Papan litar bercetak fleksibel ialah PCB dengan bahan substrat fleksibel dan beberapa lapisan tembaga yang membolehkan lenturan. Fleksibiliti ini memberikan beberapa kelebihan, seperti penggunaan ruang yang cekap dan ketahanan terhadap hentakan/getaran, yang penting dalam pelbagai aplikasi.

Mari kita lihat pelbagai aspek PCB ini, termasuk bahan pembinaan biasa, proses pembuatan, kelebihan, dan banyak lagi!

Apa itu Papan Litar Bercetak Fleksibel

Seperti yang dinyatakan sebelum ini, flex PCB ialah papan litar dengan bahan asas yang boleh ditekuk yang umumnya diperbuat daripada polyimide.

Bahan yang membentuk lapisan lain juga fleksibel dan boleh menahan lenturan tanpa patah atau retak.

Anda boleh membengkok, melipat, atau memutar flex PCB supaya muat dalam ruang sempit, yang penting apabila anda mahu litar menyesuaikan bentuk pembungkusan produk akhir, seperti peranti boleh pakai.

Kelebihan utama lain Flex PCB ialah ketahanannya terhadap getaran, yang menjadikannya sesuai untuk aplikasi automotif, aeroangkasa, dan penerbangan.

Jenis Papan Litar Fleksibel

Berikut adalah jenis-jenis flex PCB:

Flex PCB Satu Sisi

Ini adalah flex PCB paling biasa yang boleh anda temui. Mereka mempunyai satu lapisan konduktor dengan filem dielektrik fleksibel.

Juga dicetak pada satu sisi, menjadikannya lebih murah untuk dihasilkan.

Flex PCB Dua Sisi

Mereka mempunyai cetakan pada kedua-dua sisi bahan dielektrik. Akibatnya, mereka memuatkan lebih banyak komponen dan mempunyai kemampuan pengendalian kuasa lebih baik berbanding papan lain.

Sebaliknya, mereka lebih mahal untuk dihasilkan.

Flex PCB Berbilang Lapisan

Mereka mempunyai lebih daripada dua lapisan konduktor, menjadikannya sesuai untuk aplikasi ketenteraan dan aeroangkasa.

Tambahan pula, mereka memuatkan litar padat dan lebih mahal untuk dihasilkan.

Papan litar fleksibel berbilang lapisan dengan corak penghalaan kompleks

Rigid-Flex PCB

Dari namanya, mereka adalah gabungan papan litar rigid dan flex. Lebih khusus, mereka adalah papan litar rigid dengan substrat sambungan fleksibel.

Kerana pembinaannya, anda akan menemuinya terutamanya dalam peranti pintar dan aplikasi ketenteraan.

HDI Flex PCB

HDI bermaksud High-Density Interconnect.

HDI flex PCB mempunyai beberapa microvia dan struktur halus yang membolehkan ketumpatan pendawaian lebih tinggi per unit kawasan berbanding papan litar tradisional.

Ketumpatan pendawaian tinggi juga meningkatkan fungsi papan kerana anda boleh memasang lebih banyak komponen padanya.

Ciri khas lain HDI flex PCB ialah mereka mempunyai substrat lebih nipis daripada papan litar fleksibel biasa, yang mengurangkan saiz dan meningkatkan prestasi elektriknya.

Apa Kelebihan Papan Litar Flex

Flex PCB menunjukkan ciri-ciri yang boleh ditekuk

Pembungkusan Padat dan Ringan: PCB fleksibel mempunyai substrat, lapisan tembaga, dan bahan lain yang lebih nipis berbanding rakan rigidnya. Bahan nipis bermakna papan ringan juga, yang menghasilkan saiz dan berat pembungkusan lebih kecil untuk produk akhir.
Fleksibiliti: Papan flex boleh menyambungkan beberapa satah semasa pemasangan dan boleh dilenturkan beberapa kali tanpa mengalami kegagalan.
Kebolehpercayaan Tinggi: Titik penyambungan biasa apabila berurusan dengan papan rigid dan terdedah kepada kegagalan. PCB fleksibel mengurangkan titik penyambungan dalam litar, yang meningkatkan kebolehpercayaan produk. Tambahan pula, papan FPC boleh menahan hentakan dan getaran, menjadikan elektronik dalam kereta dan produk lain sangat boleh dipercayai.
Membolehkan Konfigurasi Ketumpatan Tinggi: Kerana membolehkan ruang dan garisan yang sangat sempit, PCB fleksibel membebaskan ruang untuk populasi peranti ketumpatan tinggi untuk membolehkan ciri produk tambahan.
Kebebasan Reka Bentuk: Reka bentuk flex PCB tidak terhad kepada dua lapisan. Papan boleh mempunyai beberapa lapisan, malah sesetengahnya menggabungkan litar rigid di pelbagai bahagian. Oleh itu, PCB ini boleh mempunyai konfigurasi kompleks untuk mengendalikan litar canggih.
Aliran Udara Lebih Baik: Reka bentuk streamlined PCB ini membolehkan udara sejuk mengalir melalui produk dengan mudah dan menghilangkan haba dengan lebih cepat.

Apa Kelemahan PCB Fleksibel

Kos Pembuatan Tinggi: Bahan yang digunakan untuk membuat papan fleksibel lebih mahal berbanding yang digunakan untuk membuat rigid PCB. Tambahan pula, proses pembuatan lebih kompleks, dan terdapat kemungkinan tinggi kerosakan semasa pengendalian.
Sukar untuk Dibaiki: Membaiki papan fleksibel (pembaikan atau pengubahsuaian) sukar kerana anda perlu mengeluarkan filem pelindung, membaiki masalah, dan kemudian memulihkan filem ini.
Ketumpatan Komponen Terhad: Sifat nipis dan fleksibel papan ini mengehadkan bilangan dan jenis komponen yang boleh anda pasang pada papan. Ketumpatan tinggi atau komponen besar dan berat boleh membebani substrat atau menyebabkannya patah.
Kerumitan Reka Bentuk Pelbagai: Beberapa peraturan reka bentuk, seperti tiada via di kawasan lentur, menyusun konduktor secara berperingkat pada papan berbilang lapisan, menggunakan cover lay khusus, dll., menjadikan reka bentuk flex PCB kompleks.
Kerentanan terhadap Keadaan Persekitaran yang Merosakkan: Papan fleksibel lebih terdedah kepada bahan kimia, haba, kelembapan, dan faktor persekitaran lain berbanding papan rigid. Oleh itu, mereka mungkin bukan pilihan terbaik untuk sesetengah aplikasi.

Apa Bahan Flex PCB yang Biasa

Konduktor: Bahan konduktor paling biasa yang digunakan dalam PCB ialah tembaga, tetapi yang digunakan dalam papan fleksibel mesti lebih nipis. Jadi, ini adalah tembaga rolled annealed atau tembaga electrodeposited. Bahan lain yang boleh digunakan sebagai konduktor termasuk aluminium, Inconel, dakwat perak, constantan, dan cupro-nickel.
Perekat: Bahan ini mengikat lapisan bersama, dan termasuk epoksi, akrilik, atau PSA (Pressure-Sensitive Adhesive).
Penebat: Penebat memisahkan lapisan konduktif dan termasuk polyimide, polyester, PEN, PET, PEEK, atau LCP. Solder mask, cecair epoksi, juga merupakan penebat.
Kemasan: Kemasan permukaan pada kawasan tembaga yang terdedah boleh berupa ENIG, ENEPIG, Tin, OSP, hard gold, atau hard nickel. Terdapat beberapa pilihan lain, tetapi ENIG adalah yang paling popular.

Mengapa Menggunakan Stiffener PCB pada Papan Flex dan Rigid-Flex PCB

Stiffener memberikan kekuatan mekanikal kepada PCB, yang meningkatkan ketahanan dan kebolehpercayaan. Stiffener PCB boleh ditambah pada mana-mana sisi papan, dan keperluannya termasuk dalam kategori penggunaan berikut:

Mengeraskan bahagian penyambung untuk meningkatkan pelepasan tekanan semasa kemasukan berulang atau apabila membawa penyambung besar dan berat
Untuk memenuhi keperluan ketebalan ZIF (Zero Insertion Force)
Membuat permukaan rata untuk meletakkan pad dan komponen SMT
Untuk membantu dengan kekangan lentur setempat
Mengurangkan tekanan komponen
Untuk meningkatkan pelesapan haba (stiffener logam)
Mengurangkan kemungkinan kegagalan semasa pemasangan automatik

Adakah Terdapat Pertimbangan Semasa Mereka Bentuk Papan Bercetak Fleksibel

Sebelum masuk ke proses pembuatan, flex PCB mesti direka bentuk dengan betul, dan penting untuk mengingati pertimbangan reka bentuk ini.

Persekitaran Operasi

Pertimbangkan persekitaran operasi akhir papan, yang akan menentukan sama ada memerlukan lapisan pelindung untuk bahan kimia, suhu tinggi, atau kelembapan.

Nisbah Lentur

Istilah ini merujuk kepada hubungan antara jejari lentur dan ketebalan papan. Nisbah ini penting untuk dipertimbangkan kerana papan dengan bilangan lapisan berbeza mempunyai nisbah lentur berbeza, dan semakin ketat jejari lentur, semakin tinggi kemungkinan kegagalan semasa melentur.

Konduktor dan Penghalaan

Surih tembaga dan laluan penghantarannya mesti dianalisis dengan teliti untuk menentukan sama ada akan terjejas semasa melentur. Konduktor mesti dihalakan berserenjang dengan kawasan lentur untuk mengelakkan patah.

Pad Fillet

Penambahan ini diperlukan apabila diameter pad melebihi lebar untai penyambung kerana ia meningkatkan hasil etching dan kekuatan bahan.

Pelepasan Koyakan

Pertimbangkan jejari sudut besar, stiffener, dan slot pelepasan untuk mengelakkan koyakan PCB.

Via

Via blind dan buried hanya patut digunakan bila perlu untuk PCB berbilang lapisan kerana ia meningkatkan kos fabrikasi dengan ketara.

Lapisan Satah dan Pelindung

Lapisan ground atau reference plane penting untuk pelindung, kawalan impedans, dan integriti isyarat. Walau bagaimanapun, lapisan tembaga pepejal ini menjadikan papan lebih rigid, jadi mesti dimasukkan dalam pengiraan nisbah lentur.

Integriti Isyarat dan Impedans Terkawal

Faktor seperti pemalar dielektrik bahan penebatan, lebar surih, dan jarak surih isyarat dari reference plane menentukan integriti isyarat dan impedans.

Cara Menghasilkan Papan Litar Fleksibel: Proses Pembuatan Langkah demi Langkah

Proses ini berbeza bergantung sama ada papan fleksibel mempunyai satu atau beberapa (2 atau lebih) lapisan, tetapi umumnya mengikuti langkah-langkah di bawah selepas pemilihan bahan dan cladding tembaga.

Proses pembuatan flex PCB dan kawalan kualiti

Pemotongan Laminasi Copper-Clad

Flex PCB bermula sebagai gulungan laminat copper-clad yang dipotong menjadi helaian kerajang tembaga separuh siap dengan saiz pemprosesan yang diperlukan.

Penggerudian

Bergantung pada fail reka bentuk, lubang digerudi melalui laminat dengan diameter tertentu menggunakan penggerudian mekanikal atau laser. Yang kedua lebih disukai kerana ia tidak memberikan tekanan pada PCB. Lubang ini kemudian dibersihkan dan disadur.

Laminasi Dry Film

Dry film adalah resist fotosensitif yang membantu pemindahan imej litar ke lapisan tembaga. Bahan photoresist ini digunakan menggunakan roller yang dipanaskan dengan tekanan yang sesuai untuk meleleh dan membentuknya secara sekata di atas tembaga.

Pattern Plating

Pattern plating boleh dilakukan menggunakan cahaya UV (fotolitografi) atau LDI.

Etching

Proses ini memerlukan larutan kimia menghakis untuk menghilangkan tembaga dari kawasan dry film yang tidak di-cure. Pattern plating menjadikan filem positif yang mengeras pada bahan photoresist untuk membentuk litar. Etching menghakis bahagian lain untuk meninggalkan litar.

Stripping Dry Film dan Pemeriksaan

Filem dry positif yang mengeras dihilangkan untuk meninggalkan litar tembaga yang terdedah, yang menjalani pemeriksaan untuk litar short atau open menggunakan AOI.

Laminasi Coverlay

Overlay adalah filem yang digunakan pada PCB untuk melindunginya daripada pengoksidaan dan kerosakan mekanikal, seperti calar. Selepas aplikasi, papan menjalani laminasi menggunakan haba dan tekanan dengan parameter haba dan tekanan tertentu untuk mengelakkan kerosakan.

Kemasan Permukaan

Kemasan permukaan penting di kawasan tembaga yang terdedah untuk melindunginya daripada pengoksidaan. Ia juga memudahkan pematerian.

Percetakan Silkscreen

Silkscreen menunjukkan maklumat berkaitan pada permukaan (titik ujian, simbol amaran, logo, dll.), dan dicetak dengan solder mask untuk perlindungan.

Ujian Elektrik

Ujian elektrik memerlukan teknik seperti flying probe atau bed of nail untuk memeriksa litar short atau open dalam PCB.

Punching

Punching merujuk kepada pemotongan helaian menjadi PCB individu yang sepadan dengan keperluan pelanggan (fail reka bentuk).

Pemeriksaan

Pemeriksaan visual diperlukan untuk memastikan papan fleksibel tidak mempunyai calar atau pencemaran.

Pembungkusan dan Penghantaran

PCB lengkap dibungkus mengikut keperluan pelanggan sebelum penghantaran. Jika pelanggan memerlukan pemasangan, papan menuju ke kilang ini untuk membentuk PCBA sebelum penghantaran.

Cara Memilih Pengeluar Papan Litar Fleksibel yang Tepat

Produk litar fleksibel berkualiti tinggi dari FlexiPCB

Flex PCB adalah papan elektronik halus yang memerlukan pertimbangan dan pengendalian reka bentuk yang betul semasa menghasilkannya. Oleh itu, anda harus mempertimbangkan tiga E apabila memilih pengeluar pemasangan papan fleksibel anda. Ini adalah expertise (kepakaran), equipment (peralatan), dan experience (pengalaman).

Di FlexiPCB, kami mempunyai pasukan jurutera dalaman yang menggunakan perisian dan peralatan canggih kami untuk membantu anda dengan:

Pembangunan konsep
Pengoptimuman reka bentuk
Pemilihan bahan
Reka bentuk stackup PCB
Analisis DFM
Analisis integriti isyarat
Analisis integriti kuasa
Analisis terma
Analisis mekanikal

Kerana papan ini halus untuk dikendalikan, kami boleh mengendalikan proses pemasangan untuk anda untuk menghapuskan kerumitan yang mungkin timbul di pihak anda.

Penyelesaian pemasangan PCB turnkey kami juga merangkumi penyumberan dan perolehan bahan, kawalan kualiti, ujian, pembungkusan, penghantaran, sokongan selepas jualan, dan penyelenggaraan, dan kami mengesyorkan perkhidmatan ini kerana ia membolehkan kami melakukan semua kerja berisiko dan sukar untuk anda dengan kos yang berpatutan.

Rangkaian produk FlexiPCB yang memaparkan pelbagai penyelesaian litar fleksibel

Soalan Lazim

Adakah flex PCB boleh dipercayai?

Secara umumnya, kebanyakan papan litar bercetak fleksibel boleh dipercayai dan tahan lama. Ini kerana pengeluar membuat PCB ini menggunakan bahan substrat fleksibel seperti polyimide.

Selepas itu, mereka menggunakannya dalam peranti yang perlu fleksibel.

Sebagai contoh, kami menggunakan flex PCB dalam peranti boleh pakai seperti jam tangan.

Sebaliknya, kebolehpercayaan flex PCB anda akan bergantung pada kualiti pembinaannya. Yang dibuat dengan buruk tidak akan seboleh dipercayai seperti PCB berkualiti tinggi.

Mengapa litar flex PCB mahal?

Sesetengah flex PCB lebih mahal daripada rigid PCB kerana beberapa sebab. Pertama, mereka lebih kompleks untuk direka bentuk dan dihasilkan.

Akibatnya, pengeluar memperuntukkan lebih banyak sumber untuk menghasilkan flex PCB berbanding yang mereka lakukan dengan papan litar tradisional.

Kedua, substrat flex PCB lebih mahal daripada bahan yang digunakan untuk membuat rigid PCB.

Sebagai contoh, substrat polyimide kosnya lebih tinggi daripada bahan rigid yang digunakan pengeluar dalam PCB tradisional.

Ketiga, sifat fleksibel PCB menjadikan proses pembuatan intensif dan memakan masa.

Secara keseluruhan, ini mengurangkan bilangan papan yang boleh dibuat pengeluar dalam masa tertentu.

Akibatnya, kos pembuatan meningkat, yang bermakna harga jualan lebih tinggi.

Kesimpulan

Kesimpulannya, flex PCB memerlukan perancangan, pertimbangan, dan penjagaan yang teliti semasa mereka bentuk, menghasilkan, dan memasangnya untuk mencapai manfaat yang diinginkan.

Manfaat ini penting untuk generasi elektronik semasa dan masa hadapan, di mana litar padat, ringan, dan boleh dipercayai akan diperlukan dalam pelbagai aplikasi.

Dengan rakan pembuatan yang boleh dipercayai seperti kami, kami boleh menjamin anda papan litar flex yang tahan lama dan berkualiti tinggi kerana komitmen kami terhadap kecemerlangan dan peningkatan berterusan telah menjadikan kami kekal di barisan hadapan industri.

Hubungi kami untuk mempelajari lebih lanjut tentang penyelesaian reka bentuk dan kejuruteraan flex PCB kami, atau dapatkan sebut harga hari ini!

Panduan Lengkap Litar Bercetak Fleksibel (FPC)