EN
Hitri povezave
Domov > Proizvodnja PCB > Tiskana Plošča > Fleksibilna tiskana vezja
Fleksibilna tiskana vezja (Flexible PCBs) se lahko upognejo, da pristanejo v tesnih ali dinamičnih prostorih. Sestavljena so iz bakrove plasti, ki je nameščena na fleksibilnem substratnem filmu, s čimer se naprave zmanjšajo. Najpogosteje se uporabljajo v kamerah, pametnih telefonih in medicinskih napravah. Lastnosti upogibanja omogočajo fleksibilnost postavitve in hkrati zanesljivo prenos signalov.
Fleksibilna tiskana vezja lahko zmanjšajo velikost in težo naprav, naredijo izdelke tanjše in lažje ter izboljšajo udobje in vzdržljivost prenosnih naprav. Zmanjšajo kable in priključke, poenostavijo sestavno proces in izboljšajo proizvodno učinkovitost. Fleksibilna tiskana vezja so odporna proti gibanju in napetosti ter se pogosto uporabljajo v električnih vozilih, brezpilotnih letalih, pametnih domovih in drugih področjih, kar spodbuja napredek v proizvodni tehnologiji.
Naslednja vsebina zajema glavne tipe, strukture, prednosti in slabosti fleksibilnih tiskanih vezij ter jih primerja z neprožnimi vezji.
Fleksibilna tiskana vezja so tanke tiskana vezja s fleksibilno folijo kot podlago, ki vsebujejo bakrene žice za prenos energije in signalov. Podlago je mogoče zaviti, prilagoditi ali upogniti, da se prilagodi omejenemu prostoru. fleksibilna tiskana vezja vezje je idealna izbira, ko trda tiskana vezja ne morejo ustrezati prostorskim ali dinamičnim zahtevam.
V primerjavi z neprožnim vezjem, ki uporablja trdo podlago, lahko fleksibilna vezja upogibajo, da se prilagodijo gibanju naprave ali omejenemu prostoru, zmanjšajo uporabo povezav in kablov, zmanjšajo težo in poenostavijo sestavo.
Fleksibilni PCB-ji pogosto uporabljajo poliimidno ali poliestersko folijo kot podlago. Bakrena folija je laminirana na podlago z lepilom, medtem ko coverlay zaščiti žice in ohranja upogibno sposobnost. Trdni materiali se uporabljajo za lokalno podporo komponent, coverlay pa izboljša izolacijo in trdnost. Število slojev in debelina se prilagodita glede na zahteve uporabe, da se uravnoteži fleksibilenost in vzdržljivost. Ima široko uporabo, na primer v kamerah, mobilnih telefonih, prenašljivih napravah, senzorjih, medicinskih skenerjih, pametnih očalah in brezpilotnih letalih. Avtomobilska industrija jo uporablja za instrumentne plošče in senzorje; letalska in vesoljska industrija za njeno lahko težo in upogibnost; primerna je tudi za robote z mobilnimi deli.
Značilnost |
Možnosti |
| Podlaga |
Poliamid Poliester PTFE |
| Število slojev | 1~12 slojev |
| Debelina snovi | 12~125 μm |
| Debelina bakra | 12/18/35/70 μm |
| Coverlay | PI+Lepilo~25~50 μm |
| Debelina posameznega sloja | 0,08~0,2 mm |
| Večslojna debelina | ≥0,15 mm |
| Najmanjša širina črte | 3~5 mil (0,075~0,127 mm) |
| Najmanjša razdalja med linijama | 3~5 mil (0,075~0,127 mm) |
| Najmanjši mehanski odprtina | 0,15~0,2 mm |
| Najmanjša laserska odprtina | 0,1 mm |
| Lutna maska | ≥3 mil (0,075 mm) |
| Razmak prekrivanja | ≥3 mil (0,075 mm) |
| Kakovost površine | ENIG, OSP, Imersijsko kosilo/srebro |
| Odpornost na toploto | 260℃/20s |
| Dk | 3,2~3,5（@1MHz） |
| DF | ≤0.02 |
| Vztrajnost pri upogibanju | ≥100.000 krat |
| Toleranca dimenzij |
±0,1 mm (obris) ±10% (debelina) |
| Pakiranje končnega izdelka |
Pomajkanje Zračna blazina Protielektrostatične vrečke |
Fleksibilne tiskane plošče so na voljo v številnih različicah in se pogosto uporabljajo v elektronskih komponentah in napravah. Tukaj je nekaj podrobnih predstavitev:
Cenejši vodniki so nameščeni samo na eni strani substrata. Polimidska folija prenaša signale, zaščitna folija pa zagotavlja zaščito in označevanje upogibanja. Konstrukcija je zelo tanka in pocena, primerna za osnovne tokokroge. Tipične uporabe so povezave senzorjev, LED trakovi in osnovne signalne povezave. Običajno je potrebno le enkrat upogniti ali pa pustiti naravnano, da zmanjša kompleksnost in težo kablov. Preprosta izdelava, primerna za majhne serije. Slaba lastnost je omejena sposobnost usklajevanja, za kompleksnejše usklajevanje so potrebni skakalci ali zunanji vodi, enoplastno usklajevanje mora izogibati se sekanju in dodatna opora povečuje debelino.
Bakrene vezja so razporejena na obeh straneh substrata, medtem ko se medsejna povezava izvede prek vrtanih lukenj ali mikrolukenj. Pri enaki velikosti je gostota ožičenja višja, dvostranska zaščitna folija pa zagotavlja zaščito. Ohranite svetlobo in tankost ter obdelajte signale srednje stopnje zapletenosti. Tipične uporabe so bralniki črtnih kod, ožičenje kamer in LED osvetlitev zaslonov. Prednost je v tem, da so močnostne in signalne linije ločene, ožičenje pa je bolj prilagodljivo. Slabost je v tem, da je proizvodni proces (vrtanje, galvanska obdelava) bolj zapleten in da stroški presegajo stroške enostranskega vezja. Ključna točka oblikovanja je, da se izognemo razporeditvi vrtanih lukenj v upogibnem območju; sledimo pravilom oblikovanja upogibnega območja, ki jih zagotavlja proizvajalec (npr. širina in razmik žic), da zagotovimo dolgoročno zanesljivost.
Vsebuje tri ali več bakrenih prevodnih slojev, ločenih z elastičnimi izolacijskimi sloji. Notranji sloj je lahko zasnovan kot napetostni in ozemljitveni sloj za zmanjšanje hrupa. Povezave preko slepih ali vdelanih lukenj prihranijo prostor. Celotna zaščitna folija. Primerno za visokofrekvenčne tokokroge, RF module in povezave majhnih kamer. Prednost je v tem, da so napajanje, ozemljitev in signali združeni v tanki strukturi, kar zagotavlja dobro integriteto signalov in močno odpornost proti elektromagnetnim motnjam. Slabost je visoka proizvodna cena in kompleksen proces. Ključna točka oblikovanja je, da število slojev določa debelino in postopek; ključni signali so razporejeni v notranjem sloju; povečanje števila slojev zahteva povečanje najmanjšega radija upogibanja, hkrati pa je treba uravnotežiti zanesljivost in prilagodljivost.
Vse prilagodljive konstrukcije temeljijo na prilagodljivih podlogah. Statične prilagodljive plošče se uporabljajo v primerih, kjer je potrebna le enkratna namestitev in upogibanje (kot na primer pri kamerah in mobilnih telefonih) po nizki ceni. Dinamične prilagodljive plošče se uporabljajo na mestih, kjer je potrebno ponavljajoče se upogibanje (kot na primer pri vratnih pentah in zložljivih zaslonih). Za to je potrebno posebno načrtovanje, da zmorejo tisoče ciklov upogibanja: zmanjšati napetost v bakrenih žicah in določiti nevtralno črto upogibanja. Izbor materiala (podloga, zaščitna folija, debelina bakra) je odvisen od zahtev glede upogibanja in proračuna za stroške.
Fleksibilna tiskana vezava z ojačevalno ploščo, ojačevalna plošča (material: FR4, poliimid, kovinska pločevina) je s lepilom pritrjena na določenem območju fleksibilne plošče. Njena funkcija je, da podpira težje komponente (kot so priključki, čipi), poveča lokalno ravnost in trdnost ter prepreči razpokanje lotovih spojev zaradi upogibanja. Uporablja se na priključnih točkah, pod komponento, na robovih plošče in na testnih točkah. Pri načrtovanju je treba upoštevati, da mora biti območje ojačevalne plošče rezervirano, da ne vpliva na sosednje upogibne območje, lepilo mora biti trdno in odporno na toplino, prehodni del prevleke mora biti gladak, lokalno povečanje debeline pa mora upoštevati prilagoditve sestavnega in varilnega procesa.
Integrirajte trdo ploščo in fleksibilno površino v eno strukturo. Fleksibilni sloj je med izdelavo stlačen v trdi del. Prednost je, da ni potrebnih dodatnih kablov za povezovanje trde površine; omogoča lokalno trdo podporo, ohranja fleksibilne povezave, zmanjša težo, prihrani prostor in poenostavi sestavo. Predvsem se uporablja v letalski industriji, medicinskih implantatih in vojaški opremi. Posebne zahteve so visoko natančna laminacija in poravnava. Ključne točke oblikovanja so določitev mehanskega prileganja in poti upogibanja v zgodnji fazi; potrebna je CAD orodja, ki podpirajo oblikovanje hibridnih struktur.
Jedro je fleksibilna substratna folija (npr. poliamidna folija). Na njej je laminiran bakreni list, ki tvori tokokrog. Lepilo zagotavlja povezavo bakrenega sloja s substratom. Zaščitna folija se uporablja kot zunanji sloj za zaščito pred vlagostjo in obrabo ter za podaljšanje življenjske dobe fleksibilnosti.
Upogibni radij je mera za maksimalno upogibno zmogljivost fleksibilnih plošč. Običajno pravilo je »upogibni radij ≈ debelina plošče × 10«. Na primer: plošča z debelino 0,1 mm ima minimalen upogibni radij 1 mm.
Za enkratni upogib je dovoljen manjši radij (npr. debelina × 5).
Če se upogiba večkrat, je treba strogo upoštevati minimalni radij, sicer je zelo verjetno poškodbe zaradi utrujenosti materiala. Material vpliva na lastnosti. Poliamid je odporen proti vročini in večkratnemu upogibanju, poliester pa ima nizko ceno in je primeren za statične aplikacije. Tanjša bakrova folija pomeni boljšo fleksibilnost.
Glavna funkcija je zagotoviti lokalno ravnost in mehansko podporo za ploščice (priključki, komponente, preskusne točke). Preprečuje razpokanje spajk zaradi upogibnega napetostnega stanja. Za trdno lepljenje so potrebni toplotno odporni lepila.
Uporabljeni materiali: FR4 (nizka cena), poliimid (dobro toplotno prilagajanje), aluminijasta pločevina (visoka trdnost). Za trdilnike je potrebna natančna obdelava robov (kot so trak/zaščitna folija), da se prepreči odpiranje.
Načrtovanje razvoda: Določite širino vodnikov (vpliva na tokovno obremenitev in togost) in razmik (izogibajte se kratkemu stiku ob upogibanju) čim prej. Vodniki v upogibnem območju morajo imeti gladke krivulje.
Obdelava upogibnega območja: Izogibajte se ključnim signalnim linijam in prebojnim kontaktom. Ključne mreže naj bodo razporejene v stabilnih območjih.
Razmestitev komponent: Najprej jih postavite v neupogibna območja. Če so blizu upogibnega območja, razmislite o uporabi fleksibilnih priključkov ali ZIF vtičnic.
Orodja za načrtovanje: Uporabite CAD orodja, ki podpirajo fleksibilno načrtovanje z možnostjo modeliranja slojev, analize napetosti in simulacije upogibanja za lažjo sodelovanje z mehanskim načrtovanjem.
Tehnologija fleksibilnih tiskanih vezij razširi načrtovne možnosti z varčevanjem prostora, zmanjšanjem teže in poenostavitvijo sestave. Izberite enostransko, dvostransko, večslojno ali trdno-fleksibilno ploščo glede na vaše potrebe. S primerno izbiro materialov, načrtovanjem vodnikov in konstrukcijo upogibanja zagotovite zanesljivost v dinamičnih aplikacijah.
Proizvajalci, kot je PCBasic, ponujajo strokovno podporo, hitro izdelavo prototipov in podporo pri masovni proizvodnji. Izbira prave vrste fleksibilne plošče pomaga učinkovito in zanesljivo razvijati tanke, lahke elektronske naprave z mobilnimi deli.
Silkranje
Keramične PCB
SMT sestava
Teflonska tiskana vezja
