Flexible PCB:n ja Rigid-Flex PCB:n edut

IPC 6013 -standardin mukaan joustavat levyt luokitellaan yksipuolisiin, kaksipuolisiin, monikerroksisiin ja jäykiin flex-levyihin.

Rigid-flex -levyjen valmistusprosessi sisältää materiaalin valmistelun, muotoilun, etsauksen, porauksen, pinnoituksen, joustavan levyn leikkaamisen ja sähkötestauksen.

Rigid-flex -levyjen valmistusprosessi on ihanteellinen valinta lääketieteen, ilmailu-, sotilas- ja telekommunikaatioteollisuuden piirien rakentamiseen.

Keveytensä, suuren kokoonpanotiheytensä ja pienen kokonsa ansiosta tällaisten piirilevyjen kysyntä kasvaa. Joustavilla piirilevyillä on myös edistynyt mekaaninen suunnittelu ja erinomaiset sähköiset ja lämpöominaisuudet. Joustavien piirilevyjen suosio on vauhdittanut muiden vastaavien tuotteiden, kuten HDI-joustavien piirilevyjen, upotettujen joustavien piirilevyjen ja jäykkien joustavien piirilevyjen, kehitystä.

Näistä johdannaistuotteista jäykkiä ja taipuisia piirilevyjä käytetään yleisesti auto-, lääke-, sotilas- ja ilmailuteollisuudessa. Jäykkien ja taipuisien levyjen valmistus on aikaa vievä prosessi, johon kuuluu vaiheita, kuten materiaalin valmistelu, syövytys, poraus ja pinnoitus, jota seuraa lopputuotteen valmistus. Tässä oppaassa tutkitaan taipuisia piirilevyjä ja ymmärretään jäykkien ja taipuisien piirilevyjen valmistusprosessi.

Joustavat piirilevyt Edut

Joustavista perusmateriaaleista valmistettua piirilevyä kutsutaan joustavaksi piirilevyksi. Joustavat piirilevyt (tai flex-levyt) ovat joustavia ja mukautuvia, ja ne voidaan muotoilla vastaamaan eri sovellusten vaatimuksia. Perinteisiin jäykiin lautoihin verrattuna flex-laudoilla on monia etuja, kuten:

• Pieni koko, kevyt
• Ohut
• Piirien miniatyrisointi, korkea kokoonpanotiheys
• Vähemmän johdotusvirheitä
• Joustavuus, sopii taivutettavien piirien rakentamiseen
• Mekaanisia liittimiä ei tarvita
• Yhteensopiva 3D-liitäntöjen kanssa
• Suuri mekaaninen ja elektroninen suunnitteluvapaus
• Korkea signaalin eheys ja piirin luotettavuus
• Hyvä impedanssin säätö
• Laaja käyttölämpötila-alue
• Vahva iskunkesto
• Sopii ankariin ympäristöihin

Kaikista näistä eduista huolimatta joustavilla piirilevyillä on korkeammat materiaalikustannukset kuin jäykillä tai jäykillä joustavilla levyillä. Rigid-flex -levyissä yhdistyvät jäykkien ja joustavien piirilevyjen edut, mikä tekee niistä siunauksen piirien valmistuksessa. Seuraavassa sisällössä esitellään rigid-flex-levyt ja jäykkäflex-valmistusprosessi.

Rigid-flex -levyjä käytetään yleisesti auto-, lääke-, sotilas- ja ilmailuteollisuudessa.

Mitä ovat jäykät-joustavat levyt

IPC 6013 -standardin mukaan joustavat levyt luokitellaan eri tyyppeihin, mukaan lukien yksipuoliset, kaksipuoliset, monikerroksiset ja jäykät flex-levyt. Tyyppi 4 IPC 6013:ssa mainitsee rigid-flex -levyt, joissa yhdistyvät joustavien ja jäykkien levyjen edut. Niitä voidaan kuvata hybridilevyiksi tai jäykiksi flex-levyiksi. Rigid-flex -levyt jaetaan kahteen luokkaan:

1. Joustava asennustyyppi – Tätä tyyppiä voidaan taivuttaa vain kerran asennuksen tai huollon aikana.
2. Dynaaminen joustava tyyppi – Tätä tyyppiä voidaan taivuttaa useita kertoja käytön aikana.

Rigid-flex -levyt soveltuvat sovelluksiin, joissa vaaditaan pientä kokoa, eli tarve yhdistää enemmän komponentteja pienemmällä alueella. 3D-avaruudessa suunnitelluilla jäykillä flex-levyillä on parempi tilatehokkuus; niitä voidaan taivuttaa tai taittaa dynaamisesti, mikä helpottaa halutun muodon muodostumista lopputuotteen pakkauksessa; ne eivät vaadi monia yhteenliitäntöjä, vaativat vähemmän huoltoa ja ovat laajalti tunnustettuja luotettavuudestaan. jäykkiä joustavia levyjä käytetään yleisimmin lääketieteessä, televiestinnässä ja ilmailuteollisuudessa.

Rigid-flex -levyt soveltuvat sovelluksiin, joissa vaaditaan pientä kokoa, eli tarve yhdistää enemmän komponentteja pienemmällä alueella.

Rigid-flex -valmistusprosessi

Ennen kuin jäykkä-flex-valmistusprosessi alkaa, piirilevyn suunnittelun asettelu on tehtävä. Kun layout on määritetty, jäykän jouston valmistusprosessi voi alkaa.

Rigid-flex -valmistusprosessissa yhdistyvät jäykkien ja taipuisten levyjen valmistustekniikat. Rigid-flex -levyt pinoavat jäykkiä ja joustavia piirilevyjä kerros kerrokselta. Komponentit kootaan jäykille alueille ja yhdistetään vierekkäisiin jäykiin levyihin joustavien alueiden kautta. Kerrosten väliset liitokset muodostetaan pinnoitettujen läpimenevien reikien kautta.

Rigid-flex -valmistusprosessi sisältää seuraavat vaiheet:

1. Valmistele alusta: Ensimmäinen vaihe jäykän jouston valmistusprosessissa on laminaatin valmistelu tai puhdistaminen. Riippumatta siitä, onko liimapinnoite olemassa, kuparikerroksiset laminaatit on esipuhdistettava ennen kuin ne laitetaan muihin valmistusprosesseihin.
2. Kuvioiden luominen: Tehdään silkkipainatuksen tai valokuvakuvauksen avulla.
3. Etsausprosessi: piirikuvioidun laminaatin molemmat puolet upotetaan etsaussäiliöön tai ruiskutetaan etsausaineliuoksella etsausta varten.
4. Mekaaninen porausprosessi: Tarkkuusporausjärjestelmiä tai teknistä porausta käytetään poraamaan tarvittavat piirireiät, tyynyt ja läpivientireiät tuotantopaneeleihin. Esimerkiksi laserporaustekniikka.
5. Kuparipinnoitusprosessi: Kuparipinnoitusprosessin tavoitteena on kerrostaa tarvittava kupari pinnoitettujen läpimenevien reikien sisään sähköisten keskinäisten liitäntöjen muodostamiseksi jäykän joustolevyn kerrosten välille.
6. Levitä peitekerros: Peitekerroksen materiaali (yleensä polyimidikalvo) ja liima painetaan jäykän flex-levyn pinnalle silkkipainatuksella.
7. Peitekerroksen laminointi: Laminointi suoritetaan tietyissä lämpötiloissa, paineissa ja tyhjiörajoissa peitekerroksen oikean kiinnittymisen varmistamiseksi.
8. Kiinnitä vahvistusrivat: Ennen lisälaminointiprosesseja voidaan käyttää lisävahvistusripoja jäykän joustavan levyn suunnitteluvaatimuksista riippuen.
9. Taipuisa levyleikkaus: Käytä hydraulisia lävistysmenetelmiä tai erityisiä lävistysveitsiä joustavan levyn leikkaamiseen tuotantopaneelista.
10. Sähkötestaus ja validointi: Rigid-flex -levyt testataan sähköisesti IPC-ET-652-ohjeiden mukaisesti sen varmistamiseksi, että piirilevyn eristyskyky, yhteenliittäminen, laatu ja suorituskyky vastaavat suunnitteluspesifikaatioiden vaatimuksia. Testausmenetelmiä ovat lentävä luotaintestaus ja verkkotestausjärjestelmät.

Rigid-flex -valmistusprosessi on ihanteellinen valinta piirien rakentamiseen lääketieteen, ilmailu-, sotilas- ja telekommunikaatioteollisuudessa, koska näillä piirilevyillä on erinomainen suorituskyky ja tarkat toiminnot erityisesti ankarissa ympäristöissä.

Insinöörit yleensä varmistavat tämän aiheen yhdessä joustavien piirien valmistuksen ja tehomuuntajien piirilevyjen muistiinpanojen kanssa valmistellessaan luotettavaa piirilevy- tai piirilevykokoonpanoa.