Jak produkować sztywne i gięte PCB?

Rigid flexible PCBs stało się istotnym elementem w przemyśle elektroniki, ponieważ łączy w sobie najkorzystniejsze cechy obu płytki półprzewodnikowe sztywne i elastyczne Te hybrydowe zestawy kart są bardzo powszechne w przemyśle, takim jak lotnictwo, samochody, urządzenia medyczne i produkty konsumenta, ponieważ są uniwersalne, lekkie i niezawodne. Jeśli przeczytałeś moje poprzednie wpisy na blogu o sztywne-gniące się drukowane obwody drukowane, pamiętasz, że projektowanie sztywne-gniące się jest znacznie inne niż sztywne płyty lub płyty gniące. W tym wpisie otrzymasz techniczny rozkład, jak zaprojektować sztywne-gniące się PCB, skupisz się na obszarach, które pozwolą na najskuteczniejsze wykorzystanie tej unikalnej technologii i krok po kroku poprowadzisz Cię przez rzeczywisty optymalny proces tworzenia projektu sztywne-gniące się drukowanego obwodu!

Co sprawia, że sztywna i elastyczna płyta PCB jest inna?

Zacznijmy od tego, co decyduje o rigid flexible PCB tyle inaczej niż standardowa konstrukcja płytki i dokładnie jak wygląda projekt rigid flex (jak działa)…

Co to jest sztywno-zmienne PCB?

A rigid flexible PCB to płyta drukowana, która łączy warstwy sztywne i elastyczne w jedno zaprojektowanie. Niewzruszone regiony strukturalnie wspierają komponenty, a elastyczne regiony pozwalają płytce na zginanie lub zagiwanie, oferując zaletę oszczędzania przestrzeni i/lub możliwości przemieszczania. Taka kombinacja sprawia, że sztywne elastyczne PCB są niezbędne w kompaktowych elektronikach o wysokiej funkcjonalności.

Rygidałna płyta drukowana: Materiały używane w produkcji

Wybór materiałów użytych w produkcji rigid flexible PCBs jest równie krytyczny w definiowaniu wiarygodności i wydajności ostatecznego elastycznego zastosowania. W常用的材料包括：

• Płynny polimer: Polimer jest typowo używany jako elastyczne warstwy w elastycznym obwodzie dzięki swojej ekstremalnej odporności na ciepło i elastyczności.
• FR4: Wspólny materiał stały, który zapewnia sztywność i odporność fizyczną.
• Blacha miedziana: Służy jako warstwy przewodzące sygnały w transmisji.
• Warstwy klejone: przylegają do twardych i elastycznych części, są trwałe i niezawodne.

Wybór materiałów będzie zależał od potrzeb konkretnego zastosowania: stabilność termiczna, elastyczność, parametry elektryczne.

Proces produkcji PCB sztywno-zmienne

Produkcja a rigid flexible PCB to wieloetapowy proces, który wymaga precyzji i zaawansowania w każdym z kroków. Oto szczegółowy podsumowanie procesu:

Projekt i układ

Układ płytki PCB sztywnej i giętej musi być zaprojektowany w pierwszej kolejności. Schemat i układ tworzone są przez inżynierów za pomocą zaawansowanych narzędzi CAD, takich jak Altium Designer lub KiCad. Projekt musi obejmować kontrolę impedancji, promień zagięcia i warstwowanie, aby zapewnić optymalne wydajność.

W tym też przewiduje się prototypowanie w pewnym stopniu. Prototyp jest tworzony, aby przetestować skuteczność projektu – może pomóc w wykryciu ewentualnych wad projektu i w produkcji masowej. Przygotowanie materiałów

Gdy projekt zostanie ukończony, należy przygotować materiały na twardą i miękką część. Jako podstruktury używane są folie miedziane, a w zmienną część dodawane są folie polimerowe. Aby przykleić materiały, wykorzystuje się kleje.

Przygotowane materiały są również dokładnie sprawdzane na obecność rys i zanieczyszczeń, które mogłyby negatywnie wpłynąć na ostateczny produkt.

Laminacja

Laminacja jest jednym z najważniejszych procesów w produkcji sztywnych i giętkich PCB. W tym procesie sztywne i giętkie warstwy są laminowane do siebie pod wpływem ciepła i ciśnienia, tworząc warstwy. To mocno przyciska warstwy na swoje miejsca, bez zwiększania sztywności płyty.

Ważne jest, aby podczas laminacji dopasować elementy, by uniknąć nieprawidłowego zarysowania, co może prowadzić do słabej połączenia lub niskiej wydajności.

Wiercenie i tworzenie otworów

Po laminacji otwory wyprowadzeniowe są wydrążane, aby połączyć różne warstwy elektrycznie. Do tego celu można zastosować wiertlenie laserowe lub mechaniczne, w zależności od projektu.

Po wydrążeniu otworów miedź jest nanoszona na otwory w procesie zwalanym zanurzeniem otworów. To spajanie gwarantuje dobre kontakt elektryczny między płytkami. Odtwarzanie wzorca obwodu

Wzory obwodów na warstwach miedzi tworzone są poprzez etynię. Fotorezyst jest nanoszony na płytkę, a układ obwodu przenoszony na płytkę poprzez ekspozycję na światło UV (opcjonalnie). Wyeksponowane ścieżki są chemicznie wycinane, pozostawiając pożądane ścieżki miedzi.

W tym etapie wymagana jest duża dokładność, aby nie zbyt mocno nie podgrzać ani za mało podgrzać, w przeciwnym razie wystąpią wady obwodu.

Zastosowanie maski lutowniczej

Maska lutowa jest nanoszona na ścieżki, aby zapobiec oksydacji miedzi i izolować je od zwarć podczas lutowniczenia komponentów (Rys. 6-5). Tradycyjnie maska lutowa jest zielona, choć może być innego koloru.

Ekran służy do nakładania maski lutowniczej na płytkę, a następnie twardego jej zmiękczania za pomocą światła ultrafioletowego (UV) lub ciepła.

Obróbka powierzchniowa

Pewność powierzchni utrzymuje Twoje płyty w grze (w kwestii trwałości, spawalności i długoterminowego wydajności). Niektóre typowe powłoki powierzchniowe dla sztywno-gnuty PCB to:

• ENIG (Elektrolityczny cynk z nikielowym połyskiem): Zapewnia wyjątkową odporność na korozję i powierzchnię spawalną.
• HASL (Ogrzewanie powietrza do poziomu lutu): Tanie ochronne rozwiązanie dla powierzchni miedzianej.
• OSP (Organic Solderability Preservative): Nierdzewna warstwa wolnofosforowa dla aplikacji przyjaznych dla środowiska.

Zakończenie powierzchni może być dobrane zgodnie z wymaganiami aplikacji.

Badania elektryczne

Płycie PCB sztywne-flex są testowane elektrycznie przed dostawą, aby zweryfikować, że spełnia parametry standardowego projektu. Przeprowadzane są testy ciągłości i impedancji, aby udowodnić prace i niezawodność płyty.

Ostateczna Sprawdzenie i Kontrola Jakości

Ostatni etap polega na kompletnym ręcznym inspekcji płyty, aby spełnić finałowe kontrole jakości. Stosuje się sporadyczne zaawansowane metody, w tym Automatyczną Inspekcję Optyczną (AOI) i rentgenowskie badania, do identyfikacji wad, które nie są widoczne gołym okiem.

Zastosowania sztywno-zmiennej płytki drukowanej (Rigid Flexible PCBs)

Zastosowania sztywno-gąszczego PCB Sztywno-gąszczego PCB stosuje się w wielu różnych obszarach i rynkach.

• Medical: Małe, zaufane płytki obwodowe do urządzeń przylegających do ciała, indywidualne diagnozy i implanty.
• Aeronautyka i kosmonautyka: Inny przykład mogłaby być elektronika lotnicza i systemy satelitarne, gdzie konieczne są płytki PCB, które są lekkie, ale jednocześnie mocne.
• Samochodowe: elastyczne obwody dla czujników, systemów sterowania i infotainmentu.
• Elektronika konsumencką: małe PCB do smartfonów, kamer i nosnych urządzeń.

Ich zdolność do łączenia twardości i miękkości czyni je idealnym wyborem dla oszczędzających przestrzeń projektów z wysoką niezawodnością.

FAQs na temat sztywno-gumowych PCB

Jakie są zalety sztywno-zmiennej płytki PCB?

Zalety sztywno-płynnych PCB Sztywno-płynne PCB oferują wiele korzyści, takich jak lepsze i mniejsze projekty, zwiększoną niezawodność, większą elastyczność oraz dłuższą żywotność i wydajność w trudnych i nieprzyjaznych środowiskach. Jaka jest różnica między standardowym PCB a sztywno-płynnym PCB?

Kombinacja sztywnej i elastycznej na jednym płytkach nazywa się rigid flexible PCB a na przeciwległym końcu, standardowe płyty PCB są albo całkowicie sztywne, albo całkowicie elastyczne. Ta hibrydowa architektura umożliwia elastyczność potrzebną do zaawansowanych zastosowań.

Jakie są trudności w produkcji sztywno-gnętych PCB?

Środowiska trudne do rozwiązania obejmują obawy dotyczące precyzyjnego dopasowania podczas procesu laminacji, spójnego połączenia elektrycznego oraz trwałości elastycznych segmentów. Do rozwiązywania tych problemów wymagane są zaawansowane metody produkcji i kontroli.

Jak kontrolować jakość sztywnej, elastycznej płytki PCB?

Aby zapewnić jakość, rozważ współpracę z zaufanym producentem, który używa najnowszego sprzętu i przestrzega ścisłych standardów kontroli jakości. Szczególnie istotne są również ścisłe testy i inspekcje.

Czy sztywne i gięte PCB są ekonomiczne?

Choć sztywno-zgięta płyta drukowana ma wyższe koszty jednorazowe niż sztywne płyty drukowane, jej długoterminowa niezawodność, oszczędzanie przestrzeni i trwałość zazwyczaj przekładają się na oszczędności.

Wnioski

Produkcja sztywno-gąbek PCB to złożone, ale fascynujące zadanie. Od projektowania i wyboru materiałów, przez laminację i testowanie, każdy krok procesu jest kluczowy dla zapewnienia, że ostateczny produkt ma najwyższą jakość i wydajność. Łącząc zalety zarówno sztywnych, jak i gąbek PCB, sztywno-gąbki PCB zmieniły elektronikę i stanowią kluczowe rozwiązanie, gdy konfrontowane są z dowolną kombinacją płytek sztywnych i gąbek, wymagającymi innowacyjnych projektów w mniejszych pakietach.

Płycie PCB z twardą fleksją do urządzeń medycznych