Fleksible kretskort (Flexible PCBs) kan bøyes for å passe inn i smale eller dynamiske rom. De er laget med et kobberlag plassert på en fleksibel substratfilm for å gjøre enheten mindre. De brukes ofte i kameraer, smartphones og medisinsk utstyr. Bøyeegenskapene gir plassbesparende design og sikrer pålitelig signaloverføring.
Fleksible kretskort kan redusere størrelse og vekt på enheter, gjøre produktene tynnere og lettere, og forbedre komfort og holdbarhet i bærbare enheter. De reduserer kabler og tilkoblinger, forenkler monteringsprosesser og øker produksjonseffektiviteten. Fleksible PCBs er motstandsdyktige mot bevegelse og stress og brukes mye i elektriske biler, droner, smarte hjem og andre felt, og bidrar til teknologisk utvikling innen produksjon.
Følgende innhold dekker hovedtypene, strukturene, fordelene og ulempene ved fleksible PCB-er, og sammenligner dem med stive PCB-er.
Flexibel kretskort er et tynn kretskort med en fleksibel film som underlag, og har kobberledere for strøm- og signaloverføring. Underlaget kan bøyes, formes eller bøyes for å tilpasse seg plassbegrensninger. bøyg PCB kort er et ideelt valg når stive PCB ikke kan oppfylle plass- eller dynamiske krav.
Sammenlignet med stive PCB, som bruker et hardt substrat, kan fleksible PCB bøyes for å tilpasse seg enhetsbevegelse eller kompakte plassforhold, redusere koblinger og kabler, minske vekt og forenkle montering.
Flexibel PCB bruker ofte polyimid eller polyesterfilm som underlag. Kobberfolie limer seg til underlaget med lim, og coverlay beskytter lederne og opprettholder bøyeegenskapene. Stivere brukes til å lokalt støtte komponenter, og coverlay brukes til å forbedre isolasjon og styrke. Antall lag og tykkelse justeres i henhold til bruksområdene for å oppnå en balanse mellom fleksibilitet og holdbarhet. Den har et bredt anvendelsesområde, slik som kameraer, mobiltelefoner, bærbare enheter, sensorer, medisinske skannere, smarte briller og droner. Bilindustrien bruker den til instrumentpanel og sensorer; luftfart brukes for sin lette vekt og bøyebarhet; den er også egnet for roboter med bevegelige deler.
Funksjon |
Kapasitet |
Substrat |
Polyimid Polyester PTFE |
Antall lag | 1~12 lag |
Substratetykkelse | 12~125 μm |
Koppter tykkelse | 12/18/35/70 μm |
Coverlay | PI+Lim~25~50 μm |
Enkeltlag Tykkelse | 0,08~0,2 mm |
Tykkelse for flerlags | ≥0,15 mm |
Minste linjebredde | 3~5 mil (0,075~0,127 mm) |
Minimum linjeavstand | 3~5 mil (0,075~0,127 mm) |
Minimum Mekanisk Åpning | 0,15~0,2 mm |
Minimum Laseråpning | 0.1 mm |
Loddepose | ≥3 mil (0,075 mm) |
Coverlay-avstand | ≥3 mil (0,075 mm) |
Overflatefullføring | ENIG, OSP, Immersion Tin/Silver |
Varmetilstand | 260℃/20s |
Dk | 3,2~3,5(@1MHz) |
DF | ≤0.02 |
Flex Life | ≥100 000 ganger |
Dimensional tolerans |
±0,1 mm (omriss) ±10% (tykkelse) |
Pakking av ferdig produkt |
Skum Bubble Pad Statikkfri poser |
Fleksible kretskort finnes i mange varianter og brukes mye i elektroniske komponenter og enheter. Her er noen spesifikke introduksjoner:
Kobberkretser er plassert på bare en side av substratet. Polyimidfilmen fører signalet, og deksellaget gir beskyttelse og bøyningsidentifikasjon. Strukturen er ekstremt tynn og lavkost, egnet for grunnleggende kretser. Typiske anvendelser er sensorledninger, LED-lysstriper og grunnleggende signalforbindelser. Vanligvis kreves bare én bøyning eller å holde den rett for å redusere ledningsharnesser og vekt. Enkel produksjon, egnet for små serier. Ulempen er at ledningskapasiteten er begrenset, komplekse ledninger krever mellomkoblinger eller eksterne ledninger, ensidige ledninger må unngå korsninger, og forsterkningsplaten øker tykkelsen.
Kobberkretser er plassert på begge sider av substratet, og interlayer-forbindelse oppnås gjennom gjennomgående hull eller mikroviaer. Lednings tettheten er høyere ved samme størrelse, og dobbeltsidig beskyttelsesfilm gir beskyttelse. Den er lett og tynn, og håndterer mediumkomplekse signaler. Typiske anvendelser er strekkodelesere, kamerakabler og LED-backlight-paneler. Fordelen er at strøm- og signalledninger er adskilt, og ledningsføringen er mer fleksibel. Ulempen er at produksjonsprosessen (borring, elektroplatering) er mer komplisert, og kostnaden er høyere enn for enkeltlagt brett. Et viktig designprinsipp er å unngå å plassere gjennomgående hull i bøyeområdet; følg bøyeområdedesign-reglene gitt av produsenten (som lederbredde og avstand) for å sikre lang levetid.
Inneholder tre eller flere kobberlederlag, adskilt av fleksible isoleringslag. Det indre laget kan arrangeres med strømlag og jordlag for å redusere støy. Kobling gjennom blinde eller skjulte hull sparer plass. Totalt beskyttelsesbelegg. Egnet for høyhastighetskretser, RF-moduler og tilkobling av små kameromoduler. Fordelen er at strøm, jord og signal er integrert i en tynn struktur, med god signalkvalitet og sterk EMI-motstand. Ulempen er høy produksjonskostnad og kompleks prosess. Et sentralt designelement er at antall lag bestemmer tykkelse og prosess; kritiske signal plasseres i det indre laget; økning i antall lag krever økning av minimumsbøyeradius, og det er nødvendig å balansere pålitelighet og fleksibilitet.
Alle fleksible design er basert på fleksible substrater. Statisk fleksible plater brukes i situasjoner der kun engangsinstallasjon og bøying er nødvendig (slik som for kameraer og mobiltelefoner) med lav kostnad. Dynamisk fleksible plater brukes på steder som krever gjentatt bøying (slik som hengsler og brettskjærmer). Dette må spesielt konstrueres for å tåle tusenvis av bøyesykluser: redusere kobbertrådspenning og sette en nøytral bøyelinje. Valg av materiale (substrat, dekkfilm, kobbertykkelse) avhenger av bøyebehov og kostnadsbudsjett.
Fleksibel PCB med forsterkningsplate, forsterkningsplaten (materiale: FR4, polyimid, metallplate) er festet til et bestemt område på den fleksible platen med lim. Funksjonen er å støtte tyngre komponenter (som kontakter, chips), forsterke lokal flatehet og styrke, og forhindre loddefuger i å sprekke på grunn av bøying. Plasseringen er på kontaktpad, under komponenten, kantene på platen og testpunkt. Utformingspunktene er at forsterkningsplateområdet må reserveres for å unngå å påvirke det tilstøtende bøyeområdet, limingen må være sterk og varmebestandig, overgangssonens dekkfilm må være glatt, og lokal tykking må ta hensyn til montering og loddetekniske justeringer.
Integrer den stive platens område og det fleksible område i en enkelt struktur. Den fleksible lag er presset inn i den stive delen under produksjon. Fordelen er at ingen ekstra kabler kreves for å koble det stive området; lokalt stivt støtte er tilgjengelig, fleksible forbindelser beholdes, vekten reduseres, plassen spares, og monteringen forenkles. Hovedsakelig brukt i luftfart, medisinske implantater og militære utstyr. Spesifikke krav er høy nøyaktighet i laminering og justeringsteknologi. De viktigste designprinsippene er å definere mekanisk passform og bøypath i starten; CAD-verktøy kreves for å støtte design av hybridstrukturer.
Kjernen er en fleksibel substratfilm (for eksempel polyimid). Kobberfolie er laminert på den for å danne kretsen. Lim sikrer at kobberlaget er festet til substratet. Dekkfilm brukes som ytterste lag for å gi beskyttelse mot fukt og slitasje og forlenge bøyelivetid.
Bøyningsradiusen er et mål på den maksimale bøye-evnen til fleksible kretskort. En vanlig regel er "bøyningsradius ≈ korttykkelse × 10". For eksempel: et kretskort med en tykkelse på 0,1 mm har en minimum bøyningsradius på 1 mm.
En mindre radius (som tykkelse × 5) er tillatt for engangs-bøyning.
Ved gjentatt bøyning må minimum radius strengt følges, ellers kan det lett føre til materialutmattelse og brudd. Materialet påvirker ytelsen. Polyimid er varmebestandig og tåler gjentatt bøyning, mens polyester er lavkostnads og egnet for statiske anvendelser. Jo tynnere kobberfolie, jo bedre fleksibilitet.
Hovedfunksjonen er å sørge for lokal flatehet og mekanisk støtte til loddepunkter (koblinger, komponenter, testpunkter). Hindrer loddefuger i å sprekke på grunn av bøyespenning. Varmebestandige lim er nødvendig for fast liming.
Brukte materialer: FR4 (lav kostnad), polyimid (god termisk tilpasning), aluminiumsplate (høy styrke). Stivere krever nøyaktig kutting og kantbehandling (som tape/dekkefilm vikling) for å forhindre skjellering.
Planlegging av ledninger: Bestem ledningsbredden (påvirker strømbæreevne og stivhet) og avstanden (unngå kortslutning ved bøyning) så tidlig som mulig. Ledningene i bøyeområdet bør være glatte kurver.
Behandling av bøyeområder: Unngå nøkkelsignallinjer og gjennomgående hull. Nøkkelnett legges i stabile områder.
Komponentplassering: Plasser dem først i ikke-bøyende områder. Hvis de er nær bøyeområdet, vurder å bruke fleksible tilkoblinger eller ZIF-stikkontakter.
Designteknologi: Bruk CAD-verktøy som støtter fleksibelt design, med lagmodellering, spenningsanalyse og simulering av bøyning, for å lette samarbeidet med maskinteknisk design.
Fleksibel PCB-teknologi utvider designmuligheter gjennom plassbesparing, vektreduksjon og forenklet montering. Velg enkeltsidige, dobbeltsidige, flerlags eller stiv-fleksible plater etter behov. Sørg for pålitelighet i dynamiske applikasjoner ved hjelp av hensiktsmessig materialvalg, ledningsplanlegging og bøyningsdesign.
Produsenter som PCBasic tilbyr ekspertise, rask prototyping og massetilvirkningsstøtte. Å velge riktig type fleksibel plate bidrar til å utvikle tynne og lette elektroniske enheter med bevegelige deler på en effektiv og pålitelig måte.