Výhody flexibilních PCB a Rigid-Flex PCB

Podle standardu IPC 6013 se flexibilní desky dělí na jednostranné, oboustranné, vícevrstvé a rigid-flex desky.

Výrobní proces desek s pevnou pružností zahrnuje přípravu materiálu, tvarování, leptání, vrtání, pokovování, řezání flexibilních desek a elektrické testování.

Výrobní proces rigid-flex desek je ideální volbou pro konstrukci obvodů v lékařském, leteckém, vojenském a telekomunikačním průmyslu.

Díky jejich výhodám, jako je nízká hmotnost, vysoká hustota montáže a miniaturizace, roste poptávka po takových deskách plošných spojů. Flexibilní desky plošných spojů mají také pokročilou mechanickou konstrukci a vynikající elektrické a tepelné vlastnosti. Popularita flexibilních desek plošných spojů podnítila vývoj dalších souvisejících produktů, jako jsou flexibilní desky plošných spojů HDI, vestavěné flexibilní desky plošných spojů a tuhé a flexibilní desky plošných spojů.

Mezi těmito odvozenými produkty se rigid-flexibilní desky plošných spojů běžně používají v automobilovém, lékařském, vojenském a leteckém průmyslu. Výroba rigid-flexibilních desek plošných spojů je časově náročný proces, který zahrnuje kroky, jako je příprava materiálu, leptání, vrtání a pokovování, po nichž následuje výroba finálního produktu. Tato příručka se zabývá flexibilními deskami plošných spojů a pochopí proces jejich výroby.

Flexibilní PCB Výhody

Deska s plošnými spoji vyrobená z flexibilních základních materiálů se nazývá flexibilní PCB. Flexibilní desky plošných spojů (neboli flex desky) jsou flexibilní a přizpůsobitelné, lze je tvarovat tak, aby splňovaly požadavky různých aplikací. Ve srovnání s tradičními tuhými deskami mají flex desky mnoho výhod, včetně:

• Malá velikost, lehká
• Tenký
• Miniaturizace obvodů, vysoká hustota montáže
• Méně chyb v zapojení
• Flexibilita, vhodná pro konstrukci ohýbatelných obvodů
• Nejsou potřeba mechanické konektory
• Kompatibilní s 3D propojením
• Vysoký stupeň mechanické a elektronické konstrukční svobody
• Vysoká integrita signálu a spolehlivost obvodu
• Dobrá kontrola impedance
• Široký rozsah provozních teplot
• Silná odolnost proti nárazům
• Vhodné do drsného prostředí

Navzdory tomu, že mají všechny tyto výhody, mají flexibilní desky plošných spojů vyšší materiálové náklady ve srovnání s deskami tuhými nebo tuhými. Desky Rigid-flex kombinují výhody pevných a flexibilních desek plošných spojů, což z nich činí přínos pro výrobu obvodů. Následující obsah představí desky rigid-flex a proces výroby rigid-flex.

Rigid-flex desky se běžně používají v automobilovém, lékařském, vojenském a leteckém průmyslu.

Co je to Rigid-Flexible Boards

Podle standardu IPC 6013 jsou flexibilní desky klasifikovány do různých typů, včetně jednostranných, oboustranných, vícevrstvých a rigid-flex desek. Typ 4 pod IPC 6013 zmiňuje desky rigid-flex, které kombinují výhody pružných a tuhých desek. Lze je popsat jako hybridní desky nebo rigid-flex desky. Rigid-flex desky se dělí do dvou kategorií:

1. Flexibilní montážní typ – Tento typ lze ohnout pouze jednou během instalace nebo údržby.
2. Dynamický flexibilní typ – Tento typ lze během používání několikrát ohnout.

Rigid-flex desky jsou vhodné pro aplikace, které vyžadují malý rozměr, tj. nutnost zabudovat více komponent na menší plochu. Pevně ​​ohebné desky navržené ve 3D prostoru mají vyšší prostorovou účinnost; lze je dynamicky ohýbat nebo skládat, což usnadňuje vytvoření požadovaného tvaru v balení finálního produktu; nevyžadují mnoho propojení, vyžadují méně údržby a jsou široce uznávány pro svou spolehlivost; desky rigid-flex se nejčastěji používají v lékařském, telekomunikačním a leteckém průmyslu.

Rigid-flex desky jsou vhodné pro aplikace, které vyžadují malý rozměr, tj. nutnost zabudovat více komponent na menší plochu.

Rigid-flex výrobní proces

Před zahájením procesu výroby rigid-flex je třeba provést návrh PCB. Jakmile je určeno rozvržení, může začít proces výroby rigid-flex.

Výrobní proces rigid-flex kombinuje výrobní techniky tuhých a pružných desek. Rigid-flex desky skládají tuhé a flexibilní PCB vrstvu po vrstvě. Komponenty jsou sestaveny v pevných oblastech a propojeny se sousedními pevnými deskami prostřednictvím pružných oblastí. Spojení mezi vrstvami jsou vedena přes pokovené průchozí otvory.

Výrobní proces rigid-flex zahrnuje následující kroky:

1. Příprava podkladu: Prvním krokem ve výrobním procesu rigid-flex je příprava nebo čištění laminátu. Lamináty s měděnými vrstvami je třeba před nasazením do jiných výrobních procesů předběžně vyčistit, ať už jsou či nejsou opatřeny lepicí vrstvou.
2. Generování vzoru: Provádí se sítotiskem nebo fotografickým zobrazením.
3. Proces leptání: Obě strany laminátu s obvodovým vzorem se ponoří do leptací nádrže nebo se postříkají roztokem leptadla pro leptání.
4. Proces mechanického vrtání: Přesné vrtací systémy nebo technické vrtání se používají k vrtání požadovaných obvodových otvorů, podložek a vzorů průchozích otvorů ve výrobních panelech. Například technologie laserového vrtání.
5. Proces pokovování mědí: Proces pokovování mědí se zaměřuje na ukládání požadované mědi do pokovených průchozích otvorů, aby se vytvořilo elektrické propojení mezi vrstvami tuhé ohebné desky.
6. Nanesení krycí vrstvy: Materiál krycí vrstvy (obvykle polyimidová fólie) a lepidlo se natisknou na povrch desky rigid-flex pomocí sítotisku.
7. Laminace krycí vrstvy: Laminace se provádí při specifických teplotách, tlacích a vakuových limitech, aby byla zajištěna správná adheze krycí vrstvy.
8. Použití výztužných žeber: Další výztužná žebra mohou být aplikována před dodatečnými procesy laminace v závislosti na požadavcích na design desky rigid-flex.
9. Flexibilní řezání desky: Použijte hydraulické děrovací metody nebo specializované děrovací nože k řezání flexibilní desky z výrobního panelu.
10. Elektrické testování a validace: Desky Rigid-flex jsou elektricky testovány podle směrnic IPC-ET-652, aby se potvrdilo, že izolační výkon, propojení, kvalita a výkon desky s obvody splňují požadavky konstrukčních specifikací. Testovací metody zahrnují testování létající sondou a mřížkové testovací systémy.

Výrobní proces rigid-flex je ideální volbou pro konstrukci obvodů v lékařském, leteckém, vojenském a telekomunikačním průmyslu, protože tyto desky plošných spojů mají vynikající výkon a přesné funkce, zejména v náročných prostředích.

Inženýři obvykle toto téma potvrzují spolu s poznámkami k výrobě flexibilních obvodů a desek plošných spojů výkonových transformátorů při přípravě spolehlivé sestavy desek plošných spojů nebo desek plošných spojů.