PCB Rigid Flex

Điều gì là pCB Rigid Flex ？

Mạch PCB Rigid-flex là loại PCB mới kết hợp đặc tính của cả PCB cứng và PCB mềm. Sử dụng polyimide làm vật liệu nền chính, những mạch PCB này có thể uốn cong và linh hoạt, thích ứng với hình dạng phức tạp và không gian hẹp. Chúng rất lý tưởng cho thiết bị quân sự, thiết bị hàng không, thiết bị đeo, máy ảnh, điện thoại thông minh, đồng hồ thông minh, máy bay không người lái và nhiều ứng dụng khác.

Khái niệm về PCB Rigid-flex là gì?

Mạch PCB Rigid-flex, như tên gọi, về cơ bản là các bảng mạch kết hợp giữa các bảng mạch cứng và mạch linh hoạt. Chúng có độ uốn và tính linh hoạt tuyệt vời, do đó được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị y tế, thiết bị quân sự, hàng không vũ trụ, máy ảnh và điện thoại thông minh. Polyimide có độ linh hoạt cao hơn FR4, với hằng số điện môi (Dk) nằm trong khoảng từ 3.0 đến 3.5, trong khi FR4 thường dao động từ 3.5 đến 4.0. Các vật liệu polyimide phổ biến bao gồm Nelco và Rogers, nhưng Kapton thường được sử dụng cho các bảng linh hoạt thuần túy.

PCB Rigid-flex nói chung được phân loại thành ba loại sau:
1. Rigid-Flex Một Lớp: Đây là loại PCB Rigid-Flex đơn giản nhất, bao gồm một lớp đồng dẫn điện được kết nối với lớp nền linh hoạt thông qua các lỗ khoan, và được phủ bằng lớp bao phủ polyimide.
2. Rigid-Flex Hai Lớp: Có hai lớp dẫn điện, với các lỗ xuyên (PTHs) cung cấp kết nối điện giữa các lớp.
3. Linh kiện Rigid-Flex Nhiều Lớp: Loại này có nhiều hơn hai lớp dẫn điện. Các lỗ mạ (PTH) cung cấp kết nối điện giữa các lớp, khiến quy trình sản xuất phức tạp hơn, nhưng rất lý tưởng cho các ứng dụng như bố trí dây dẫn mật độ cao, giảm nhiễu chéo và điều khiển trở kháng.

Linh kiện PCB Rigid-Flex có những ưu điểm gì?

So với các bo mạch PCB cứng, các bảng Rigid-Flex có các ưu điểm sau:
1. Khả năng thích nghi với môi trường phức tạp: Ví dụ, thiết bị hàng không vũ trụ phải chịu được môi trường khắc nghiệt. Các bảng Rigid-Flex sử dụng lớp phủ polyimide bao bọc các dây dẫn, cải thiện đáng kể khả năng chịu đựng môi trường.
2. Kích thước nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ: Quân đội có các yêu cầu nghiêm ngặt về kích thước và trọng lượng. Các bảng Rigid-Flex có thể thích ứng với nhiều cấu trúc nhỏ và vi mô khác nhau, từ đó giảm kích thước và trọng lượng.
3. Khả năng chịu sốc và chống rung mạnh: Chúng có thể chịu được các tác động mạnh mà không bị hư hại.
4. Có thể tái sử dụng: Các bảng Rigid-Flex có thể gấp lại tới 100 lần mà không bị hư hại.
5. Khả năng thiết kế 3D: Chúng có thể được thiết kế thành các hình dạng ba chiều để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng khác nhau.
6. Cực kỳ bền và lâu dài: Vì có khả năng chịu va đập, chúng có thể được sử dụng trong thời gian dài mà không bị vỡ.

Phạm vi ứng dụng của PCB kết hợp cứng-mềm

1. Thiết bị y tế: ví dụ như trang thiết bị bảo hộ đeo trên người, máy nén tim, máy thử máu. PCB kết hợp cứng-mềm cung cấp khả năng chịu đựng tuyệt vời và kích thước nhỏ gọn.
2. Điện tử tiêu dùng tầm trung và thấp: ví dụ như điện thoại nhỏ, máy tính mini, đồng hồ trẻ em và các sản phẩm nhỏ, phức tạp khác.
3. Hàng không vũ trụ: ví dụ như máy bay không người lái nhỏ, tàu vũ trụ, thiết bị không gian và xe tự hành trên Sao Hỏa.
4. Quân sự: ví dụ như hệ thống quốc phòng, tên lửa, bom nguyên tử và vũ khí hàng không.
5. Điện tử ô tô: ví dụ như bảng điều khiển và hệ thống định vị tích hợp.
6. Robot thông minh: các loại robot AI khác nhau.

Ý tưởng thiết kế cho PCB kết hợp cứng-mềm

Khi thiết kế PCB cứng-mềm, hãy đặc biệt lưu ý đến các thông số thiết kế sau:
1. Tính toán bán kính uốn của PCB một cách hợp lý: Bán kính uốn phải nằm trong khoảng hợp lý, nếu không có thể gây hư hỏng.
2. Xác định số lần uốn: Xác định xem PCB sẽ được uốn tĩnh (chỉ uốn một lần) hay động (uốn lặp lại nhiều lần).
3. Lựa chọn vật liệu: Khu vực mềm nên sử dụng Polyimide, khu vực cứng nên sử dụng FR4.
4. Lỗ mạ xuyên (PTH) phải cách khu vực uốn ít nhất 0,5mm.
5. Tránh uốn góc 90°, vì dễ gây gãy.
6. Không sử dụng lỗ mạ xuyên (PTH) trong khu vực mềm hoặc khoan lỗ tại vị trí uốn.
7. Tránh môi trường quá nóng, vì sản phẩm rất nhạy cảm với nhiệt.
8. Tác động của cấu trúc lớp đến hiệu năng: Lưu ý việc căn chỉnh các lớp với nhau, điều này sẽ ảnh hưởng đến độ ổn định và độ tin cậy của PCB cứng-mềm.

Luôn tuân thủ tiêu chuẩn IPC 6013.

Quy Trình Sản Xuất PCB Cứng-Mềm

1. Thiết Kế Sơ Đồ: Các kỹ sư chia bảng thành các khu vực cứng và mềm theo tiêu chuẩn IPC 6013 và thiết kế bảng trước.
2. Lựa Chọn Vật Liệu: Chọn Kapton/polyimide cho phần mềm và FR4 cho phần cứng.
3. Ép Lớp: Tiến hành ép lớp ở nhiệt độ cao, nhưng cần lưu ý đến độ bền.
4. Khoan Và Mạ: Các bảng đã xếp chồng lên nhau được khoan và dẫn điện.
5. Lắp Linh Kiện: Hàn linh kiện được hoàn tất thông qua SMT, hàn và hàn hồi lưu.
6. Kiểm Tra Và Kiểm Định Chất Lượng: Thực hiện nhiều lần kiểm tra sản phẩm và đảm bảo chất lượng.

Dự Toán Chi Phí Cho PCB Cứng-Mềm

1. Mặc dù đắt hơn FR4, nhưng hiệu quả lắp ráp cao hơn.
2. Khi sản phẩm này được áp dụng, chi phí tổng thể sẽ thấp hơn.
3. Sản xuất với số lượng lớn có thể giảm chi phí trung bình của chúng ta.
4. Để tránh phát sinh chi phí cao hơn trong giai đoạn thử nghiệm, cần phải lập ngân sách từ trước.

Các đặc điểm tương ứng của bảng mạch mềm và bảng mạch linh hoạt-cứng

Bảng mạch mềm (Flex PCBs):

• Linh hoạt và bền, không dễ bị hư hỏng;
  
• Mỏng và nhẹ, phù hợp cho các ứng dụng có ít điểm kết nối;
  
• Được làm từ chất liệu polyimide hoặc Kapton;
  
• Phân loại: 1. Cố định (chỉ có thể uốn cong một lần) 2. Động (có thể uốn cong nhiều lần)
  

Đặc điểm của bảng mạch Rigid-Flex:

• Là sự kết hợp giữa bảng mạch cứng và mềm;
  
• Rất bền, có thể uốn cong và cực kỳ linh hoạt;
  
• Chủ yếu được sử dụng trong các ngành công nghiệp y tế, quân sự và hàng không vũ trụ.
  

Sự khác biệt giữa FFC và FPC

• FFC: Tên đầy đủ: Cáp dẹt linh hoạt (Flexible Flat Cable): Loại cáp này không có mạch điện và chủ yếu được sử dụng để kết nối các module.
  
• FPC (Mạch in linh hoạt - Flexible Printed Circuit): Loại cáp này có dây dẫn ở đầu cuối và chứa mạch điện. Cấu trúc phức tạp hơn và được sử dụng cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác và mật độ cao.

Thông số kỹ thuật Rigid flex pcb tại LHD TECH

Shen Zhen LHD TECH: Nhà cung cấp bảng mạch Rigid-Flex chất lượng cao tại Trung Quốc

Việc lựa chọn nhà cung cấp chất lượng cao là rất quan trọng, và chúng tôi là nhà cung cấp đáng tin cậy và uy tín.
1. Sản phẩm của chúng tôi được chứng nhận theo hệ thống chất lượng ISO9001 và QS9000, với quy trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt trong suốt quá trình sản xuất.
2. Giá thành rất phải chăng. PCB kết hợp cứng-mềm thường đắt tiền, vì vậy chúng tôi cung cấp mức giá cạnh tranh để giúp khách hàng giảm chi phí và tăng lợi nhuận.
3. Với hơn 23 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực PCBA cùng các tiêu chuẩn và quy trình sản xuất nghiêm ngặt, chúng tôi cam kết chất lượng sản phẩm đáng tin cậy và ổn định.
4. Đội ngũ kỹ thuật giàu kinh nghiệm của chúng tôi có thể giải quyết ngay từ đầu các vấn đề liên quan đến thiết kế PCB kết hợp cứng-mềm, giúp khách hàng yên tâm.