EN
Liên kết nhanh
Trang Chủ > Sản Xuất PCB > Bảng Mạch In > Bo mạch PCB Linh hoạt
Mạch in linh hoạt (Flexible PCBs) có thể uốn cong để lắp vừa vào không gian hẹp hoặc chuyển động. Chúng được chế tạo với lớp đồng đặt trên màng nền linh hoạt để thu nhỏ thiết bị. Chúng thường được sử dụng trong máy ảnh, điện thoại thông minh và thiết bị y tế. Tính chất uốn dẻo mang lại sự linh hoạt trong bố trí đồng thời đảm bảo độ tin cậy trong truyền dẫn tín hiệu.
Mạch in linh hoạt có thể giảm kích thước và trọng lượng của thiết bị, làm cho sản phẩm mỏng hơn và nhẹ hơn, cải thiện sự thoải mái và độ bền của thiết bị đeo. Chúng giảm cáp và đầu nối, đơn giản hóa quy trình lắp ráp và nâng cao hiệu quả sản xuất. Mạch in linh hoạt chịu được chuyển động và ứng suất, được sử dụng rộng rãi trong xe điện, máy bay không người lái, nhà thông minh và các lĩnh vực khác, thúc đẩy sự phát triển của công nghệ sản xuất.
Nội dung dưới đây đề cập đến các loại chính, cấu trúc, ưu điểm và nhược điểm của PCB linh hoạt, đồng thời so sánh chúng với PCB cứng.
Mạch in linh hoạt là một bo mạch mỏng với lớp nền làm bằng màng linh hoạt, có các đường dây dẫn bằng đồng để truyền tải điện và tín hiệu. Lớp nền có thể được uốn cong, định hình hoặc bọc lại để phù hợp với không gian bị giới hạn. bo mạch PCB Linh hoạt bo mạch là lựa chọn lý tưởng khi bo mạch PCB cứng không thể đáp ứng yêu cầu về không gian hoặc yêu cầu động học.
So với PCB cứng sử dụng chất nền cứng, PCB linh hoạt có thể uốn cong để thích ứng với chuyển động của thiết bị hoặc không gian chật hẹp, giảm số lượng đầu nối và cáp, giảm trọng lượng và đơn giản hóa quá trình lắp ráp.
Mạch in linh hoạt (Flexible PCB) thường sử dụng màng polyimide hoặc polyester làm chất nền. Lớp đồng mỏng được ép lên chất nền bằng keo dính, và lớp phủ coverlay bảo vệ các đường mạch và duy trì khả năng uốn cong. Các tấm gia cường (stiffeners) được dùng để hỗ trợ cục bộ các linh kiện, và coverlay được sử dụng để cải thiện cách điện và độ bền. Số lớp và độ dày được điều chỉnh theo yêu cầu ứng dụng để cân bằng giữa tính linh hoạt và độ bền. Flexible PCB có nhiều ứng dụng rộng rãi như trong máy ảnh, điện thoại di động, thiết bị đeo, cảm biến, máy quét y tế, kính thông minh và drone. Trong ngành ô tô, nó được dùng cho bảng điều khiển và cảm biến; trong hàng không vũ trụ nhờ vào trọng lượng nhẹ và khả năng uốn cong; và cũng phù hợp với robot có các bộ phận chuyển động.
Tính năng |
NĂNG LỰC |
| Bề mặt |
Polyimide Polyester PTFE |
| Số lớp | 1~12 lớp |
| Độ dày vật liệu nền | 12~125 μm |
| Độ dày đồng | 12/18/35/70 μm |
| Lớp phủ | PI+Keo dính ~25~50 μm |
| Độ dày một lớp | 0.08~0.2 mm |
| Độ dày đa lớp | ≥0,15 mm |
| Độ rộng dòng tối thiểu | 3~5 mil (0,075~0,127 mm) |
| Khoảng Cách Dòng Tối Thiểu | 3~5 mil (0,075~0,127 mm) |
| Lỗ Khoan Cơ Học Tối Thiểu | 0,15~0,2 mm |
| Lỗ Khoan Laser Tối Thiểu | 0.1 mm |
| Mặt nạ hàn | ≥3 mil (0,075 mm) |
| Khoảng Cách Cách Điện | ≥3 mil (0,075 mm) |
| Hoàn thiện bề mặt | ENIG, OSP, Thiếc/Nhôm Nhúng |
| Khả năng chịu nhiệt | 260℃/20s |
| Đường kính | 3,2~3,5（@1MHz） |
| Df | ≤0.02 |
| Tuổi thọ uốn dẻo | ≥100.000 lần |
| Độ khoan dung kích thước |
±0,1 mm (đường viền) ±10% (độ dày) |
| Đóng gói sản phẩm hoàn thiện |
Bọt Đệm bóng khí Túi chống tĩnh điện |
Bảng mạch linh hoạt có nhiều loại và được sử dụng rộng rãi trong các linh kiện và thiết bị điện tử. Dưới đây là một số giới thiệu cụ thể:
Các mạch đồng được bố trí chỉ trên một mặt của lớp nền. Lớp màng polyimide dẫn tín hiệu, và lớp màng phủ cung cấp khả năng bảo vệ và nhận biết độ uốn cong. Cấu trúc siêu mỏng và chi phí thấp, phù hợp với các mạch cơ bản. Ứng dụng điển hình là dây dẫn cảm biến, dải đèn LED và các kết nối tín hiệu cơ bản. Thường chỉ yêu cầu uốn cong một lần hoặc giữ nguyên dạng để giảm hệ thống dây điện và trọng lượng. Sản xuất đơn giản, phù hợp với sản xuất số lượng nhỏ. Nhược điểm là khả năng bố trí dây bị giới hạn, các mạch phức tạp cần sử dụng dây chuyền hoặc dây dẫn ngoài, việc bố trí trên một lớp phải tránh giao chéo, và tấm gia cường làm tăng độ dày.
Các mạch đồng được bố trí trên cả hai mặt của lớp nền, và việc kết nối giữa các lớp được thực hiện thông qua các lỗ xuyên hoặc vi lỗ. Mật độ đi dây cao hơn ở cùng kích thước, và lớp phủ hai mặt giúp bảo vệ. Giữ cho sản phẩm nhẹ và mỏng, đồng thời xử lý các tín hiệu trung bình phức tạp. Ứng dụng tiêu biểu là máy quét mã vạch, dây cáp camera và các tấm nền đèn nền LED. Ưu điểm là tách biệt giữa các đường nguồn và tín hiệu, việc đi dây linh hoạt hơn. Nhược điểm là quy trình sản xuất (khoan, mạ điện) phức tạp hơn và chi phí cao hơn so với bo mạch một mặt. Điểm quan trọng trong thiết kế là tránh bố trí các lỗ xuyên trong khu vực uốn cong; tuân theo các quy tắc thiết kế khu vực uốn cong do nhà sản xuất cung cấp (ví dụ như chiều rộng và khoảng cách dây) để đảm bảo độ tin cậy lâu dài.
Bao gồm ba lớp dây dẫn bằng đồng trở lên, được phân cách bởi các lớp cách điện linh hoạt. Lớp bên trong có thể được bố trí thành lớp cấp nguồn và lớp tiếp đất để giảm nhiễu. Liên kết giữa các lớp thông qua lỗ mù hoặc lỗ chôn giúp tiết kiệm không gian. Toàn bộ được bảo vệ bằng lớp màng bao phủ. Phù hợp cho các mạch tốc độ cao, module RF và kết nối module camera nhỏ. Ưu điểm là cấp nguồn, tiếp đất và tín hiệu được tích hợp trong cấu trúc mỏng, đảm bảo tính toàn vẹn tín hiệu tốt và khả năng chống nhiễu điện từ mạnh. Nhược điểm là chi phí sản xuất cao và quy trình phức tạp. Điểm mấu chốt trong thiết kế là số lớp quyết định độ dày và quy trình sản xuất; các tín hiệu quan trọng cần được bố trí ở lớp bên trong; khi tăng số lớp cần tăng bán kính uốn tối thiểu, đồng thời phải cân bằng giữa độ tin cậy và tính linh hoạt.
Tất cả các thiết kế linh hoạt đều dựa trên các chất nền linh hoạt. Các bảng linh hoạt tĩnh được sử dụng trong những trường hợp chỉ yêu cầu lắp đặt và uốn cong một lần (chẳng hạn như máy ảnh và điện thoại di động) với chi phí thấp. Các bảng linh hoạt động được sử dụng ở những vị trí đòi hỏi uốn cong lặp đi lặp lại (chẳng hạn như bản lề và màn hình gập). Điều này đòi hỏi phải được thiết kế đặc biệt để chịu được hàng nghìn chu kỳ uốn cong: giảm ứng suất dây đồng và thiết lập một đường uốn trung tính. Việc lựa chọn vật liệu (chất nền, màng phủ, độ dày đồng) phụ thuộc vào yêu cầu uốn cong và ngân sách chi phí.
Mạch PCB linh hoạt có tấm gia cố, tấm gia cố (vật liệu: FR4, polyimide, tấm kim loại) được cố định vào một khu vực cụ thể trên mạch linh hoạt bằng keo dính. Chức năng là hỗ trợ các linh kiện nặng hơn (như đầu nối, chip), tăng độ phẳng và độ bền cục bộ, ngăn ngừa vết nứt mối hàn do uốn cong. Vị trí ứng dụng là pad kết nối, phía dưới linh kiện, mép bảng mạch và điểm kiểm tra. Các điểm thiết kế của nó là khu vực tấm gia cố cần được dự trữ để tránh ảnh hưởng đến vùng uốn cong liền kề, độ bám dính phải chắc chắn và chịu nhiệt tốt, vùng chuyển tiếp của lớp phủ phải mịn, phần gia dày cục bộ cần tính đến điều chỉnh quy trình lắp ráp và hàn.
Tích hợp khu vực bảng cứng và khu vực linh hoạt trong một cấu trúc duy nhất. Lớp linh hoạt được ép vào phần cứng trong quá trình sản xuất. Ưu điểm của nó là không cần cáp bổ sung để kết nối khu vực cứng; hỗ trợ cứng địa phương được cung cấp, các kết nối linh hoạt được giữ nguyên, trọng lượng được giảm, tiết kiệm không gian và đơn giản hóa việc lắp ráp. Chủ yếu được sử dụng trong hàng không vũ trụ, thiết bị y tế cấy ghém và thiết bị quân sự. Yêu cầu cụ thể là công nghệ ép lớp và căn chỉnh độ chính xác cao. Các điểm chính trong thiết kế là xác định sự khớp nối cơ học và đường cong trong giai đoạn đầu; công cụ CAD cần hỗ trợ thiết kế cấu trúc lai.
Lõi là một lớp màng nền linh hoạt (ví dụ như polyimide). Lớp lá kim loại được ép lên trên để tạo thành mạch điện. Keo dán đảm bảo lớp đồng bám chắc vào nền. Lớp phủ ngoài (cover film) được sử dụng để bảo vệ khỏi độ ẩm và mài mòn, kéo dài tuổi thọ khi uốn cong.
Bán kính uốn là thông số đo lường khả năng uốn tối đa của bo mạch mềm. Quy tắc phổ biến là "bán kính uốn ≈ độ dày bo mạch × 10". Ví dụ: bo mạch dày 0.1mm có bán kính uốn tối thiểu là 1mm.
Bán kính nhỏ hơn (ví dụ: độ dày × 5) được cho phép với trường hợp uốn một lần.
Nếu uốn lặp lại, bán kính tối thiểu phải được tuân thủ nghiêm ngặt, nếu không sẽ dễ gây ra hiện tượng mỏi vật liệu dẫn đến gãy. Vật liệu ảnh hưởng đến hiệu suất. Polyimide chịu nhiệt và chống mỏi do uốn lặp lại tốt, polyester có chi phí thấp phù hợp cho ứng dụng tĩnh. Lớp đồng càng mỏng thì độ uốn dẻo càng tốt.
Chức năng chính là cung cấp độ phẳng cục bộ và hỗ trợ cơ học cho các điểm hàn (ổ cắm, linh kiện, điểm kiểm tra). Ngăn chặn mối hàn bị nứt do ứng suất uốn. Keo chịu nhiệt được yêu cầu để đảm bảo độ bám dính chắc chắn.
Vật liệu sử dụng: FR4 (chi phí thấp), polyimide (khớp nhiệt tốt), tấm nhôm (độ bền cao). Các thanh gia cường yêu cầu cắt chính xác và xử lý mép (như quấn băng keo/màng bọc) để tránh bong tróc.
Lập kế hoạch đi dây: Xác định độ rộng dây (ảnh hưởng đến khả năng dẫn điện và độ cứng) và khoảng cách (tránh chập điện khi uốn cong). Các dây dẫn trong vùng uốn cong nên là các đường cong mượt.
Xử lý vùng uốn cong: Tránh các đường tín hiệu quan trọng và lỗ mạ xuyên tâm. Các mạng quan trọng được bố trí ở vùng ổn định.
Bố trí linh kiện: Đặt chúng trước tiên ở các vùng không uốn cong. Nếu chúng nằm gần vùng uốn cong, hãy cân nhắc sử dụng các đầu nối linh hoạt hoặc ổ cắm ZIF.
Công cụ thiết kế: Sử dụng các công cụ CAD hỗ trợ thiết kế linh hoạt, có chức năng mô hình hóa lớp, phân tích ứng suất và mô phỏng uốn cong, để thuận tiện cho việc hợp tác với thiết kế cơ khí.
Công nghệ PCB linh hoạt mở rộng khả năng thiết kế thông qua việc tiết kiệm không gian, giảm trọng lượng và đơn giản hóa lắp ráp. Lựa chọn bo mạch một mặt, hai mặt, nhiều lớp hoặc kết hợp cứng-mềm tùy theo nhu cầu của bạn. Đảm bảo độ tin cậy trong các ứng dụng có chuyển động nhờ lựa chọn hợp lý vật liệu, thiết kế bố trí dây dẫn và uốn cong.
Các nhà sản xuất như PCBasic cung cấp chuyên môn, hỗ trợ gia công mẫu nhanh và sản xuất hàng loạt. Việc lựa chọn đúng loại bo mạch linh hoạt giúp phát triển hiệu quả và đáng tin cậy các thiết bị điện tử mỏng nhẹ có bộ phận chuyển động.
In lưới
Copper Based PCB
Lắp ráp smt
Teflon PCB
