Ang flexible printed circuit boards ay mga PCB na may flexible substrate material at ilang copper layers na nagpapahintulot ng pagbaluktot. Ang flexibility na ito ay nagbibigay ng ilang mga benepisyo, tulad ng mahusay na paggamit ng espasyo at paglaban sa shock/vibration, na mahalaga sa iba't ibang aplikasyon.

Tingnan natin ang iba't ibang aspeto ng mga PCB na ito, kasama ang mga karaniwang construction materials, proseso ng paggawa, mga benepisyo, at higit pa!

Ano ang Flexible Printed Circuit Board

Tulad ng nabanggit kanina, ang flex PCB ay isang circuit board na may bendable base material na karaniwang gawa sa polyimide.

Ang mga materyal na bumubuo sa ibang mga layers ay flexible din at kayang tiisin ang pagbaluktot nang hindi nababali o nababasag.

Maaari mong baluktutin, tupikin, o ikutin ang flex PCB para magkasya sa mga masikip na espasyo, na mahalaga kapag gusto mong ang circuit ay umayon sa hugis ng packaging ng final product, tulad ng wearables.

Ang isa pang pangunahing benepisyo ng Flex PCBs ay ang kanilang paglaban sa vibration, na ginagawa silang angkop para sa automotive, aerospace, at aviation applications.

Mga Uri ng Flexible Circuit Boards

Narito ang mga uri ng flex PCBs:

Single-Sided Flex PCBs

Ito ang pinakakaraniwang flex PCBs na makikita mo. May isang conductor layer sila na may flexible dielectric film.

Naka-print din sa isang gilid, kaya mas mura silang gawin.

Double-Sided Flex PCBs

May printing sila sa magkabilang gilid ng dielectric material. Bilang resulta, may mas maraming components sila at mas mahusay na power handling capabilities kaysa ibang boards.

Sa kabilang banda, mas mahal silang gawin.

Multi-Layer Flex PCBs

May higit sa dalawang conductor layers sila, na ginagawa silang angkop para sa militar at aerospace applications.

Bukod dito, may mga dense circuits sila at mas mahal gawin.

Multi-layer flexible circuit board na may complex routing patterns

Rigid-Flex PCBs

Mula sa pangalan, ito ay kumbinasyon ng rigid at flex circuit boards. Mas tiyak, ito ay mga rigid circuit boards na may flexible substrate connections.

Dahil sa kanilang construction, makikita mo sila pangunahin sa smart devices at military applications.

HDI Flex PCBs

Ang HDI ay nangangahulugang High-Density Interconnect.

Ang HDI flex PCBs ay may ilang microvias at fine structures na nagpapahintulot ng mas mataas na wiring density per unit area kaysa traditional circuit boards.

Ang mataas na wiring density ay nagpapataas din ng functionality ng board dahil maaari kang mag-mount ng mas maraming components dito.

Ang isa pang katangian ng HDI flex PCBs ay may mas manipis na substrate sila kaysa regular flexible circuit boards, na nagpapababa ng laki at nagpapabuti ng electrical performance nila.

Ano ang mga Benepisyo ng Flex Circuit Boards

Flex PCB na nagpapakita ng bendable characteristics

Compact at Lightweight Packaging: Ang flexible PCBs ay may mas manipis na substrate, copper layers, at iba pang materials kaysa kanilang rigid counterparts. Ang manipis na materials ay nangangahulugang ang boards ay magaan din, na nagreresulta sa mas maliit na packaging at bigat para sa final product.
Flexibility: Ang flex boards ay maaaring kumonekta ng ilang planes habang naka-install at maaaring i-flex ng ilang beses nang hindi nakakaranas ng failure.
Mataas na Reliability: Ang mga interconnection points ay karaniwan kapag gumagamit ng rigid boards at prone sa failure. Binabawasan ng flexible PCBs ang mga interconnection points sa circuit, na nagpapataas ng reliability ng produkto. Bukod dito, ang FPC boards ay kayang tiisin ang shock at vibration, na ginagawang napaka-reliable ang electronics sa mga sasakyan at iba pang produkto.
Nagpapahintulot ng High-Density Configurations: Dahil sa kakayahang mag-accommodate ng very tight spaces at lines, ang flexible PCBs ay nagpapalaya ng espasyo para sa high-density device population para payagan ang karagdagang product features.
Design Freedom: Ang flex PCB design ay hindi limitado sa dalawang layers. Ang boards ay maaaring may ilang layers, at iilan ay may mga rigid circuits sa iba't ibang bahagi. Kaya, ang mga PCB na ito ay maaaring may complex configurations para mag-handle ng advanced circuits.
Better Airflow: Ang streamlined design ng mga PCB na ito ay nagpapahintulot sa malamig na hangin na dumaloy sa produkto nang madali at magdisperse ng init nang mas mabilis.

Ano ang mga Disadvantage ng Flexible PCBs

Mataas na Manufacturing Costs: Ang mga materyal na ginagamit para gumawa ng flexible boards ay mas mahal kaysa ginagamit para gumawa ng rigid PCBs. Bukod dito, ang proseso ng paggawa ay mas kumplikado, at may mataas na posibilidad ng pinsala habang hinahawakan.
Mahirap i-Rework: Ang pag-rework ng flexible boards (pagkukumpuni o pagbabago) ay mahirap dahil kailangan mong alisin ang protective film, ayusin ang problema, at pagkatapos ay ibalik ang film na ito.
Limitadong Component Density: Ang manipis at flexible na katangian ng mga board na ito ay naglilimita sa bilang at uri ng mga component na maaari mong i-mount sa board. Ang high-density o malalaki at mabibigat na components ay maaaring mag-overload sa substrate o kahit na maging sanhi ng pagkabasag nito.
Iba't ibang Design Complexity: Ilang design rules, tulad ng zero vias sa mga bend areas, staggering ng conductors sa multilayer boards, paggamit ng mga specific cover lays, atbp., ang gumagawa ng flex PCB design na kumplikado.
Vulnerability sa Harmful Environmental Conditions: Ang flexible boards ay mas prone sa chemicals, init, moisture, at iba pang environmental factors kaysa rigid boards. Kaya, maaaring hindi sila ang pinakamagandang opsyon para sa ilang applications.

Ano ang mga Karaniwang Flex PCB Materials

Iba't ibang flex PCB materials at finished products

Conductors: Ang pinakakaraniwang conductor material na ginagamit sa PCBs ay copper, ngunit ang ginagamit sa flexible boards ay dapat na mas manipis. Kaya, ito ay rolled annealed copper o electrodeposited copper. Ang iba pang materials na maaaring gamitin bilang conductors ay kasama ang aluminum, Inconel, silver ink, constantan, at cupro-nickel.
Adhesives: Ang mga material na ito ay nagbibigkis ng mga layers, at kasama ang epoxy, acrylic, o PSA (Pressure-Sensitive Adhesive).
Insulators: Ang mga insulator ay naghihiwalay ng conductive layers at kasama ang polyimide, polyester, PEN, PET, PEEK, o LCP. Ang solder mask, isang liquid epoxy, ay isang insulator din.
Finishes: Ang surface finish sa exposed copper areas ay maaaring ENIG, ENEPIG, Tin, OSP, hard gold, o hard nickel. May ilang iba pang options, ngunit ang ENIG ang pinakasikat.

Bakit Gumamit ng PCB Stiffeners sa Flex at Rigid-Flex PCBs

Ang mga stiffener ay nagbibigay ng mechanical strength sa PCBs, na nagpapataas ng durability at reliability. Ang mga PCB stiffener ay maaaring idagdag sa alinmang gilid ng board, at ang kanilang requirements ay kasama sa mga sumusunod na use case categories:

Pag-stiffen ng connector sections para mapahusay ang stress relief sa paulit-ulit na pagsingit o kapag may malalaki at mabibigat na connectors
Para matugunan ang ZIF (Zero Insertion Force) thickness requirements
Paggawa ng flat surface para maglagay ng SMT pads at components
Para makatulong sa local bending constraints
Pagbabawas ng component stress
Para mapahusay ang heat dissipation (metal stiffeners)
Pagbabawas ng posibilidad ng failure sa automated assembly

May Mga Pagsasaalang-alang ba sa Pagde-design ng Flexible Printed Boards

Bago pumasok sa proseso ng paggawa, ang flex PCBs ay dapat na maayos na na-design, at mahalagang tandaan ang mga pagsasaalang-alang sa disenyo na ito.

Operating Environment

Isaalang-alang ang final operating environment ng board, na magtatakda kung kailangan nito ng protective layers para sa chemicals, mataas na temperatura, o moisture.

Bend Ratio

Ang terminong ito ay tumutukoy sa relasyon sa pagitan ng bend radius at board thickness. Ang ratio na ito ay mahalaga na isaalang-alang dahil ang mga boards na may iba't ibang layer counts ay may iba't ibang bend ratios, at kapag mas masikip ang bend radius, mas mataas ang posibilidad ng failure kapag nag-flex.

Conductors at Routing

Ang mga copper traces at kanilang transmission paths ay dapat na maingat na suriin para matukoy kung maaapektuhan ang mga ito kapag nag-flex. Ang mga conductors ay dapat na i-route perpendicularly sa mga bend areas para maiwasan ang pagkabasag.

Pad Fillets

Ang mga karagdagan na ito ay kinakailangan kapag ang pad diameter ay lumampas sa connecting strand width dahil pinapabuti nila ang etching yield at material strength.

Tear Relief

Isaalang-alang ang malalaking corner radii, stiffeners, at relief slots para maiwasan ang pagkapunit ng PCB.

Vias

Ang blind at buried vias ay dapat lamang gamitin kapag kinakailangan para sa multilayer PCBs dahil malaki ang idinaragdag nito sa fabrication cost.

Plane Layers at Shielding

Ang ground o reference plane layers ay mahalaga para sa shielding, impedance control, at signal integrity. Gayunpaman, ang mga solid copper layers na ito ay ginagawang mas rigid ang board, kaya dapat isama sa bend ratio calculations.

Signal Integrity at Controlled Impedance

Ang mga factors tulad ng dielectric constant ng insulation material, trace width, at ang distansya ng signal traces mula sa reference plane ang nagtutukoy ng signal integrity at impedance.

Paano Gumawa ng Flexible Circuit Boards: Step-by-Step Manufacturing Process

Ang proseso na ito ay nag-iiba depende kung ang flexible board ay may isa o ilang (2 o higit pa) layers, ngunit karaniwang sumusunod sa mga hakbang sa ibaba pagkatapos ng material selection at copper cladding.

Flex PCB manufacturing process at quality control

Pagputol ng Copper-Clad Laminate

Ang mga Flex PCBs ay nagsisimula bilang mga rolls ng copper-clad laminate na pinutol sa semi-finished copper foil sheets na may kinakailangang processing size.

Pagbubutas

Depende sa design files, ang mga butas ay binubutas sa laminate na may tiyak na diameters gamit ang mechanical o laser drilling. Ang huli ay mas gusto dahil hindi ito naglalagay ng strain sa PCB. Ang mga butas na ito ay nililinis at pina-plate.

Dry Film Lamination

Ang dry film ay isang photosensitive resist na nakakatulong sa paglipat ng circuit image sa copper layer. Ang photoresist material na ito ay inilalapat gamit ang heated rollers na may angkop na pressure para matunaw at pantay na maibuo ito sa copper.

Pattern Plating

Ang pattern plating ay maaaring gawin gamit ang UV light (photolithography) o LDI.

Etching

Ang prosesong ito ay nangangailangan ng corrosive chemical solution para alisin ang copper mula sa mga area ng dry film na hindi na-cure. Ang pattern plating ay gumagawa ng positive film na tumitigas sa photoresist material para mabuo ang circuit. Ang etching ay kinukorrosyon ang ibang bahagi para maiwan ang circuit.

Dry Film Stripping at Inspection

Ang hardened positive dry film ay inaalis para maiwan ang exposed copper circuit, na sumasailalim sa inspection para sa short o open circuits gamit ang AOI.

Coverlay Lamination

Ang overlay ay isang film na inilalapat sa PCB para protektahan ito mula sa oxidation at mechanical damage, tulad ng mga gasgas. Pagkatapos ng application, ang board ay sumasailalim sa lamination gamit ang init at pressure na may tiyak na heat at pressure parameters para maiwasan ang pinsala.

Surface Finishing

Ang surface finishing ay mahalaga sa mga exposed copper areas para protektahan sila mula sa oxidation. Pinapasimple din nito ang soldering.

Silkscreen Printing

Ang silkscreen ay nagpapakita ng relevant information sa surface (test points, warning symbols, logos, atbp.), at naka-print ito ng may solder mask para sa proteksyon.

Electrical Testing

Ang electrical testing ay nangangailangan ng mga technique tulad ng flying probe o bed of nail para suriin ang short o open circuits sa PCB.

Punching

Ang punching ay tumutukoy sa pagputol ng mga sheets sa mga individual PCBs na naaayon sa mga requirements ng customer (design files).

Inspection

Ang visual inspection ay kinakailangan para matiyak na ang flexible boards ay walang gasgas o kontaminasyon.

Packing at Shipping

Ang mga kumpletong PCBs ay naka-pack ayon sa mga pangangailangan ng customer bago ang shipping. Kung kailangan ng customer ang assembly, ang boards ay pupunta sa assembly facility na ito para makabuo ng PCBA bago ang shipping.

Paano Pumili ng Tamang Flexible Circuit Board Manufacturer

Mataas na kalidad na flexible circuit products mula sa FlexiPCB

Ang mga Flex PCBs ay delikadong electronic boards na nangangailangan ng tamang pagsasaalang-alang at pag-handle ng disenyo kapag ginagawa. Kaya, dapat mong isaalang-alang ang tatlong E kapag pumipili ng iyong flexible board assembly manufacturer. Ito ay expertise, equipment, at experience.

Sa FlexiPCB, mayroon kaming in-house engineering team na gumagamit ng aming advanced software at equipment para tulungan ka sa:

Concept development
Design optimization
Material selection
PCB stackup design
DFM analysis
Signal integrity analysis
Power integrity analysis
Thermal analysis
Mechanical analysis

Dahil ang mga board na ito ay delikado hawakan, maaari naming i-handle ang assembly process para sa iyo para alisin ang complexity na maaaring lumitaw sa iyong panig.

Ang aming turnkey PCB assembly solutions ay kasama rin ang material sourcing at procurement, quality control, testing, packing, shipping, after-sales support, at maintenance, at inirerekomenda namin ang mga serbisyong ito dahil pinapayagan kaming gawin ang lahat ng mapanganib at mahirap na trabaho para sa iyo sa makatwirang halaga.

FlexiPCB product range na nagpapakita ng iba't ibang flexible circuit solutions

FAQ

Reliable ba ang flex PCBs?

Karaniwan, karamihan sa flexible printed circuit boards ay reliable at matibay. Ito ay dahil ang mga manufacturer ay gumagawa ng mga PCB na ito gamit ang flexible substrate materials tulad ng polyimide.

Pagkatapos nito, ginagamit nila ang mga ito sa mga devices na kailangang maging flexible.

Halimbawa, ginagamit namin ang flex PCBs sa mga wearable devices tulad ng watches.

Sa kabilang banda, ang reliability ng iyong flex PCB ay depende sa kalidad ng construction nito. Ang mga gawa ng masama ay hindi magiging kasing-reliable ng mga high-quality PCBs.

Bakit mahal ang flex PCB circuits?

Ang ilang flex PCBs ay mas mahal kaysa rigid PCBs dahil sa ilang mga dahilan. Una, mas kumplikado silang i-design at gawin.

Bilang resulta, ang mga manufacturer ay nag-aallocate ng mas maraming resources para gumawa ng flex PCBs kaysa ginagawa nila sa traditional circuit boards.

Pangalawa, ang flex PCB substrates ay mas mahal kaysa materials na ginagamit para gumawa ng rigid PCBs.

Halimbawa, ang polyimide substrates ay mas mataas ang halaga kaysa rigid materials na ginagamit ng mga manufacturer sa traditional PCBs.

Pangatlo, ang flexible nature ng PCBs ay ginagawang intensive at time-consuming ang proseso ng paggawa.

Sa kabuuan, binabawasan nito ang bilang ng boards na maaaring gawin ng isang manufacturer sa isang partikular na oras.

Bilang resulta, tumataas ang manufacturing costs, na nangangahulugang mas mataas na selling price.

Konklusyon

Sa konklusyon, ang mga flex PCBs ay nangangailangan ng maingat na pagpaplano, pagsasaalang-alang, at pag-aalaga kapag dini-design, ginagawa, at ina-assemble para makamit ang mga ninanais na benepisyo.

Ang mga benepisyo na ito ay mahalaga para sa kasalukuyan at hinaharap na henerasyon ng electronics, kung saan ang compact, lightweight, at reliable circuits ay kakailanganin sa iba't ibang applications.

Sa isang mapagkakatiwalaang manufacturing partner tulad namin, maaari naming garantiyahan ang matibay at mataas na kalidad na flex circuit boards dahil ang aming commitment sa excellence at continuous improvement ay nanatiling nagpapanatili sa amin sa unahan ng industriya.

Makipag-ugnayan sa amin para matuto pa tungkol sa aming flex PCB design at engineering solutions, o kumuha ng quotation ngayon!

Kumpletong Gabay sa Flexible Printed Circuit (FPC)