Bảng mạch in linh hoạt là PCB với vật liệu nền linh hoạt và một vài lớp đồng cho phép uốn cong. Tính linh hoạt này mang lại nhiều lợi ích, như sử dụng không gian hiệu quả và khả năng chống sốc/rung, những điều quan trọng trong nhiều ứng dụng.

Hãy xem xét các khía cạnh khác nhau của PCB này, bao gồm vật liệu cấu tạo phổ biến, quy trình sản xuất, lợi ích và nhiều hơn nữa!

Bảng Mạch In Linh Hoạt là gì?

Như đã nêu trước đó, PCB linh hoạt là bảng mạch với vật liệu cơ sở có thể uốn cong thường được làm từ polyimide.

Các vật liệu tạo nên các lớp khác cũng linh hoạt và có thể chịu được uốn cong mà không bị gãy hoặc nứt.

Bạn có thể uốn, gấp hoặc xoắn flex PCB để vừa với không gian chật hẹp, điều này quan trọng khi bạn muốn mạch phù hợp với hình dạng của gói sản phẩm cuối cùng, như thiết bị đeo.

Một ưu điểm chính khác của Flex PCB là khả năng chống rung, làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng ô tô, hàng không vũ trụ và hàng không.

Các Loại Bảng Mạch Linh Hoạt

Đây là các loại PCB linh hoạt:

Flex PCB Một Mặt

Đây là loại flex PCB phổ biến nhất mà bạn có thể tìm thấy. Chúng có một lớp dẫn điện với màng điện môi linh hoạt.

Cũng được in một mặt, làm cho chúng rẻ hơn để sản xuất.

Flex PCB Hai Mặt

Chúng có in trên cả hai mặt của vật liệu điện môi. Do đó, chúng chứa nhiều linh kiện hơn và xử lý công suất tốt hơn các bảng khác.

Nhược điểm là chúng đắt hơn để sản xuất.

Flex PCB Nhiều Lớp

Chúng có nhiều hơn hai lớp dẫn điện, làm cho chúng phù hợp cho các ứng dụng quân sự và hàng không vũ trụ.

Ngoài ra, chúng chứa mạch dày đặc và đắt hơn để sản xuất.

Bảng mạch linh hoạt nhiều lớp với các mẫu định tuyến phức tạp

PCB Cứng-Linh Hoạt

Như tên gọi, chúng là sự kết hợp của bảng mạch cứng và linh hoạt. Cụ thể hơn, chúng là bảng mạch cứng với nền kết nối linh hoạt.

Do cấu tạo của chúng, bạn sẽ tìm thấy chúng chủ yếu trong thiết bị thông minh và ứng dụng quân sự.

HDI Flex PCB

HDI là viết tắt của High-Density Interconnect (Kết nối Mật độ Cao).

HDI flex PCB có nhiều microvia và cấu trúc tinh vi cho phép có mật độ dây dẫn cao hơn trên mỗi đơn vị diện tích so với bảng mạch truyền thống.

Mật độ dây dẫn cao cũng tăng chức năng của bảng vì bạn có thể gắn nhiều linh kiện hơn trên đó.

Một đặc điểm nổi bật khác của HDI flex PCB là chúng có nền mỏng hơn bảng mạch linh hoạt thông thường, giảm kích thước và tăng hiệu suất điện.

Lợi Ích của Bảng Mạch Flex là gì?

PCB linh hoạt thể hiện đặc tính uốn cong của nó

Gói Nhỏ Gọn và Nhẹ: PCB linh hoạt có nền, lớp đồng và các vật liệu khác mỏng hơn so với các đối tác cứng của chúng. Vật liệu mỏng cũng có nghĩa là bảng nhẹ, dẫn đến kích thước và trọng lượng gói nhỏ hơn cho sản phẩm cuối cùng.
Linh Hoạt: Bảng flex có thể kết nối nhiều mặt phẳng trong quá trình lắp đặt và có thể uốn nhiều lần mà không bị hỏng.
Độ Tin Cậy Cao: Các điểm kết nối là phổ biến khi làm việc với bảng cứng và dễ bị hỏng. PCB linh hoạt giảm các điểm kết nối trong mạch, tăng độ tin cậy của sản phẩm. Ngoài ra, bảng FPC có thể chịu được sốc và rung, làm cho điện tử ô tô và các sản phẩm khác có độ tin cậy cao.
Cho Phép Cấu Hình Mật Độ Cao: Vì chúng cho phép không gian và đường dây cực kỳ hẹp, PCB linh hoạt giải phóng không gian cho dân số thiết bị mật độ cao để cho phép các tính năng sản phẩm bổ sung.
Tự Do Thiết Kế: Thiết kế PCB linh hoạt không giới hạn ở hai lớp. Bảng có thể có nhiều lớp, một số thậm chí kết hợp mạch cứng ở các phần khác nhau. Do đó, các PCB này có thể có cấu hình phức tạp để xử lý mạch tinh vi.
Luồng Không Khí Cải Thiện: Các thiết kế tinh giản của các PCB này cho phép không khí mát chảy qua sản phẩm dễ dàng và tản nhiệt nhanh hơn.

Nhược Điểm của PCB Linh Hoạt là gì?

Chi Phí Sản Xuất Cao: Vật liệu được sử dụng để làm bảng linh hoạt đắt hơn so với vật liệu được sử dụng để làm PCB cứng. Ngoài ra, quy trình sản xuất phức tạp hơn và có xác suất cao bị hư hỏng trong quá trình xử lý.
Khó Làm Lại: Làm lại bảng linh hoạt (sửa chữa hoặc sửa đổi) rất khó khăn vì bạn phải tháo màng bảo vệ, khắc phục sự cố và sau đó khôi phục màng này.
Mật Độ Linh Kiện Hạn Chế: Tính chất mỏng và linh hoạt của các bảng này hạn chế số lượng và loại linh kiện bạn có thể gắn trên bảng. Mật độ cao hoặc linh kiện lớn, nặng có thể làm nặng nền hoặc thậm chí làm nó gãy.
Nhiều Phức Tạp Thiết Kế: Một số quy tắc thiết kế, như không có via ở khu vực uốn, xếp so le dây dẫn trên bảng nhiều lớp, sử dụng lớp phủ cụ thể, v.v., làm cho thiết kế PCB linh hoạt phức tạp.
Dễ Bị Ảnh Hưởng bởi Điều Kiện Môi Trường Có Hại: Bảng linh hoạt dễ bị ảnh hưởng bởi hóa chất, nhiệt, độ ẩm và các yếu tố môi trường khác hơn bảng cứng. Do đó, chúng có thể không phải là lựa chọn tốt nhất cho một số ứng dụng.

Vật Liệu PCB Linh Hoạt Phổ Biến là gì?

Các vật liệu PCB linh hoạt khác nhau và sản phẩm hoàn thiện

Dây Dẫn: Vật liệu dẫn điện phổ biến nhất được sử dụng trong PCB là đồng, nhưng loại được sử dụng trong bảng linh hoạt phải mỏng hơn. Vì vậy, đó là đồng cán ủ hoặc đồng mạ điện. Các vật liệu khác có thể được sử dụng làm dây dẫn bao gồm nhôm, Inconel, mực bạc, constantan và đồng-niken.
Chất Kết Dính: Các vật liệu này liên kết các lớp với nhau và bao gồm epoxy, acrylic hoặc PSA (Chất Kết Dính Nhạy Áp).
Chất Cách Điện: Chất cách điện tách các lớp dẫn điện và bao gồm polyimide, polyester, PEN, PET, PEEK hoặc LCP. Mặt nạ hàn, chất lỏng epoxy, cũng là chất cách điện.
Lớp Phủ: Lớp phủ bề mặt trên các khu vực đồng lộ ra có thể là ENIG, ENEPIG, Thiếc, OSP, vàng cứng hoặc niken cứng. Có một số tùy chọn khác, nhưng ENIG phổ biến nhất.

Tại Sao Sử Dụng Tấm Gia Cố trên Bảng PCB Flex và Cứng-Flex?

Tấm gia cố cung cấp độ bền cơ học cho PCB, cải thiện độ bền và độ tin cậy. Tấm gia cố PCB có thể được thêm vào bất kỳ mặt nào của bảng, và yêu cầu của chúng thuộc các danh mục sử dụng sau:

Gia cố các phần đầu nối để cải thiện giảm ứng suất trong quá trình cắm nhiều lần hoặc khi mang đầu nối lớn, nặng
Để đáp ứng yêu cầu độ dày ZIF (Lực Cắm Bằng Không)
Tạo bề mặt phẳng để đặt pad SMT và linh kiện
Để giúp với các ràng buộc uốn cục bộ
Giảm ứng suất linh kiện
Để tăng cường tản nhiệt (tấm gia cố kim loại)
Giảm khả năng hỏng trong quá trình lắp ráp tự động

Có Những Cân Nhắc Khi Thiết Kế Bảng In Linh Hoạt không?

Trước khi đi vào quy trình sản xuất, PCB linh hoạt phải được thiết kế đúng cách, và điều quan trọng là phải ghi nhớ những cân nhắc thiết kế này.

Môi Trường Hoạt Động

Xem xét môi trường hoạt động cuối cùng của bảng, điều này sẽ xác định xem nó có cần các lớp bảo vệ cho hóa chất, nhiệt độ cao hoặc độ ẩm hay không.

Tỷ Lệ Uốn

Thuật ngữ này đề cập đến mối quan hệ giữa bán kính uốn và độ dày bảng. Tỷ lệ quan trọng cần xem xét vì bảng có số lớp khác nhau có tỷ lệ uốn khác nhau, và bán kính uốn càng chặt, xác suất hỏng khi uốn càng cao.

Dây Dẫn và Định Tuyến

Các đường dẫn đồng và đường truyền của chúng nên được phân tích cẩn thận để xác định xem chúng có bị ảnh hưởng khi uốn hay không. Dây dẫn nên được định tuyến vuông góc với các khu vực uốn để tránh gãy.

Pad Fillets

Các bổ sung này cần thiết khi đường kính pad vượt quá chiều rộng sợi kết nối vì chúng cải thiện năng suất khắc và độ bền vật liệu.

Giảm Xé

Xem xét bán kính góc lớn, tấm gia cố và rãnh giảm để tránh xé PCB.

Via

Via mù và via chôn chỉ nên được sử dụng khi cần thiết cho PCB nhiều lớp vì chúng tăng đáng kể chi phí chế tạo.

Lớp Mặt Phẳng và Che Chắn

Các lớp mặt phẳng đất hoặc tham chiếu rất quan trọng cho việc che chắn, kiểm soát trở kháng và tính toàn vẹn tín hiệu. Tuy nhiên, các lớp đồng rắn này làm cho bảng cứng hơn, vì vậy chúng nên được đưa vào tính toán tỷ lệ uốn.

Tính Toàn Vẹn Tín Hiệu và Trở Kháng Kiểm Soát

Các yếu tố như hằng số điện môi của vật liệu cách điện, chiều rộng đường dẫn và khoảng cách đường dẫn tín hiệu từ mặt phẳng tham chiếu xác định tính toàn vẹn tín hiệu và trở kháng.

Cách Sản Xuất Bảng Mạch Linh Hoạt: Quy Trình Sản Xuất Từng Bước

Quy trình này có sắc thái tùy thuộc vào việc bảng linh hoạt có một hay nhiều (2 trở lên) lớp, nhưng thường tuân theo các bước dưới đây sau khi chọn vật liệu và phủ đồng.

Quy trình sản xuất PCB linh hoạt và kiểm soát chất lượng

Cắt Laminat Phủ Đồng

PCB linh hoạt bắt đầu như một cuộn laminat phủ đồng được cắt thành tấm lá đồng bán thành phẩm có kích thước xử lý cần thiết.

Khoan

Tùy thuộc vào tệp thiết kế, các lỗ được khoan qua laminat với đường kính cụ thể sử dụng khoan cơ học hoặc laser. Khoan laser được ưa chuộng vì không tạo áp lực lên PCB. Các lỗ này sau đó được làm sạch và mạ.

Cán Màng Khô

Màng khô là chất cản quang nhạy sáng giúp chuyển hình ảnh mạch sang lớp đồng. Vật liệu cản quang này được áp dụng bằng con lăn nóng với áp suất thích hợp để làm tan chảy và tạo hình đều trên đồng.

Mạ Mẫu

Mạ mẫu có thể được thực hiện bằng ánh sáng UV (quang khắc) hoặc LDI.

Khắc

Quy trình này yêu cầu dung dịch hóa học ăn mòn để loại bỏ đồng từ các khu vực màng khô chưa đóng rắn. Mạ mẫu tạo ra màng dương đóng rắn trên vật liệu cản quang để tạo thành mạch. Khắc ăn mòn các phần khác để lại mạch.

Lột Màng Khô và Kiểm Tra

Màng khô dương đóng rắn được loại bỏ để lại mạch đồng lộ ra, trải qua kiểm tra ngắn mạch hoặc hở mạch bằng AOI.

Cán Coverlay

Coverlay là màng được áp dụng lên PCB để bảo vệ nó khỏi oxy hóa và hư hỏng cơ học, như trầy xước. Sau khi áp dụng, bảng trải qua cán bằng nhiệt và áp suất với các thông số nhiệt và áp suất cụ thể để tránh hư hỏng.

Hoàn Thiện Bề Mặt

Hoàn thiện bề mặt quan trọng trên các khu vực đồng lộ ra để bảo vệ chúng khỏi oxy hóa. Nó cũng đơn giản hóa việc hàn.

In Lụa

In lụa chỉ ra thông tin liên quan trên bề mặt (điểm kiểm tra, biểu tượng cảnh báo, logo, v.v.), và được in cùng với mặt nạ hàn để bảo vệ.

Kiểm Tra Điện

Kiểm tra điện yêu cầu các kỹ thuật như đầu dò bay hoặc giường đinh để kiểm tra ngắn mạch hoặc hở mạch trong PCB.

Đột Dập

Đột dập đề cập đến việc cắt tấm thành các PCB riêng lẻ phù hợp với yêu cầu của khách hàng (tệp thiết kế).

Kiểm Tra

Kiểm tra trực quan cần thiết để đảm bảo bảng linh hoạt không có trầy xước hoặc nhiễm bẩn.

Đóng Gói và Vận Chuyển

PCB hoàn chỉnh được đóng gói theo nhu cầu của khách hàng trước khi vận chuyển. Nếu khách hàng yêu cầu lắp ráp, bảng sẽ đi đến các nhà máy này để tạo PCBA trước khi vận chuyển.

Cách Chọn Nhà Sản Xuất Bảng Mạch Linh Hoạt Phù Hợp

Sản phẩm mạch linh hoạt chất lượng cao từ FlexiPCB

PCB linh hoạt là bảng điện tử tinh tế cần cân nhắc thiết kế đúng cách và xử lý cẩn thận khi sản xuất. Do đó, bạn nên xem xét ba E khi chọn nhà sản xuất lắp ráp bảng linh hoạt của mình. Đó là chuyên môn, thiết bị và kinh nghiệm.

Tại FlexiPCB, chúng tôi có đội ngũ kỹ sư nội bộ sử dụng phần mềm và thiết bị tiên tiến của chúng tôi để giúp bạn với những điều sau:

Phát triển khái niệm
Tối ưu hóa thiết kế
Lựa chọn vật liệu
Thiết kế PCB stackup
Phân tích DFM
Phân tích tính toàn vẹn tín hiệu
Phân tích tính toàn vẹn công suất
Phân tích nhiệt
Phân tích cơ học

Vì các bảng này tinh tế để xử lý, chúng tôi có thể xử lý quy trình lắp ráp cho bạn để loại bỏ mọi phức tạp có thể phát sinh từ phía bạn.

Giải pháp lắp ráp PCB trọn gói của chúng tôi cũng bao gồm tìm nguồn và mua sắm vật liệu, kiểm soát chất lượng, kiểm tra, đóng gói, vận chuyển, hỗ trợ sau bán hàng và bảo trì, và chúng tôi khuyến nghị dịch vụ này vì nó cho phép chúng tôi thực hiện tất cả công việc rủi ro và khó khăn cho bạn với chi phí hợp lý.

Dòng sản phẩm FlexiPCB thể hiện các giải pháp mạch linh hoạt khác nhau

Câu Hỏi Thường Gặp

PCB linh hoạt có đáng tin cậy không?

Nói chung, hầu hết các bảng mạch in linh hoạt đều đáng tin cậy và bền. Điều này là do các nhà sản xuất làm các PCB này bằng vật liệu nền linh hoạt như polyimide.

Sau đó, họ sử dụng chúng trong các thiết bị cần linh hoạt.

Ví dụ, chúng tôi sử dụng PCB linh hoạt trong các thiết bị đeo như đồng hồ.

Nhược điểm là độ tin cậy của PCB linh hoạt của bạn sẽ phụ thuộc vào chất lượng cấu tạo của nó. Những cái được làm kém sẽ không đáng tin cậy như PCB chất lượng cao.

Tại sao mạch PCB linh hoạt đắt?

Một số PCB linh hoạt đắt hơn PCB cứng vì nhiều lý do. Đầu tiên, chúng phức tạp hơn để thiết kế và sản xuất.

Do đó, các nhà sản xuất phân bổ nhiều nguồn lực hơn để sản xuất PCB linh hoạt so với bảng mạch truyền thống.

Thứ hai, nền PCB linh hoạt đắt hơn vật liệu được sử dụng để làm PCB cứng.

Ví dụ, nền polyimide đắt hơn vật liệu cứng mà các nhà sản xuất sử dụng trong PCB truyền thống.

Thứ ba, tính chất linh hoạt của PCB làm cho quy trình sản xuất tốn nhiều công sức và thời gian.

Nhìn chung, nó giảm số lượng bảng mà nhà sản xuất có thể làm trong một khoảng thời gian nhất định.

Kết quả là, chi phí sản xuất tăng, dẫn đến giá bán cao hơn.

Kết Luận

Kết luận, PCB linh hoạt yêu cầu lập kế hoạch, cân nhắc và chăm sóc cẩn thận khi thiết kế, sản xuất và lắp ráp để đạt được các lợi ích dự định của chúng.

Những lợi ích này rất quan trọng cho các thế hệ điện tử hiện tại và tương lai, nơi các mạch nhỏ gọn, nhẹ và đáng tin cậy sẽ được yêu cầu trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Với đối tác sản xuất đáng tin cậy như chúng tôi, chúng tôi có thể đảm bảo cho bạn các bảng mạch flex bền và chất lượng cao vì cam kết của chúng tôi với sự xuất sắc và cải tiến liên tục đã giữ chúng tôi ở vị trí hàng đầu của ngành.

Liên hệ với chúng tôi để tìm hiểu thêm về các giải pháp thiết kế và kỹ thuật flex PCB của chúng tôi, hoặc nhận báo giá ngay hôm nay!

Hướng Dẫn Đầy Đủ về Mạch In Linh Hoạt