Rigid Flex plošný spoj

Co je rigid Flex plošný spoj ？

Rigid-flex PCB jsou nový typ desek plošných spojů, které kombinují vlastnosti tuhých i pružných desek. Tyto desky využívají polyimid jako hlavní substrát, jsou ohýbatelné a pružné, přizpůsobují se složitým tvarům a těsným prostorám. Jsou ideální pro vojenské vybavení, letecké vybavení, nositelné zařízení, kamery, chytré telefony, hodinky, drony a další.

Jaký je význam termínu rigid-flex PCB?

Rigid-flex desky plošných spojů, jak název napovídá, jsou v podstatě desky plošných spojů kombinující tuhé a flexibilní desky. Nabízejí vynikající pružnost a ohebnost, díky čemuž jsou široce využívány v lékařských zařízeních, vojenském vybavení, leteckém a kosmickém průmyslu, fotoaparátech a chytrých telefonech. Polyimid je pružnější než FR4, s dielektrickou konstantou (Dk) mezi 3,0 a 3,5, zatímco FR4 obvykle kolísá mezi 3,5 a 4,0. Mezi běžné polyimidové materiály patří například Nelco a Rogers, ale pro čistě flexibilní desky se často používá Kapton.

Rigid-flex desky plošných spojů jsou obecně zařazovány do následujících tří typů:
1. Jednostranné rigid-flex: Toto je nejjednodušší rigid-flex deska plošných spojů, která se skládá z vodivé měděné vrstvy spojené s flexibilním substrátem pomocí vrtaných otvorů a je chráněna polyimidovým povrchem.
2. Oboustranné rigid-flex: Tato deska má dvě vodivé vrstvy, přičemž průchozí otvory (PTH) zajišťují elektrické spojení mezi jednotlivými vrstvami.
3. Vícevrstvá tuho-pružná konstrukce: Tato konstrukce má více než dvě vodivé vrstvy. PTH zajišťují elektrické spojení mezi vrstvami, což ztěžuje výrobu, avšak je ideální pro aplikace jako je vysokohustotní zapojení, potlačení diafonie a řízení impedance.

Jaké jsou výhody tuho-pružných desek plošných spojů (PCB)?

Ve srovnání s tuhými desky plošných spojů mají tuho-pružné desky následující výhody:
1. Přizpůsobení se složitým prostředím: Například letadlová technika musí odolávat extrémním podmínkám. Tuho-pružné desky využívají polyimidové potahy vodičů, čímž se výrazně zvyšuje odolnost vůči okolnímu prostředí.
2. Kompaktní rozměry a hmotnost: V armádní technice jsou na rozměry a hmotnost kladeny přísné požadavky. Tuho-pružné desky se mohou přizpůsobit různorodým malým a mikrostrukturám, čímž se snižují rozměry a hmotnost.
3. Vysoká odolnost proti nárazům a vibracím: Jsou schopny odolat silným nárazům bez poškození.
4. Opakované použití: Tuho-pružné desky lze stočit až 100krát bez poškození.
5. 3D návrhové možnosti: Mohou být navrženy do trojrozměrných tvarů, aby vyhovovaly různým aplikačním požadavkům.
6. Extrémně odolné a trvanlivé: Díky odolnosti proti nárazům je lze dlouhodobě používat bez poškození.

Obor použití tuhých a pružných desek plošných spojů (rigid-flex PCB)

1. Lékařské přístroje: například nošené ochranné vybavení, srdeční kompresory a testery krve. Tuhdo-pružné desky plošných spojů poskytují vynikající odolnost a kompaktní rozměry.
2. Střední a nízká třída spotřební elektroniky: například malé mobily, minipočítače a hodinky pro děti, mezi jiné malé a složité produkty.
3. Letectví a kosmonautika: například malé drony, kosmické lodě, vesmírné vybavení a pojízdné laboratoře na Marsu.
4. Vojenské použití: například obranné systémy, řízené střely, jaderné bomby a letadlové zbraně.
5. Automobilová elektronika: například ovládací panely a vestavěné navigační systémy.
6. Inteligentní roboti: různé AI roboti.

Návrhové koncepty tuhých a pružných desek plošných spojů (rigid-flex PCB)

Při návrhu pružně-flexibilního plošného spoje věnujte zvláštní pozornost následujícím návrhovým parametrům:
1. Správně vypočítejte ohybový poloměr plošného spoje: Ohybový poloměr musí být v rozumném rozmezí, jinak může dojít k poškození.
2. Určete počet ohybů: Zjistěte, zda bude plošný spoj statický (ohýbán pouze jednou) nebo dynamický (opakovaně ohýbán vícekrát).
3. Výběr materiálu: Pro pružnou část se doporučuje použít polyimid, pro tuhou část pak FR4.
4. PTH musí být alespoň 0,5 mm od ohybu.
5. Vyhněte se ohybům o 90°, protože to může snadno způsobit přetržení.
6. Nepoužívejte PTH v pružné části ani nevrtávejte otvory do místa ohybu.
7. Vyhněte se nadměrně horkému prostředí, protože tento produkt je velmi citlivý na teplo.
8. Dopad struktury vrstvení na výkon: Věnujte pozornost zarovnání jednotlivých vrstev, protože to ovlivní stabilitu a spolehlivost pružně-flexibilního plošného spoje.

Vždy dodržujte normu IPC 6013.

Výrobní procesy tuhých a flexibilních plošných spojů

1. Návrh schématu: Inženýři rozdělí desku na tuhé a flexibilní části podle normy IPC 6013 a nejprve navrhnou desku.
2. Výběr materiálu: Pro flexibilní část se vybere Kapton/polyimid a pro tuhou část se vybere FR4.
3. Laminace: Laminace se provádí za vysoké teploty, ale je třeba věnovat pozornost pevnosti.
4. Vrtání a povrchová úprava: Vrstvené desky se vrtají a elektrifikují.
5. Montáž součástek: Svařování součástek se provádí prostřednictvím SMT, pájení a reflow pájení.
6. Testování a kontrola kvality: Provádějí se vícenásobné kontroly produktu a zajištění kvality.

Odhad nákladů na tuhé a flexibilní plošné spoje

1. Ačkoli jsou nákladnější než FR4, účinnost montáže je vyšší.
2. Jakmile je tento produkt jednou zaveden, celkové náklady jsou nižší.
3. Vysoké množství výroby může snížit naše průměrné náklady.
4. Aby nedošlo k vyšším nákladům během tvorby prototypu, mělo by být rozpočítáno předem.

Příslušné vlastnosti flexibilních desek a tuhých-flexibilních desek

Flexibilní desky plošných spojů (Flex PCBs):

• Pružné a odolné, nejsou snadno poškozené;
  
• Tenké a lehké, vhodné pro aplikace s malým počtem připojovacích bodů;
  
• Vyrobené z polyimidu nebo Kaptonu;
  
• Klasifikace: 1. Statické (lze ohnout pouze jednou) 2. Dynamické (lze ohnout mnohokrát)
  

Vlastnosti tuhých-flexibilních desek plošných spojů:

• Kombinace tuhých a flexibilních desek;
  
• Vysoce odolný, ohebný a velmi pružný;
  
• Primárně používaný v lékařském, vojenském a leteckém průmyslu.
  

Rozdíly mezi FFC a FPC

• FFC: Celý název: Flexibilní plochý kabel: Tento typ kabelu nemá žádné obvody a primárně se používá pro připojování modulů.
  
• FPC (Flexibilní tištěný obvod): Tento typ kabelu má vodič na konci a obsahuje obvod. Má složitější strukturu a používá se pro vysokorychlostní, vysokohustotní aplikace.

Specifikace tuhých a flexibilních desek plošných spojů u LHD TECH

Shen Zhen LHD TECH: čínský dodavatel vysoce kvalitních tuho-pružných desek plošných spojů

Výběr vysoce kvalitního dodavatele je klíčový a my jsme spolehlivým a důvěryhodným dodavatelem.
1. Naše produkty jsou certifikovány dle systémů kvality ISO9001 a QS9000, s přísnou kontrolou kvality po celém výrobním procesu.
2. Velmi přijatelné ceny. Tuho-pružné desky plošných spojů jsou drahé, proto nabízíme velmi konkurenceschopné ceny, které pomáhají zákazníkům snižovat náklady a zvyšovat zisky.
3. S více než 23 lety zkušeností s výrobou PCBA a přísnými výrobními standardy a procesy zaručujeme spolehlivou a stabilní kvalitu produktů.
4. Náš zkušený technický tým dokáže od samého začátku řešit různé návrhové otázky tuho-pružných desek plošných spojů a tím zmírnit obavy zákazníků.