Фактори, що впливають на вартість друкованих плат Rigid-Flex

Що таке друковані плати Rigid-Flex?

Жорсткі гнучкі друковані плати — це складна технологія, яка поєднує довговічність і підтримку жорстких друкованих плат із гнучкістю та адаптивністю гнучких схем. Цей гібридний підхід дозволяє дизайнерам створювати електроніку, яка може вписуватися в унікальні форми та простори, пропонуючи значні переваги перед традиційними друкованими платами з точки зору гнучкості конструкції, продуктивності та використання простору.

Особлива структура друкованих плат Rigid-Flex

• Склад шару: жорстко-гнучкі друковані плати складаються з кількох шарів, включаючи жорсткі шари, які забезпечують структурну стабільність, і гнучкі шари, які дозволяють згинати та складати. Ця композиція дозволяє друкованій платі бути частково гнучкою, що відповідає вимогам складного встановлення або переміщенню під час використання.
• Гнучкі з'єднання: гнучкі секції служать високонадійними з'єднаннями між жорсткими ділянками друкованої плати. Це усуває потребу в роз’ємах і кабелях, зменшуючи загальний розмір і вагу виробу та підвищуючи надійність за рахунок зменшення кількості потенційних точок відмови.
• Інтегрована конструкція: на відміну від простого приєднання гнучкої друкованої плати до жорсткої, жорстко-гнучка друкована плата складається як єдине ціле. Перехід між жорстким і гнучким шарами є плавним, що має вирішальне значення для збереження цілісності сигналу та механічних характеристик.
• Настроюваний набір шарів: набір шарів у жорсткій гнучкій друкованій платі можна налаштувати відповідно до конкретних електричних і механічних вимог. Дизайнери можуть регулювати кількість шарів, їх товщину та використовувані матеріали відповідно до потреб програми.
• Захисні покриття: Жорстко-гнучкі друковані плати часто мають захисне покриття та покриття для захисту гнучких секцій від факторів навколишнього середовища, таких як волога та стирання, які в іншому випадку можуть погіршити продуктивність з часом.

Вплив вибору матеріалу на вартість друкованих плат Rigid-Flex

Основний матеріал:

Найпоширенішим базовим матеріалом для гнучкої частини жорстко-гнучкої друкованої плати є поліімід завдяки його відмінній термічній стабільності, гнучкості та електричним властивостям. Альтернативним, більш дешевим матеріалом може бути поліестер, який також забезпечує хорошу гнучкість, але з меншим термічним опором і довговічністю.
Мідне покриття:

Для провідних шарів використовується мідь, товщина якої може бути різною. Стандартна товщина включає 1 унцію, 2 унції та більше для різних застосувань. Вартість зростає із збільшенням товщини через використання більшої кількості міді.

Кількість шарів впливає на вартість друкованих плат Rigid-Flex

Матеріали:

Для кожного додаткового шару потрібно більше матеріалу підкладки, провідних (мідних) шарів і препрегу (сполучного матеріалу між шарами), що безпосередньо збільшує витрати на матеріали.
Виробничі процеси:

Більша кількість шарів потребує додаткових кроків у процесі виробництва, включаючи ламінування, свердління, покриття та травлення для кожного доданого шару. Ці кроки збільшують час і ускладнюють виробництво, що призводить до збільшення трудових і накладних витрат.
Вихід і відходи:

Зі збільшенням кількості шарів збільшується ймовірність дефектів, потенційно знижуючи врожайність (відсоток вироблених повністю функціональних плит). Менший вихід означає, що для виробництва заданої кількості прийнятних дощок потрібно витратити більше матеріалу та часу, що опосередковано збільшує витрати.

Розмір і форма

Використання матеріалу: Найбільш безпосередній вплив в Розмір друкованої плати залежить від кількості необхідного матеріалу. Більші друковані плати використовують більше матеріалу підкладки, провідних шарів (наприклад, мідь) і захисних покриттів, що безпосередньо збільшує вартість матеріалу.

Обробка: Більші друковані плати також можуть вимагати спеціальних етапів обробки та обробки, що ще більше збільшує вартість. Наприклад, для більших плат може знадобитися додаткова підтримка під час виробничого процесу, щоб запобігти викривленню або пошкодженню, і вони також можуть спричинити більші витрати на перевірку та тестування.

складність: неправильні форми або конструкції зі складними вирізами та контурами можуть збільшити складність виготовлення. Для отримання нестандартних форм часто потрібні спеціальні процеси різання та механічної обробки, що збільшує час виробництва та витрати.

Інструменти та налаштування: Спеціальні форми можуть вимагати унікальних інструментів або пристосувань, що призведе до вищих витрат на налаштування. Ці витрати особливо значні для невеликих серій, де витрати на налаштування становлять більшу частку загальних витрат на виробництво.

Ефективність панелі: На ефективність панелі також впливає форма друкованої плати. Стандартні прямокутні дошки можна легко розташувати, щоб максимізувати використання панелей, зменшуючи відходи. Навпаки, неправильні форми можуть залишати невикористані місця на панелі, які не можуть бути використані для інших друкованих плат, таким чином збільшуючи вартість одиниці.

Втрати: Подібно до розміру, форма друкованої плати може впливати на кількість відходів, які утворюються під час виробництва. Конструкції, які призводять до більших відходів, за своєю суттю будуть дорожчими через неефективне використання матеріалів.

Якщо ця вимога впливає на постачання або випуск продукції, порівняйте її з Вибір матеріалу друкованої плати та Вибір компонентів друкованої плати перед надсиланням остаточних файлів на перевірку.

Спеціальні функції впливають на вартість жорстких друкованих плат

1. Контроль імпедансу:

Вплив: Забезпечення контролю імпедансу вимагає точних розрахунків і коригування геометрії друкованої плати (ширина доріжки, відстань і товщина діелектрика) і властивостей матеріалу. Такий рівень точності часто вимагає додаткового часу на проектування, спеціальних матеріалів і випробувань для перевірки відповідності необхідним значенням імпедансу.
Наслідки вартості: потреба у високій точності та додатковому тестуванні може збільшити вартість на 10-20% порівняно зі стандартними конструкціями, залежно від складності та вимог до конкретного імпедансу.

2. Сліпі та закриті переходи:

Вплив: ці отвори з’єднують внутрішні шари, не проходячи через всю плату (сліпі отвори) або з’єднують два або більше внутрішніх шарів (приховані отвори), створюючи більш складні конструкції без збільшення розміру друкованої плати. Їхнє виготовлення передбачає додаткові етапи свердління та нанесення покриттів, які мають бути точно вирівняні між кількома шарами.
Наслідки вартості: використання глухих і прихованих отворів може збільшити витрати на 15-30%, залежно від кількості отворів, їх розмірів і складності набору шарів.

3. Покриття через отвір:

Вплив: наскрізне покриття має важливе значення для створення надійних з’єднань між шарами друкованої плати, але вимагає точного свердління з подальшим гальванічним покриттям. Цей процес є ресурсомістким, особливо для дощок із великою кількістю шарів або малими розмірами свердел.
Витрати: додавання покриття через отвір може збільшити витрати на виробництво на 10-25%, залежно від складності конструкції та необхідного обсягу отворів.

4. Жорсткий-гнучкий переходи:

Вплив: області, де жорсткі друковані плати переходять у гнучкі схеми, є критичними точками, які вимагають ретельного проектування та виробництва для забезпечення надійності та довговічності. Для цих переходів часто потрібні спеціальні матеріали та додаткова обробка, щоб запобігти напрузі та зносу.
Вартість. Складність керування переходами між жорстким і гнучким може збільшити вартість на 20-40%, головним чином через спеціалізовані конструктивні міркування та потребу в точному виготовленні та тестуванні.

5. Інтерконнекти високої щільності (HDI):

Вплив: технологія HDI забезпечує більшу щільність компонентів на друкованій платі за рахунок використання менших розмірів отворів і майданчиків. Хоча HDI може значно збільшити функціональність друкованої плати в меншому просторі, для цього потрібні передові технології виробництва, включаючи лазерне свердління та тонке травлення.
Наслідки щодо вартості: використання функцій HDI може призвести до збільшення витрат на 25-50% через потребу в спеціальному обладнанні, матеріалах і підвищену складність виробничого процесу.

Вимоги до тестування та якості

Тестування прототипу: тестування на ранній стадії для виявлення проблем дизайну чи функціональності. Незважаючи на необхідність, це може бути дорогим через низький обсяг вироблених одиниць і високий рівень ручної перевірки та випробувань.
Виробничі випробування: застосовуються до кожної одиниці або партії зразків під час виробництва. Економія на масштабі може зменшити вплив на вартість одиниці, але комплексний характер необхідних тестів (електричні, AOI тощо) збільшує загальні витрати.
Якість: необхідний рівень тестування часто залежить від застосування друкованої плати. Сектори високої надійності (аерокосмічна, медична, автомобільна) вимагають більш суворих випробувань, що збільшує витрати, але виправдано потребою в майже ідеальній надійності.

Поради щодо зменшення вартості друкованих плат Rigid-Flex

• Використовуйте найменшу можливу кількість шарів
• Проектуйте з урахуванням стандартних матеріалів і процесів
• Зменшіть розмір дошки якомога більше
• Використовуйте недорогі матеріали жорсткості, де це можливо
• Ефективно створюйте панелі для максимального використання матеріалу
• Відрегулюйте накладення шарів до стандартної товщини, коли це можливо
• Подумайте про довший термін виконання замовлення для найкращої ціни
• Замовляйте більшу кількість, щоб отримати знижку на обсяг
• Дизайн для простоти виготовлення та складання там, де це практично
• Зверніться до свого партнера по друкованих платах на початку процесу проектування
• Запитуйте перевірку дизайну, щоб визначити можливості зниження витрат