Un PCB este o componentă esențială a oricărui circuit electric, având conectori care servesc drept strat de bază pentru alte elemente ale cursului de lucru. Producătorii folosesc PCB-uri pentru a susține cablările și componentele montate pe suprafață. Acestea sunt de diferite tipuri.

Să analizăm unul dintre tipurile: PCB-uri flexibile și să evidențiem strategiile pentru proiectarea lor precisă.

Ce este un PCB flexibil?

Un PCB flexibil este o placă unică de circuit imprimat care înlocuiește substratul rigid FR4/metal/PTFE/ceramic cu un substrat subțire, îndoit de poliimidă (PI) și o suprapunere PI în locul măștii de lipit. Placarea prin găuri sau căile îngropate izolează și protejează urmele conductoare de cupru care leagă diferite straturi flexibile de PCB cu materiale PI neconductoare. A placa de circuit flexibila, flex PCB sau FPC, este un alt nume pentru un PCB flexibil. Materialele poliimide flexibile neconductoare sunt gravate cu urme de circuit de cupru, iar găurile placate (PTH) sau căile îngropate conectează diferitele straturi de circuit. Componentele electronice pot fi montate la suprafață pe plăcuțele PCB de pe cele două părți ale unui PCB flexibil. PCB-urile flexibile pot avea ocazional rigidizări PCB adăugate la capete pentru conectarea la sistem, dispozitiv sau alte părți pentru a oferi un suport mecanic mai bun. PCB-urile flexibile pot fi cu o singură față, cu două fețe, cu un singur strat, cu două straturi sau cu mai multe straturi și pot fi, de asemenea, proiectate și realizate la comandă. Un strat de PCB este egal cu un strat de circuit. Dar toată lumea poate distinge rapid un PCB flexibil în afară de un PCB rigid standard, deoarece acestea sunt adesea subțiri, ușoare și galbene. Grosimea sa variază de la 0.05 mm la 0.6 mm. Este, de asemenea, gama de grosimi PCB flexibile completată de PCBONLINE. De obicei, PCB-urile flexibile au două părți. Pentru a le înțelege corect, trebuie să fiți familiarizat cu structura fundamentală a PCB-urilor flexibile.

Diferența dintre materialul de poliimidă (PI) și poliester (PET).

Materiile prime pentru PCB flexibil și stivuirea determină calitatea circuitului flexibil. În funcție de cerințele pieței, sunt utilizate trei tipuri diferite de materii prime de bază pentru a face plăci de circuite flexibile. Poliester (PET), Polimidă (PI) cu adeziv și Polimidă (PI) fără adeziv. Beneficiile materialului PET includ o metodă de producție mai simplă, costuri mai mici și timpi de livrare mai scurti. Dezavantajele materialului PET includ incapacitatea poliesterului de a trece prin fluxul de lipit. Atunci nu poate funcționa într-un climat cald. Avantajul poliimidei (PI) este că este flexibilă. Poate funcționa într-un mediu cald. Costul materiilor prime este semnificativ mai mare decât cel al polimidei (PI), care este unul dintre dezavantajele sale.

De ce PCB-urile flexibile trebuie să fie unice și nu puteți face fiecare PCB flexibil?

Deși plăcile de circuite flexibile sunt utile, plăcile de circuite rigide vor fi în continuare necesare pentru unele aplicații. Cea mai importantă barieră în calea utilizării unui design de placă de circuit complet flexibil într-un produs de consum este rentabilitatea. Într-o fabrică tipică de producție automată de mare volum, plăcile de circuite rigide sunt mai puțin costisitoare de produs și instalat. Pentru a reduce costurile de producție și asamblare, soluția optimă pentru un produs inovator utilizează adesea plăci de circuite din lemn ori de câte ori este posibil și circuite flexibile numai atunci când este esențial. În acest scop, unii producători folosesc chiar plăci de circuite imprimate hibrid rigid-flex. Laptopurile și echipamentele medicale pentru conectarea plăcilor de circuite rigide folosesc în general circuite flexibile asemănătoare panglicilor. Concentrându-se pe capacitățile unice ale tehnologiei de bază ale fiecărei plăci de circuite, aceste plăci sunt combinate și create pentru a îndeplini o gamă largă de nevoi tehnice.

Tipuri de PCB flexibile

• Există FPC-uri cu un singur strat, cu două straturi și cu mai multe straturi, în funcție de modul în care diferă straturile de circuit.
• Există FPC cu o singură față și cu două fețe, care variază în funcție de partea de montare a componentei.
• Există trei tipuri de PCB flexibile: PCB-uri transparente, flexibile, PCB-uri flexibile din aluminiu și PCB-uri de poliimidă galbenă.
• Există PCB-uri flexibile HDI și PCB-uri flexibile standard, care diferă în ceea ce privește vias-urile FPC.

Cum să alegi tehnologia de asamblare potrivită pentru un PCB flexibil?

Următoarele sunt modalități prin care vă puteți asigura că PCB flexibil proiectați sau utilizați a fost proiectat corect pentru dvs.:

• Alegeți materialul potrivit pentru PCB-ul dvs

Procesul de creare a PCB-ului dumneavoastră flexibil începe cu selectarea materialelor adecvate. Ne referim la alegerea materialului de substrat adecvat, a conductorului, a adezivului și a stratului de acoperire. Ar fi de ajutor dacă ați lua în considerare utilizarea unui film cu calități izolante solide ca material primar. Trebuie să funcționeze mecanic și electric respectând standardele.

Din acest motiv, producătorii aleg de obicei poliester sau poliimidă. FR4 este utilizat în plăci standard, deși variantele sale subțiri pot fi utilizate și, în special în panourile flexibile-rigide. 

Poliesterul are cea mai scăzută temperatură de lipit atunci când comparați diferitele materiale. Cea mai scăzută temperatură maximă de funcționare continuă este de 110C, mai mică de 150C pentru FR4 și 220C pentru poliimidă. Când vine vorba de absorbția umidității, poliimida este o opțiune preferabilă datorită rezistenței sale excelente la tracțiune și alungire. Poliimida are un factor de pierdere dielectrică care este de două ori mai scăzut decât poliesterii.

În general, poliimida este un material neinflamabil cu proprietăți electrice și fizice excelente. Poliesterul, pe de altă parte, este mai puțin costisitor și oferă o performanță adecvată, deși este vulnerabil la deteriorare atunci când este lipit.

• Fabricare - decuparea și forarea: cheia pentru asamblarea unui PCB

Pregătirea materialelor este primul pas în procesul de asamblare. Ar trebui să enumerați toate consumabilele necesare pentru metodă, cunoscute și sub denumirea de „blanking”. Acesta conține, de asemenea, o pastă de laminare, un film de separare și alte materiale auxiliare necesare. Tratarea materialelor subțiri și delicate pe tot parcursul procesului de găurire poate fi dificilă. Experții recomandă să stivuiți mai întâi plăcile, deoarece găurirea lor este dificilă. Luați în considerare stratul de placare și stivuiți toate componentele sale, de exemplu. S-ar putea să semene cu cărțile după ce le combini, dar vor fi mai groase când sunt combinate decât atunci când sunt folosite separat.

• Tehnologia de asamblare- Pitting and Desmearing

Dacă procesul de găurire a avut succes, este posibil să se afle unele resturi de foraj rămase pe material. Din acest motiv, ar trebui să încercați să curățați orice murdărie înainte de a trece la următoarea acțiune. Cu toate acestea, necesită o vigilență extinsă, deoarece lucrați cu componente mici și subțiri. PTH (plated-through-hole) și placarea cu model sunt următorii pași ai procedurii. Iată un exemplu al acestei proceduri:

• Pentru placarea electroless, experții recomandă utilizarea paladiului coloid acid ca soluție de pretratare. Ei prezic că va funcționa mai eficient decât paladiul ionic alcalin. Motivul este că nu doriți ca materialele să se extindă sau să creeze găuri inutile. În plus, concentrează-te pe viteză și timpul de reacție cât mai repede posibil. 

• Placare electrică: Stratul cu placare cu cupru electroless are calități mecanice slabe, inclusiv flexibilitate. Acest lucru îl face vulnerabil la deteriorarea șocului termic. Placarea electrică are ca scop îngroșarea panoului, deoarece acest lucru va asigura integritatea stratului de acoperire a peretelui găurii mai târziu în procedură.

• Imagini – curățați suprafața plăcii înainte de a trece la această fază. Pentru PCB-urile standard, asamblatorii folosesc o tehnologie comparabilă. Cu toate acestea, deoarece plăcile flexibile s-ar putea deforma, aplicarea metodelor de curățare electrolitică și chimică ar fi benefică. Lipiți acum filmul uscat și urmăriți cum se dezvoltă. Va deveni fragil și va pierde o parte din forța de legare a foliei de cupru din cauza polimerizării.

• Gravura

Gravarea este următoarea tehnologie de asamblare pe care o folosim. În punctele de îndoire, veți vedea că substraturile au multe fire paralele. Concentrați-vă pe păstrarea direcției fluidului de gravare pe parcursul procedurii dacă doriți să maximizați rezultatele de gravare. Gândiți-vă și la direcția transmisiei, presiunea și poziția. Substratul rigid trebuie îmbinat cu substratul flexibil. Doriți să desenați substratul flexibil înainte, așa că faceți asta în fața lui. Când procesul de gravare este complet, trebuie să modificați suprafața pentru a crește potențialul de legare. Apoi așezați stratul de placare. Mai mult, asigurați-vă coacerea plăcii flexibile și a stratului de placare, deoarece acestea au perspective diferite de absorbție a umezelii. Vă rugăm să o coaceți timp de aproximativ 34 de zile, dar asigurați-vă că înălțimea de stivuire este de cel mult 25 mm.

• Laminarea PCB-ului

Este crucial să știi că trebuie să selectezi detaliile procesului pe baza substraturilor pe care le-ai ales. Materialele vor determina timpul, presiunea și viteza de încălzire necesare pentru laminare. Câteva sfaturi generale de luat în considerare sunt:

• Viteza de încălzire: temperatura ar trebui să atingă 173C între 10 și 20 de minute.

Utilizați o presiune de 150 N până la 300 N/cm2. Ar trebui să vă ia cinci până la opt secunde pentru a atinge presiunea maximă.

• Timp – potrivit experților, timpul de presiune netă va dura aproximativ 60 de minute la presiune maximă.

Veți avea nevoie de echipamente profesionale de laminare pentru orice utilizări sofisticate și aplicații profesionale. În plus, asigurați-vă că selectați materialul potrivit pentru garnituri. Luați în considerare fluiditatea scăzută și formabilitatea remarcabilă și alegeți un material care nu se va micșora după răcire.

• Finalizarea PCB- Asamblarea

Coacerea, topirea la cald și prelucrarea ascuțită alcătuiesc etapele finale ale procesului flexibil de asamblare a PCB-urilor. Profesioniștii folosesc aceste tehnici pentru a elimina umiditatea suplimentară, pentru a o usca și pentru a preveni udarea plăcii. In fine, ar fi benefic daca ai tine cont de ambalaj. Deoarece hârtia de ambalare singură nu poate separa plăcile, producătorii ambalează numeroase plăci folosind tehnologia de ambalare în vid. Cele mai de încredere companii vor lua toate măsurile de precauție pentru a împacheta PCB-urile în siguranță și a le expedia printr-un serviciu de încredere.

Concluzie

Lumea PCB este în continuă creștere și interesantă într-un mod care o diferențiază. PCB flexibile sunt un exemplu al modului în care PCB-urile pot fi modificate și utilizate pentru a face invenții mai noi, ceea ce deschide lumea PCB-urilor către un domeniu complet nou de utilizare. Așadar, este timpul să ne apucăm de treabă. Tocmai v-am oferit cunoștințele despre alegerea tehnologiei și contabilizarea diferitelor variabile.