas PCB-k típusai:

Egyrétegű Flex PCB-k

Ezek a leggyakoribb flex PCB-k, amelyekkel találkozhat. Egy vezető réteggel rendelkeznek rugalmas dielektromos fóliával.

Egyoldalon nyomtatottak, ami olcsóbbá teszi őket.

Kétrétegű Flex PCB-k

Mindkét oldalán nyomtatottak a dielektromos anyagnak. Következésképpen több alkatrészt tartalmaznak és jobb teljesítményt nyújtanak más lapoknál.

Hátrányuk, hogy drágábbak a gyártásuk.

Többrétegű Flex PCB-k

Kettőnél több vezető réteggel rendelkeznek, ami alkalmassá teszi őket katonai és űripari alkalmazásokra.

Ezenkívül sűrű áramkört tartalmaznak és drágábbak a gyártásuk.

Többrétegű rugalmas áramköri lap komplex vezetékezési mintázattal

Rigid-Flex PCB-k

A nevükből adódóan merev és flex áramköri lapok keverékei. Pontosabban merev áramköri lapok rugalmas összekötő hordozókkal.

Konstrukciójuk miatt főként okoseszközökben és katonai alkalmazásokban találhatók.

HDI Flex PCB-k

A HDI a High-Density Interconnect (Nagy Sűrűségű Összekötés) rövidítése.

A HDI flex PCB-k több mikroviával és finom struktúrákkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik a magasabb vezetéksűrűséget egységnyi területen, mint a hagyományos áramköri lapok.

A magas vezetéksűrűség növeli a lap funkcionalitását is, mert több alkatrészt szerelhet rá.

A HDI flex PCB-k másik meghatározó jellemzője, hogy vékonyabb hordozókkal rendelkeznek, mint a hagyományos rugalmas áramköri lapok, ami csökkenti méretüket és növeli elektromos teljesítményüket.

Melyek a Flex Áramköri Lapok Előnyei?

Rugalmas PCB bemutatva hajlékony jellemzőit

Kompakt és Könnyű Csomag: A rugalmas PCB-k vékonyabb hordozókkal, rézrétegekkel és egyéb anyagokkal rendelkeznek, mint merev társaik. A vékony anyagok könnyű lapokat is jelentenek, ami kisebb csomagméretet és súlyt eredményez a végtermékben.
Rugalmasság: A flex lapok több síkot tudnak összekapcsolni telepítés közben, és többször hajlíthatók meghibásodás nélkül.
Magas Megbízhatóság: Az összekötési pontok gyakoriak a merev lapoknál, és hajlamosak a meghibásodásra. A rugalmas PCB-k csökkentik az összekötési pontokat az áramkörökben, ami növeli a termék megbízhatóságát. Ezenkívül az FPC lapok ellenállnak az ütéseknek és rezgéseknek, így az autós elektronika és más termékek rendkívül megbízhatóak.
Nagy Sűrűségű Konfigurációkat Tesz Lehetővé: Mivel rendkívül szűk tereket és vonalakat tesznek lehetővé, a rugalmas PCB-k helyet szabadítanak fel nagy sűrűségű eszközpopulációknak további termékfunkciók számára.
Tervezési Szabadság: A rugalmas PCB tervezés nem korlátozódik két rétegre. A lapok több réteggel rendelkezhetnek, egyesek akár merev áramköröket is kombinálnak különböző szakaszokban. Ezért ezek a PCB-k összetett konfigurációkkal rendelkezhetnek kifinomult áramkörök kezelésére.
Javított Légáramlás: Ezeknek a PCB-knek az áramvonalas kialakítása lehetővé teszi a hűvös levegő könnyű áramlását a terméken keresztül és a hő gyorsabb elvezetését.

Melyek a Rugalmas PCB-k Hátrányai?

Magas Gyártási Költségek: A rugalmas lapok készítéséhez használt anyagok drágábbak, mint a merev PCB-khez használtak. Ezenkívül a gyártási folyamat összetettebb, és nagy a sérülés valószínűsége a kezelés során.
Nehéz Újramunkálás: A rugalmas lapok újramunkálása (javítás vagy módosítás) bonyolult, mert el kell távolítani a védőfóliát, kijavítani a problémát, majd visszaállítani ezt a fóliát.
Korlátozott Alkatrészsűrűség: A lapok vékony és rugalmas jellege korlátozza a felszerelhető alkatrészek számát és típusait. A nagy sűrűségek vagy nagy, nehéz alkatrészek lenyomhatják a hordozót, vagy akár eltörhetik.
Többféle Tervezési Komplexitás: Egyes tervezési szabályok, mint például a viák tilalma a hajlítási területeken, a vezetők lépcsőzése többrétegű lapokon, specifikus takarófóliák használata stb., összetetté teszik a rugalmas PCB tervezést.
Érzékenység a Káros Környezeti Feltételekre: A rugalmas lapok érzékenyebbek a vegyi anyagokra, hőre, nedvességre és egyéb környezeti tényezőkre, mint a merev lapok. Ezért nem biztos, hogy a legjobb választás bizonyos alkalmazásokhoz.

Melyek a Gyakori Rugalmas PCB Anyagok?

Különféle rugalmas PCB anyagok és késztermékek

Vezetők: A PCB-kben leggyakrabban használt vezetőanyag a réz, de a rugalmas lapokban használtnak vékonyabbnak kell lennie. Tehát ez vagy hengerelt lágyított réz, vagy galvanizált réz. Más vezetőként használható anyagok közé tartozik az alumínium, Inconel, ezüst tinta, konstantán és réz-nikkel.
Ragasztók: Ezek az anyagok kötik össze a rétegeket, és ide tartozik az epoxi, akril vagy PSA-k (Nyomásérzékeny Ragasztók).
Szigetelők: A szigetelők elválasztják a vezető rétegeket, és ide tartozik a poliimid, poliészter, PEN, PET, PEEK vagy LCP. A forrasztási maszk, egy epoxi folyadék, szintén szigetelő.
Felületek: Az exponált réz területeken lévő felületek lehetnek ENIG, ENEPIG, ón, OSP, keményfém, vagy kemény nikkel. Számos más lehetőség is van, de az ENIG a legnépszerűbb.

Miért Használjunk PCB Merevítőket Flex és Rigid-Flex PCB Lapokon?

A merevítők mechanikai szilárdságot biztosítanak a PCB-nek, ami javítja a tartósságot és megbízhatóságot. PCB merevítők bármelyik oldalára hozzáadhatók a lapnak, és követelményeik ezekbe a használati kategóriákba esnek:

Csatlakozó szakaszok merevítése a feszültségcsökkentés javítására ismételt behelyezések során, vagy nagy, nehéz csatlakozók hordozásakor
A ZIF (Zero Insertion Force - Nulla Behelyezési Erő) vastagság követelmények teljesítése
Sík felület létrehozása SMT párnák és alkatrészek elhelyezésére
Segítség lokalizált hajlítási korlátozásokkal
Alkatrész feszültség csökkentése
Hőleadás fokozása (fém merevítők)
Meghibásodási esélyek csökkentése automatizált összeszerelés során

Vannak-e Szempontok a Rugalmas Nyomtatott Lapok Tervezésekor?

Mielőtt a gyártási folyamatba kezdenénk, a rugalmas PCB-t megfelelően meg kell tervezni, és fontos ezeket a tervezési szempontokat szem előtt tartani.

Működési Környezet

Vegye figyelembe a lap végső működési környezetét, ami meghatározza, hogy szükség van-e védőrétegekre vegyi anyagok, magas hőmérsékletek vagy páratartalom ellen.

Hajlítási Arány

Ez a kifejezés a hajlítási sugár és a lap vastagság közötti kapcsolatra utal. Az arány fontos szempont, mert a különböző rétegszámú lapoknak eltérő hajlítási arányai vannak, és minél kisebb a hajlítási sugár, annál nagyobb a meghibásodás valószínűsége hajlításkor.

Vezetők és Vezetékelés

A réz nyomvonalakat és átviteli útvonalaikat gondosan elemezni kell annak meghatározásához, hogy érintik-e őket a hajlítások. A vezetőket merőlegesen kell vezetni a hajlítási területekre a törés elkerülése érdekében.

Párnalejtők

Ezek a kiegészítések szükségesek, amikor a párna átmérője meghaladja a csatlakozó szál szélességét, mert javítják a maratási hozamot és az anyag szilárdságát.

Szakadásmentes Kialakítás

Fontolja meg a nagy saroksugarakat, merevítőket és tehermentesítő nyílásokat a PCB szakadásának elkerülése érdekében.

Viák

A vak és temetett viákat csak szükség esetén szabad használni többrétegű PCB-khez, mert jelentősen növelik a gyártási költséget.

Síkrétegek és Árnyékolás

A föld- vagy referenciasík rétegek kritikusak az árnyékolás, impedanciaszabályozás és jelintegritás szempontjából. Azonban ezek a tömör rézrétegek merevítik a lapot, ezért bele kell foglalni őket a hajlítási arány számításba.

Jelintegritás és Kontrollált Impedancia

Olyan tényezők, mint a szigetelőanyagok dielektromos állandója, nyomvonal szélesség és a jel nyomvonal távolsága a referenciasíktól, meghatározzák a jelintegritást és impedanciát.

Hogyan Gyártsunk Rugalmas Áramköri Lapot: Lépésről Lépésre Gyártási Folyamat

Ez a folyamat árnyalt attól függően, hogy a rugalmas lap egy vagy több (2 vagy több) réteggel rendelkezik-e, de általában az alábbi lépéseket követi az anyagválasztás és a rézburkolás után.

Rugalmas PCB gyártási folyamat és minőségellenőrzés

Rézbevonatú Laminátum Vágás

A rugalmas PCB rézbevonatú laminátum tekercsként kezdődik, amelyet a szükséges feldolgozási méretű félkész rézfólia lapra vágnak.

Fúrás

A tervezési fájloktól függően lyukakat fúrnak a laminátumba meghatározott átmérőkkel mechanikus vagy lézer fúrással. Az utóbbi előnyben részesített, mert nem fejt ki nyomást a PCB-re. Ezeket a lyukakat ezután megtisztítják és bevonják.

Szárazfilm Laminálás

A szárazfilmek fényérzékeny rezisztek, amelyek segítenek az áramköri kép átvitelében a rézrétegre. Ez a fényérzékeny anyag fűtött hengerrel kerül felvitelre megfelelő nyomással, hogy megolvadjon és egyenletesen formálódjon a réz felett.

Mintázott Galvanizálás

A mintázott galvanizálás UV fénnyel (fotolitográfia) vagy LDI-vel végezhető.

Maratás

Ez a folyamat maró vegyi oldatot igényel a réz eltávolításához a nem kikeményített szárazfilm területekről. A mintázott galvanizálás keményített pozitív filmet hoz létre a fényérzékeny anyagon az áramkör kialakításához. A maratás korrodálja a többi részt, hogy az áramkör maradjon.

Szárazfilm Eltávolítás és Ellenőrzés

A keményített pozitív szárazfilm eltávolításra kerül, hogy az exponált réz áramkör maradjon, amelyet rövidzárlat vagy szakadás ellenőrzésnek vetnek alá AOI-val.

Takarófólia Laminálás

A fedőréteg egy fólia, amelyet a PCB-re alkalmaznak, hogy megvédje az oxidációtól és mechanikai sérülésektől, például karcolásoktól. Felvitel után a lap laminálást kap hő és nyomás használatával specifikus hő- és nyomásparaméterekkel a sérülések elkerülése érdekében.

Felületkezelés

A felületkezelés fontos az exponált réz területeken az oxidáció elleni védelem érdekében. A forrasztást is egyszerűsíti.

Szitanyomás

A szitanyomás jelzi a releváns információkat a felületen (tesztpontok, figyelmeztető szimbólumok, logók stb.), és a forrasztási maszkkal együtt kerül nyomtatásra védelem céljából.

Elektromos Tesztelés

Az elektromos tesztelés olyan technikákat igényel, mint a repülő szondák vagy tűágy a rövidzárlatok vagy szakadások ellenőrzésére a PCB-ben.

Kivágás

A kivágás a lap egyedi PCB-kre vágását jelenti, amelyek megfelelnek az ügyfél igényeinek (tervezési fájlok).

Vizsgálat

Vizuális vizsgálat szükséges annak biztosítására, hogy a rugalmas lap mentes a karcok és szennyeződések.

Csomagolás és Szállítás

A kész PCB-ket az ügyfél igényei szerint csomagolják szállítás előtt. Ha az ügyfél szerelést igényel, a lapok ezekbe az üzemekbe kerülnek PCBA-k kialakításához szállítás előtt.

Hogyan Válasszuk Ki a Megfelelő Rugalmas Áramköri Lap Gyártót?

Kiváló minőségű rugalmas áramköri termékek a FlexiPCB-től

A rugalmas PCB-k finom elektronikus lapok, amelyek megfelelő tervezési szempontokat és kezelést igényelnek gyártásuk és szerelésük során. Ezért figyelembe kell vennie a három S-t a rugalmas lap összeszerelési gyártójának kiválasztásakor. Ezek a szakértelem, berendezés és tapasztalat.

A FlexiPCB-nél házon belüli mérnökcsapatunk van, akik szoftverünket és korszerű berendezéseinket használják, hogy segítsenek Önnek a következőkben:

Koncepciófejlesztés
Tervezés optimalizálás
Anyagválasztás
PCB rétegterv tervezés
DFM elemzés
Jelintegritás elemzés
Tápellátás integritás elemzés
Termikus elemzés
Mechanikai elemzés

Mivel ezek a lapok finomak a kezelésre, kezelhetjük az összeszerelési folyamatot Ön helyett, hogy kiküszöböljük az esetlegesen az Ön oldalán felmerülő bonyodalmakat.

Kulcsrakész PCB összeszerelési megoldásunk magában foglalja az anyagbeszerzést és beszerzést, minőségellenőrzést, tesztelést, csomagolást, szállítást, értékesítés utáni támogatást és karbantartást is, és ajánljuk ezt a szolgáltatást, mert lehetővé teszi, hogy minden kockázatos és nehéz munkát ésszerű költségen elvégezzünk Ön helyett.

FlexiPCB termékválaszték különféle rugalmas áramköri megoldásokkal

GYIK

Megbízhatóak a rugalmas PCB-k?

Általában a legtöbb rugalmas nyomtatott áramköri lap megbízható és tartós. Ez azért van, mert a gyártók ezeket a PCB-ket rugalmas hordozóanyagokból, például poliimidből készítik.

Ezt követően olyan eszközökben használják őket, amelyeknek rugalmasnak kell lenniük.

Például rugalmas PCB-ket használunk viselhető eszközökben, mint az órák.

A hátrány az, hogy a rugalmas PCB megbízhatósága a konstrukció minőségétől függ. A rosszul készítettek nem lesznek olyan megbízhatóak, mint a kiváló minőségű PCB-k.

Miért drágák a rugalmas PCB áramkörök?

Egyes rugalmas PCB-k drágábbak a merev PCB-knél több okból. Először is, összetettebb a tervezésük és gyártásuk.

Következésképpen a gyártók több erőforrást fordítanak rugalmas PCB gyártására, mint a hagyományos áramköri lapokra.

Másodszor, a rugalmas PCB hordozók drágábbak, mint a merev PCB-khez használt anyagok.

Például a poliimid hordozók többe kerülnek, mint a hagyományos PCB-kben használt merev anyagok.

Harmadszor, a PCB-k rugalmas jellege intenzívvé és időigényessé teszi a gyártási folyamatot.

Összességében csökkenti a lapok számát, amelyet a gyártó adott idő alatt készíthet.

Ennek eredményeként a gyártási költségek növekednek, ami magasabb eladási árakban mutatkozik.

Összefoglalás

Összefoglalva, a rugalmas PCB-k gondos tervezést, megfontolást és odafigyelést igényelnek a tervezés, gyártás és szerelés során a kívánt előnyök eléréséhez.

Ezek az előnyök kritikusak a jelenlegi és jövőbeli elektronikai generációk számára, ahol kompakt, könnyű és megbízható áramkörökre lesz szükség különböző alkalmazásokban.

Megbízható gyártói partnerrel, mint mi, garantálhatjuk a tartós és kiváló minőségű flex áramköri lapokat, mert a kiválóság és a folyamatos fejlesztés iránti elkötelezettségünk az iparág élvonalában tartott minket.

Lépjen kapcsolatba velünk a flex PCB tervezési és mérnöki megoldásainkról, vagy kérjen árajánlatot még ma!

Teljes Útmutató a Rugalmas Nyomtatott Áramkörökhöz