PCB Fleksibel

PCB Fleksibel: Jenis, Reka Bentuk dan Aplikasi

Papan litar bercetak fleksibel (Flexible PCBs) boleh dibengkokkan untuk muat ke dalam ruang sempit atau dinamik. Ia dibina dengan lapisan kuprum yang diletakkan di atas filem substrat fleksibel untuk meminimumkan saiz peranti. Ia biasanya dijumpai pada kamera, telefon pintar dan peranti perubatan. Sifat kelenturan ini memberikan kefleksibelan dalam susun atur sambil memastikan kebolehpercayaan penghantaran isyarat.

Litar bercetak fleksibel boleh mengurangkan saiz dan berat peranti, menjadikan produk lebih nipis dan ringan, serta meningkatkan keselesaan dan ketahanan peranti yang dipakai. Ia mengurangkan kabel dan penyambung, mempermudah proses pemasangan dan meningkatkan kecekapan pengeluaran. PCB fleksibel tahan terhadap pergerakan dan tekanan, serta digunakan secara meluas dalam kenderaan elektrik, dron, rumah pintar dan bidang lain, mempromosikan kemajuan teknologi pengeluaran.

Kandungan berikut merangkumi jenis utama, struktur, kelebihan dan kekurangan PCB fleksibel, serta membuat perbandingan dengan PCB tegar.

Apakah itu PCB fleksibel?

Papan litar fleksibel ialah papan litar nipis dengan filem fleksibel sebagai substrat, membawa dawai kuprum untuk penghantaran kuasa dan isyarat. Substrat boleh dibengkokkan, diubah bentuk atau dilipat untuk menyesuaikan dengan kekangan ruang. pCB Fleksibel papan adalah pilihan ideal apabila PCB tegar tidak dapat memenuhi keperluan ruang atau keperluan dinamik.

Berbanding PCB tegar yang menggunakan substrat keras, PCB fleksibel boleh ditekuk untuk menyesuaikan diri dengan pergerakan peranti atau ruang yang sempit, mengurangkan penggunaan penyambung dan kabel, mengurangkan berat dan memudahkan pemasangan.

PCB Fleksibel selalunya menggunakan poliimida atau filem poliester sebagai substrat. Kertas kuprum dilaminasi pada substrat dengan menggunakan perekat, manakala coverlay melindungi wayar dan mengekalkan keupayaan lenturan. Penguat digunakan untuk memberi sokongan tempatan kepada komponen, dan coverlay digunakan untuk meningkatkan penebatan dan kekuatan. Bilangan lapisan dan ketebalan diselaraskan mengikut keperluan aplikasi bagi menyeimbangkan kelenturan dan ketahanan. Ia mempunyai pelbagai aplikasi seperti kamera, telefon bimbit, peranti berkala, sensor, pengimbas perubatan, cermin mata pintar, dan dron. Industri automotif menggunakannya untuk panel pemuka dan sensor; aeroangkasa menggunakannya kerana ringan dan mudah dibengkokkan; ia juga sesuai digunakan pada robot yang mempunyai bahagian bergerak.

Spesifikasi PCB Fleksibel di LHD TECH

Jenis papan litar fleksibel

Papan litar fleksibel datang dalam pelbagai jenis dan digunakan secara meluas dalam komponen dan peranti elektronik. Berikut adalah beberapa penerangan khusus:

Papan litar fleksibel satu sisi

Litar kuprum disusun hanya pada satu sisi substrat sahaja. Filem poliimid membawa isyarat, manakala filem penutup memberikan perlindungan dan pengenalpastian lenturan. Struktur ini adalah sangat nipis dan berkos rendah, sesuai untuk litar asas. Aplikasi tipikal termasuk pendawaian sensor, jalur lampu LED, dan sambungan isyarat asas. Kebiasaannya hanya memerlukan lenturan sekali atau kekalkan lurus untuk mengurangkan jumlah pendawaian dan berat. Pengeluaran yang mudah, sesuai untuk pengeluaran jumlah kecil. Kekurangannya adalah kapasiti pendawaian terhad, pendawaian kompleks memerlukan jumper atau wayar luar, pendawaian lapisan tunggal perlu mengelakkan persilangan, dan plat pengukuhan meningkatkan ketebalan.

PCB fleksibel dua sisi

Litar kuprum disusun di kedua-dua belah substrat, dan sambungan antara lapisan dicapai melalui lubang menembus atau mikrovia. Ketumpatan pendawaian adalah lebih tinggi pada saiz yang sama, dan lapisan penutup dwi-belahan memberikan perlindungan. Ia kekal ringan dan nipis, serta boleh mengendalikan isyarat berkompleks sederhana. Aplikasi tipikal termasuk pengimbas kod bar, pendawaian kamera, dan panel pencahayaan belakang LED. Kelebihannya ialah talian kuasa dan isyarat dipisahkan, menjadikan pendawaian lebih fleksibel. Kekurangannya ialah proses pembuatan (pengeboran, penyaduran logam) adalah lebih rumit dan kosnya lebih tinggi berbanding papan tunggal-belahan. Titik utama reka bentuk ialah mengelakkan penyusunan lubang menembus di kawasan lenturan; ikut peraturan reka bentuk kawasan lenturan yang diberikan oleh pengeluar (seperti lebar dan jarak dawai) untuk memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

PCB fleksibel berbilang lapisan

Mengandungi tiga atau lebih lapisan konduktor kuprum, dipisahkan oleh lapisan penebat fleksibel. Lapisan dalaman boleh disusun dengan lapisan kuasa dan lapisan bumi untuk mengurangkan bising. Sambungan melalui lubang buta atau lubang tersembunyi menjimatkan ruang. Keseluruhan perlindungan filem penutup. Sesuai untuk litar kelajuan tinggi, modul RF, dan sambungan modul kamera kecil. Kelebihannya ialah kuasa, bumi, dan isyarat dijelmakan ke dalam struktur yang nipis, mempunyai integriti isyarat yang baik dan keupayaan anti-EMI yang kuat. Kekurangannya ialah kos pengeluaran yang tinggi dan proses yang kompleks. Titik utama reka bentuk ialah bilangan lapisan menentukan ketebalan dan proses; isyarat utama disusun dalam lapisan dalaman; peningkatan bilangan lapisan memerlukan peningkatan jejari lenturan minimum, dan perlu menyeimbangkan kebolehpercayaan dan kelenturan.

PCB Fleksibel Dinamik dan Statik

Semua reka bentuk fleksibel adalah berdasarkan substrat fleksibel. Papan fleksibel statik digunakan dalam situasi di mana hanya memerlukan pemasangan dan lenturan sekali sahaja (seperti kamera dan telefon bimbit) dengan kos yang rendah. Papan fleksibel dinamik digunakan di lokasi yang memerlukan lenturan berulang (seperti engsel dan skrin lipat). Ini memerlukan rekabentuk khusus untuk dapat menahan beribu-ribu kitaran lenturan: mengurangkan tekanan dawai gangsa dan menetapkan garisan lentur neutral. Pemilihan bahan (substrat, filem penutup, ketebalan gangsa) bergantung kepada keperluan lenturan dan anggaran kos.

PCB fleksibel dengan plat pengukuhan

PCB Fleksibel dengan plat penguat, plat penguat (bahan: FR4, poliimida, kepingan logam) dilekatkan pada kawasan tertentu di papan fleksibel menggunakan gam. Fungsinya adalah untuk menyokong komponen yang lebih berat (seperti penyambung, cip), meningkatkan rata dan kekuatan tempatan, serta mengelakkan keselarian daripada retak akibat pembengkokan. Lokasi aplikasinya adalah pada pad penyambung, di bawah komponen, tepi papan, dan titik ujian. Ciri rekabentuknya adalah kawasan plat penguat perlu ditinggalkan untuk mengelakkan kesan pada kawasan lenturan berhampiran, pengikatan perlu kuat dan tahap haba, kawasan peralihan lapisan penutup perlu licin, dan penebalan tempatan perlu mengambil kira pelarasan proses pemasangan dan penyolderan.

Rigid-Flex PCB

Kamirkan kawasan papan tegar dan kawasan fleksibel dalam satu struktur tunggal. Lapisan fleksibel ditekan ke dalam bahagian tegar semasa pembuatan. Kelebihannya ialah tiada kabel tambahan diperlukan untuk menyambungkan kawasan tegar; sokongan tegar setempat disediakan, sambungan fleksibel dikekalkan, berat dikurangkan, ruang dijimatkan, dan pemasangan disederhanakan. Kebanyakan digunakan dalam aerospace, implan perubatan, dan kelengkapan tentera. Keperluan khusus termasuk teknologi laminasi dan penjajaran berkepersisan tinggi. Titik utama reka bentuknya ialah menentukan kesesuaian mekanikal dan laluan lenturan pada peringkat awal; alat CAD diperlukan untuk menyokong reka bentuk struktur hibrid.

Struktur PCB fleksibel

Intinya ialah filem substrat fleksibel (seperti poliimida). Keratin tembaga dilaminasikan di atasnya untuk membentuk litar. Pelekat memastikan lapisan tembaga dilekarkan pada substrat. Filem penutup digunakan sebagai lapisan luar untuk memberikan perlindungan kelembapan dan haus, serta memperpanjangkan jangka hayat fleksibel.

Darjah pembengkokan maksimum PCB fleksibel

Jejari pembengkokan adalah sukatan berkemampuan pembengkokan maksimum untuk papan fleksibel. Peraturan umum adalah "jejari pembengkokan ≈ ketebalan papan × 10". Contohnya: papan dengan ketebalan 0.1mm mempunyai jejari pembengkokan minimum 1mm.

Jejari yang lebih kecil (seperti ketebalan × 5) dibenarkan untuk pembengkokan sekali sahaja.

Jika pembengkokan berulang, jejari minimum mesti dipatuhi dengan ketat, jika tidak ia mudah menyebabkan kegagalan akibat keletihan bahan. Bahan memberi kesan kepada prestasi. Polyimide tahan haba dan sesuai untuk pembengkokan berulang, manakala poliester berkos rendah dan sesuai untuk aplikasi statik. Semakin nipis foil kuprum, semakin baik kelenturannya.

Peranan penegak dalam PCB fleksibel

Fungsi utamanya adalah untuk menyediakan keperluan rata dan sokongan mekanikal untuk tompok penyambung (penyambung, komponen, titik ujian). Mencegah sambungan solder daripada retak akibat tekanan pembengkokan. Perekat tahan haba diperlukan untuk pengikatan yang kukuh.
Bahan yang digunakan: FR4 (kos rendah), poliimid (padanan terma baik), keping aluminium (kekuatan tinggi). Pemekar memerlukan pemotongan dan rawatan tepi yang tepat (seperti pembalutan pita/filem penutup) untuk mengelakkan pengelupasan.

Cadangan reka bentuk PCB fleksibel

Perancangan pendawaian: Tentukan kelebaran dawai (menjejaskan pengaliran arus dan kekakuan) dan jarak (elakkan litar pintas membengkok) seawal mungkin. Dawai di kawasan membengkok seharusnya berbentuk lengkungan yang licin.

Pemprosesan kawasan membengkok: Elakkan garisan isyarat utama dan lubang menerusi. Rangkaian utama disusun di kawasan stabil.

Penempatan komponen: Tempatkan di kawasan bukan membengkok dahulu. Jika hampir dengan kawasan membengkok, pertimbangkan penggunaan penyambung fleksibel atau soket ZIF.

Alat reka bentuk: Gunakan alat CAD yang menyokong reka bentuk fleksibel, dengan fungsi model bertindih, analisis tekanan, dan simulasi membengkok, untuk memudahkan kerjasama dengan reka bentuk mekanikal.

Kelebihan PCB fleksibel

• Sesuai dengan ruang membengkok dan sempit, menjimatkan isipadu
  
• Substrat filem nipis mengurangkan berat
  
• Mengurangkan kabel dan penyambung, mempermudah hubungan
  
• Tahan lenturan berulang (rekabentuk dinamik), sesuai untuk komponen bergerak
  
• Hasil akhir yang ringan mengurangkan kos pengangkutan
  

Teknologi PCB fleksibel memperluaskan kemungkinan reka bentuk melalui penjimatan ruang, pengurangan berat dan penyederhanaan pemasangan. Pilih papan satu muka, dua muka, berbilang lapisan atau papan rigid-flex mengikut keperluan anda. Pastikan kebolehpercayaannya dalam aplikasi dinamik melalui pemilihan bahan yang sesuai, perancangan pendawaian dan reka bentuk lenturan.

Pengeluar seperti PCBasic menyediakan kepakaran, prototaip pantas dan sokongan pengeluaran besar-besaran. Memilih jenis papan fleksibel yang sesuai membantu membangunkan peranti elektronik yang nipis dan ringan dengan komponen bergerak secara efisien dan boleh dipercayai.