EN
Rychlé odkazy
Domovská stránka > Výroba plošných spojů > Plošný spoj > Pružný plošný spoj
Flexibilní plošné spoje (Flexible PCBs) lze ohýbat tak, aby se vešly do úzkých nebo dynamických prostor. Jsou vyrobeny s vrstvou mědi umístěnou na pružném substrátovém filmu, aby se zařízení zmenšila. Běžně se používají v kamerách, chytrých telefonech a lékařských zařízeních. Ohýbací vlastnosti poskytují flexibilitu v uspořádání a zároveň zajišťují spolehlivost přenosu signálu.
Flexibilní plošné spoje mohou snížit velikost a hmotnost zařízení, čímž se produkty stanou tenčími a lehčími a zlepší se pohodlí a trvanlivost nositelných zařízení. Sníží se potřeba kabelů a konektorů, zjednoduší se montážní procesy a zvýší se výrobní efektivita. Flexibilní plošné spoje jsou odolné proti pohybu a namáhání a široce se používají v elektrických vozidlech, droncích, chytrých domech a dalších oblastech, čímž podporují technologický pokrok výroby.
Následující obsah se zabývá hlavními typy, strukturami, výhodami a nevýhodami pružných plošných spojů a srovnává je s tuhými plošnými spoji.
Flexibilní deska plošných spojů je tenká deska plošných spojů s flexibilním filmem jako podkladem, která obsahuje měděné vodiče pro přenos energie a signálů. Podklad lze ohýbat, tvarovat nebo zahýbat tak, aby odpovídal prostorovým omezením. pružný plošný spoj deska je ideální volbou, když tuhé desky plošných spojů nemohou splnit požadavky na prostor nebo dynamiku.
Ve srovnání s tuhým plošným spojem, který využívá tuhý podklad, pružné plošné spoje lze ohýbat tak, aby vyhovovaly pohybu zařízení nebo omezenému prostoru, čímž se snižuje potřeba konektorů a kabelů, snižuje hmotnost a zjednodušuje montáž.
Flexibilní desky plošných spojů často využívají jako podklad polyimidovou nebo polyesterovou fólii. Měděná fólie je lepena k podkladu pomocí lepidla a ochranná fólie (coverlay) chrání vodiče a zajišťuje schopnost ohybu. Zpevnění se používají k lokální podpoře součástek a ochranná fólie zlepšuje izolaci a pevnost. Počet vrstev a tloušťka jsou upravovány podle požadavků aplikace, aby byla dosažena rovnováha mezi pružností a trvanlivostí. Flexibilní desky plošných spojů mají široké uplatnění, například v kamerách, mobilních telefonech, nositelných zařízeních, senzorech, lékařských skenerech, chytrých brýlích a droncích. Automobilový průmysl je využívá pro palubní desky a senzory, letecký a kosmický průmysl pro jejich nízkou hmotnost a schopnost ohybu; využití nacházejí také v robotice s pohyblivými částmi.
Funkce |
SCHOPNOST |
| Substrát |
Polyimid Polyester PTFE |
| Počet vrstev | 1 až 12 vrstev |
| Tloušťka podložky | 12 až 125 μm |
| Tloušťka mědi | 12/18/35/70 μm |
| Povrchová úprava | PI + lepidlo, 25 až 50 μm |
| Tloušťka jedné vrstvy | 0,08 až 0,2 mm |
| Tloušťka vícevrstvých desek | ≥0,15 mm |
| Minimální šířka čáry | 3~5 mil (0,075~0,127 mm) |
| Minimální vzdálenost vodičů | 3~5 mil (0,075~0,127 mm) |
| Minimální mechanická aperture | 0,15~0,2 mm |
| Minimální laserová aperture | 0.1 mm |
| Tisková maska | ≥3 mil (0,075 mm) |
| Tolerance přesahu překryvu | ≥3 mil (0,075 mm) |
| Dokončení povrchu | ENIG, OSP, Imersní cín/stříbro |
| Odolnost proti teplu | 260℃/20s |
| Dk | 3,2 až 3,5 (při 1 MHz) |
| DF | ≤0.02 |
| Flexibilní životnost | ≥100 000krát |
| Rozměrová tolerance |
±0,1 mm (obrys) ±10 % (tloušťka) |
| Balení hotového produktu |
Pěna Bublinová podložka Protistatické tašky |
Flexibilní desky plošných spojů jsou dostupné v mnoha variantách a široce se používají v elektronických komponentech a zařízeních. Níže naleznete některé konkrétní informace:
Měděné obvody jsou uspořádány pouze na jedné straně substrátu. Polyimidová fólie přenáší signál a krycí fólie poskytuje ochranu a identifikaci ohybu. Struktura je ultra-tenká a nízké ceny, vhodná pro základní obvody. Typické aplikace jsou zapojení senzorů, LED pásky a základní signálové připojení. Obvykle je vyžadováno pouze jednorázové ohnutí nebo udržení v rovině, aby se snížila hmotnost a počet kabelových svazků. Jednoduchá výroba, vhodná pro malé série. Nevýhodou je omezená kapacita zapojení, složitější zapojení vyžaduje propojky nebo externí vodiče, u jednovrstvého zapojení je nutné vyhnout se křížení a zpevnění zvyšuje tloušťku.
Měděné obvody jsou uspořádány na obou stranách substrátu a mezivrstevní propojení je dosaženo prostřednictvím průchozích otvorů nebo mikroprovrtech. Hustota vodičů je při stejné velikosti vyšší a oboustranná ochranná fólie zajišťuje ochranu. Zachovejte lehkost a tenkost a zpracovávejte středně složité signály. Typické aplikace zahrnují čtečky čárových kódů, kamerové zapojení a podsvícení LED panelů. Výhodou je oddělení napájecích a signálových vodičů a větší flexibilita zapojení. Nevýhodou je složitější výrobní proces (vrtání, elektrolytické pokovování) a vyšší náklady ve srovnání s jednostrannými deskami. Klíčovým bodem návrhu je vyhnout se umisťování průchozích otvorů do ohybových oblastí; dodržujte pravidla návrhu ohybových oblastí poskytnutá výrobcem (např. šířka a rozteč vodičů) a zajistěte dlouhodobou spolehlivost.
Obsahuje tři nebo více měděných vodivých vrstev oddělených pružnými izolačními vrstvami. Vnitřní vrstva může být uspořádána jako napájecí a uzemňovací vrstva pro snížení šumu. Propojení pomocí slepých nebo zapuštěných otvorů šetří místo. Celková ochrana pomocí povrchové fólie. Použití pro vysokorychlostní obvody, RF moduly a připojení malých kamerových modulů. Výhodou je integrace napájení, uzemnění a signálů do tenké struktury s dobrým integritou signálu a silnou odolností proti EMI. Nevýhodou je vysoká výrobní nákladnost a složitý proces. Klíčovým bodem návrhu je, že počet vrstev určuje tloušťku a technologii; klíčové signály jsou umístěny ve vnitřní vrstvě; zvýšení počtu vrstev vyžaduje zvětšení minimálního ohybového poloměru a je třeba vyvážit spolehlivost a pružnost.
Všechny pružné návrhy jsou založeny na pružných substrátech. Statické pružné desky se používají v situacích, kdy je vyžadována pouze jednorázová instalace a ohnutí (například u kamer a mobilních telefonů) za nízké náklady. Dynamické pružné desky se používají na místech, která vyžadují opakované ohýbání (například u pantů a skládacích obrazovek). To musí být navrženo speciálně tak, aby odolalo tisícům cyklů ohýbání: snížit napětí v měděném vodiči a nastavit neutrální linii ohybu. Výběr materiálu (substrát, ochranná fólie, tloušťka mědi) závisí na požadavcích na ohyb a rozpočtu nákladů.
Pružný plošný spoj s výztužnou deskou, výztužná deska (materiál: FR4, polyimid, kovový plech) je lepením připevněna na určité oblasti pružné desky. Funkce je podporovat těžší komponenty (např. konektory, čipy), zvyšovat lokální rovinnost a pevnost a zabraňovat praskání pájených spojů v důsledku ohybu. Použití: plošky konektorů, pod komponenty, na okraji desky a v měrných bodech. Návrhové zásady: oblast výztužné desky je třeba rezervovat tak, aby neovlivnila sousední ohybovou zónu, lepení musí být pevné a odolné vůči teplu, přechodová zóna pod pokovením musí být hladká a lokální zesílení musí brát v úvahu úpravy montážních a pájecích procesů.
Integrujte tuhou desku a flexibilní oblast do jediné struktury. Flexibilní vrstva je během výroby stlačena do tuhé části. Výhodou je, že není vyžadován žádný dodatečný kabelový propojení tuhé oblasti; poskytuje se lokální tuhá podpora, udržuje se flexibilní spojení, snižuje se hmotnost, ušetří se prostor a zjednodušuje se montáž. Používá se hlavně v letectví, lékařských implantátech a vojenském vybavení. Konkrétní požadavky zahrnují vysokou přesnost laminace a technologii zarovnání. Klíčové body návrhu jsou stanovení mechanického pasování a ohybových cest v rané fázi; pro návrh hybridní struktury jsou potřebná CAD nástroje.
Jádrem je flexibilní substrátová fólie (například polyimid). Měděná fólie je na ní laminována tak, aby vytvořila obvod. Lepidlo zajistí spojení měděné vrstvy se substrátem. Ochranná fólie slouží jako vnější vrstva, která poskytuje ochranu proti vlhkosti a opotřebení a prodlužuje životnost flexibilního spoje.
Ohybový poloměr je mírou maximální ohybové kapacity pružných desek. Běžné pravidlo je „ohybový poloměr ≈ tloušťka desky × 10“. Například: deska s tloušťkou 0,1 mm má minimální ohybový poloměr 1 mm.
Pro jednorázový ohyb je povolen menší poloměr (např. tloušťka × 5).
Pokud jde o opakovaný ohyb, je nutné přísně dodržovat minimální poloměr, jinak hrozí riziko únavového lomu materiálu. Materiál ovlivňuje výkon. Polyimid je odolný vůči vysokým teplotám a opakovanému ohybu, polyester je levnější a vhodný pro statické aplikace. Čím tenčí je měděná fólie, tím lepší je pružnost.
Hlavní funkcí je zajistit lokální rovinnost a mechanickou podporu pro pájecí plošky (konektory, součástky, testovací body). Zabraňuje praskání pájených spojů způsobenému ohybovým napětím. Pro trvalé spojení je nutné použít tepelně odolné lepidlo.
Použité materiály: FR4 (nízká cena), polyimid (dobré tepelné odpovídání), hliníkový plech (vysoká pevnost). Zesilující prvky vyžadují přesné řezání a úpravu hran (např. zabalení lepicí páskou/fólií) pro zabránění odlupování.
Plánování vedení: Co nejdříve určete šířku vodiče (ovlivňuje vodivost proudu a tuhost) a vzdálenost (zabrání zkratu při ohybu). Vodiče v oblasti ohybu by měly být hladké křivky.
Zpracování oblasti ohybu: Vyhněte se klíčovým signálovým linkám a průchozím dírám. Klíčové sítě jsou rozmístěny v stabilních oblastech.
Umístění součástek: Nejprve je umístěte do neohýbaných oblastí. Pokud jsou blízko oblasti ohybu, zvažte použití flexibilních konektorů nebo ZIF soketů.
Návrhové nástroje: Používejte CAD nástroje podporující flexibilní návrh s funkcemi modelování vrstvení, analýzy napětí a simulace ohybu, což usnadňuje spolupráci s mechanickým návrhem.
Flexibilní technologie plošných spojů rozšiřuje návrhové možnosti díky úspoře prostoru, snížení hmotnosti a zjednodušení montáže. Vyberte si jednostranné, oboustranné, vícevrstvé nebo rigid-flex desky podle vašich potřeb. Zajistěte jejich spolehlivost v dynamických aplikacích pomocí vhodné volby materiálu, vedení spojů a návrhu ohybů.
Výrobci jako PCBasic nabízejí odborné znalosti, rychlé výroby vzorků a podporu sériové výroby. Výběr správného typu flexibilní desky pomáhá efektivně a spolehlivě vyvíjet tenká a lehká elektronická zařízení s pohyblivými částmi.
Silkscreen
Měděný plošný spoj
Montáž SMT
Teflonový plošný spoj
