PCB Tegar-Flex Berbilang Lapisan

Papan litar bercetak fleksibel tegar berbilang lapisan (PCB) menggabungkan bahan tegar dan fleksibel. Tiga atau lebih lapisan pengalir kuprum disambungkan melalui lubang dalam litar ini. 

PCB jenis ini mempunyai kekuatan dan sokongan bahan tegar dan mudah dibengkokkan kerana bahagian yang fleksibel. PCB tegar-flex adalah ringan dan padat dan sesuai walaupun dalam elektronik terkecil dengan ciri berteknologi tinggi. 

Beberapa aplikasi biasa litar fleksibel tegar berbilang lapisan ialah alat perubatan, aeroangkasa dan bahagian automotif. Dalam artikel ini, kami akan membincangkan semua tentang papan litar fleksibel tegar berbilang lapisan dan pertimbangan reka bentuknya. 

Bagaimanakah PCB Flex Tegar Berfungsi?

PCB berbilang lapisan mempunyai sambungan 3 dimensi antara lapisan pengalir. Ia menghapuskan penggunaan berbilang PCB individu sambil melakukan kerja yang lebih baik. Bahan PCB fleksibel seperti polimida digabungkan dengan bahagian tegar yang diperbuat daripada FR-4. 

Kedua-dua lapisan disambungkan menggunakan pelekat yang kuat. Vias dan lubang komponen terdapat dalam setiap lapisan litar untuk membuat sambungan menegak. Bahagian tegar PCB mempunyai komponen dan kawasan fleksibel digunakan untuk membentuk sambungan boleh dibengkokkan untuk kefungsian dinamik. 

PCB fleksibel tegar berbilang lapisan membenarkan lenturan, lipatan dan pembalut padat agar sesuai dengan pelbagai elektronik. Ia adalah pilihan litar bersepadu sehenti untuk reka bentuk elektronik termaju dengan prestasi tinggi. 

Setiap lapisan fleksibel mempunyai lapisan polimida luaran untuk penebat. Lubang-lubang bersalut ditambah untuk sambungan litar. Selain itu, garis jalur permukaan ditambah untuk impedans terkawal berkelajuan tinggi. 

Secara keseluruhannya, litar lentur tegar boleh mematuhi tempat elektronik mungkin menghadapi cabaran reka bentuk seperti cakap silang, terlalu panas dan ketumpatan komponen. 

Jenis PCB ini mampu menghilangkan haba walaupun di kawasan komponen yang kompleks kerana ia mempunyai struktur berlapis. Selain itu, ciri fleksibel membolehkan PCB dipasang dalam geometri berbentuk unik. 

Jenis Litar Flex Tegar

Terdapat dua jenis papan litar bercetak fleksibel-tegar.

PCB Komposit Tegar-Fleksibel

Ia adalah gabungan papan tegar dan fleksibel dengan buta biasa dan tertimbus melalui. Vias buta menyambungkan dua lapisan tanpa menembusi papan. Sebaliknya, vias terkubur digunakan untuk menambah litar dan laluan surih. PCB komposit mempunyai reka bentuk berketumpatan tinggi. 

PCB Tegar-Fleksibel

Kedua-dua papan tegar dan fleksibel dibuat secara berasingan dan kemudian dilaminasi bersama. Ini menghasilkan papan lanjutan dengan prestasi tinggi yang boleh dimuatkan ke dalam ruang reka bentuk yang kecil. 

Aplikasi utama PCB fleksibel tegar ialah peranti perubatan, TV dan pencahayaan. Disebabkan oleh rintangan suhu tinggi dan keupayaan untuk membengkok, litar fleksibel-tegar sesuai untuk peranti elektronik mewah dengan jam berjalan yang panjang. 

Pertimbangan Reka Bentuk untuk PCB Tegar-Flex

Keperluan reka bentuk PCB fleksibel tegar agak rumit. Berikut ialah beberapa yang penting untuk membantu anda mereka bentuk komponen litar yang boleh dipercayai: 

• Timbunan Lapisan

Perlu ada timbunan lapisan yang mencukupi dengan kedua-dua lapisan tegar dan lentur untuk memastikan lenturan dan berfungsi yang boleh dipercayai. Jika terdapat lebih banyak lapisan lentur, litar tidak akan mempunyai struktur yang kukuh. 

Jika lapisan tegar meningkat, PCB akan menjadi tebal. Kehadiran lapisan tegar dan lentur yang betul memberikan struktur yang kukuh pada litar apabila ia dibengkokkan dalam bentuk reka bentuk yang unik. 

Lapisan tegar boleh dibentuk menggunakan lamina bertetulang atau FR-4. Kawasan lentur litar menggunakan bahan dielektrik yang boleh dibengkokkan dalam pelbagai bentuk. 

Pelekat lanjutan harus menggabungkan kedua-dua lapisan ini menjadi satu struktur. Ambil perhatian bahawa keseimbangan lapisan ini adalah penting untuk menambah kawalan impedans dan kestabilan.

• Jejari Bengkok

Perhatian yang teliti harus diberikan untuk tidak melepasi jejari selekoh minimum. Jika jejari selekoh kurang, ia akan membawa kepada keretakan kuprum dan kerosakan komponen. Di samping itu, ia boleh mencairkan lapisan, menjadikan PCB tidak berfungsi. 

Untuk membuat PCB tegar lentur, jejari lentur 3mm hingga 10mm biasanya digunakan. Jejari selekoh boleh dilaraskan dengan menggunakan ketebalan tembaga yang berbeza, menambah bahan yang lebih fleksibel, dan menukar reka bentuk tindanan. 

• Peralihan Tegar-ke-Flex

Banyak faktor, seperti geometri peralihan beransur-ansur dan cincin anulus, boleh memberi kesan kepada sambungan tegar-ke-flex. Jika sambungan tidak dilakukan dengan teliti, PCB akan retak atau gagal berfungsi. 

Untuk mengelakkan ini, kurangkan penggunaan tembaga berhampiran peralihan untuk mengelakkan bahan bertimbun. Langkau menggunakan sudut akut dan tiruskan sudut secara beransur-ansur untuk peralihan yang mudah. 

• Penempatan Komponen

Tiada komponen boleh ditambah pada lapisan fleksibel kerana ia hanya menyokong pematuhan dan pergerakan. Oleh itu, komponen litar hendaklah diletakkan di bahagian tegar. Selain itu, pertindihan harus dielakkan untuk memastikan bahagian yang fleksibel boleh dibengkokkan dengan bebas. 

Ia juga akan mengeluarkan tekanan daripada penyambung. Perkara lain yang perlu diingat ialah mengelakkan penempatan komponen di sekeliling peralihan bahagian tegar dan lentur. Beri perhatian kepada komponen pelarasan haba dan sediakan kawasan tembaga yang mencukupi. 

• Penghalaan

Penghalaan harus dilakukan di sepanjang paksi neutral untuk mengelakkan pecah dan pengelupasan PCB. Elakkan sudut akut semasa peralihan. Beri perhatian kepada ketumpatan kuprum, kerana ia boleh menjadikan litar panas kerana kekurangan pelesapan haba di beberapa bahagian. Gunakan jejak yang lebih luas dan jarakkannya dengan sewajarnya untuk menyokong fleksibiliti. 

Pemasangan PCB Tegar-Flex

Langkah-langkah berikut diikuti untuk pemasangan PCB fleksibel tegar:

• Persediaan Bahan

Langkah pertama ialah membersihkan lamina bersalut tembaga sebelum fabrikasi. Selepas ini, prepreg, polyimide, coverlay dan stiffeners dipotong mengikut keperluan. 

• Teras Flex Dalaman

Papan lentur akan mempunyai teras dalaman yang fleksibel yang boleh dilakukan menggunakan polimida(PI) dan membalut dengan kerajang tembaga nipis. Di samping itu, kerajang tembaga dilaminasi apabila menambah lebih daripada dua lapisan lentur.

• Membuat Litar Teras Flex

Selepas pelapisan, litar teras lentur dibuat dengan kerajang tembaga yang disalut dengan photoresist untuk mengelakkan penyinaran UV. Filem tidak lutsinar digunakan untuk membuat sambungan PCB pada kerajang. Filem ini diawet di bawah cahaya UV untuk melindungi corak litar. 

Langkah terakhir ialah membasuh fotoresist yang tidak diawet dan merendam kuprum terdedah dalam larutan NaOH. Ia akan melarutkan kuprum tambahan, dan litar kuprum dalam teras dalam akan menjadi lebih menonjol.

• Laminasi Litar

Apabila terdapat lebih daripada dua lapisan fleksibel tegar, kerajang kuprum gantian dan lapisan PI dilapisi. Laminasi dijalankan sebelum menambah sebarang litar. Selain itu, kuprum digunakan untuk mengelekatkan litar dengan timah. 

Sebarang bahan berlebihan dilarutkan dalam mandian NaOh, hanya meninggalkan kesan kuprum saduran elektrik. Langkah seterusnya ialah menggerudi lubang pada plat menggunakan laser. Lapisan penutup dilaminasi untuk melengkapkan lapisan lentur PCB.

Litar Keratan Tegar, Penggerudian dan Laminasi

Bahagian tegar PCB dilapisi dengan lapisan prepreg berselang-seli dan kerajang tembaga. Lubang ditambah pada papan bersama-sama dengan litar pada bahagian tegar. Anda boleh menggunakan laser untuk membuat PCB HDI. 

• Potong Bahan Lebihan

Gunakan laser untuk memotong prepreg tambahan supaya bahagian itu terdedah.

• Uji Fungsi PCB

Beberapa ujian PCB biasa termasuk pemeriksaan impedans, lenturan dan prestasi terma. Ujian ini dilakukan selepas menambah skrin sutera dan kemasan permukaan pada PCB. juga semak kualiti lubang, sambungan, dan rintangan mekanikal.

Faedah Litar Tegar-Flex Berbilang Lapisan

PCB rigid-flex berbilang lapisan mempunyai beberapa faedah, termasuk: 

• Fungsi yang Lebih Baik

Litar berbilang lapisan mempunyai ketumpatan pemasangan litar yang lebih tinggi, menawarkan fungsi yang lebih baik. Ia meningkatkan kapasiti dan kelajuan isyarat disebabkan lapisan, walaupun dalam PCB bersaiz kecil. 

• Mengurangkan Ralat dalam Perhimpunan

Memandangkan pengeluaran lapisan PCB diautomasikan dengan mesin, terdapat sedikit ruang untuk kesilapan manusia. Banyak wayar buatan tangan mempunyai ralat ini dan membawa kepada kegagalan dalam berfungsi. Pemasangan automatik memastikan penghalaan dan vias yang sempurna untuk sambungan.

• mampu milik

Pengilangan tidak bergantung pada buruh manual, mengurangkan kos pematerian, pembalut atau penghalaan yang berasingan. Selain itu, peningkatan dalam jumlah pengeluaran disebabkan oleh automasi menjadikan pesanan pukal lebih murah.

• Reka Bentuk dan Pemasangan yang Fleksibel

Reka bentuk tiga dimensi berbilang lapisan memberi kebebasan untuk mereka bentuk. Dengan reka bentuk termaju, PCB tegar tegar berbilang lapisan mampu berfungsi dengan lebih baik di bawah beban berat dan perubahan kimia serta menahan cuaca yang teruk.

Satu lagi kelebihan ialah pemasangan yang fleksibel, kerana litar boleh dibengkokkan boleh dilaraskan di mana-mana sahaja untuk mencapai pergerakan dan fungsi elektronik yang lebih baik. Selain itu, ketumpatan tinggi litar ini membolehkan lebih banyak ruang untuk menambah berbilang ciri.

• Pelesapan Haba yang Diperbaiki

PCB tegar-flex dengan reka bentuk berbilang lapisan mempunyai aliran yang lebih baik. Akibatnya, mereka dapat menghilangkan haba dengan lebih baik. Selain itu, aliran udara yang lebih baik memastikan suhu operasi keseluruhan yang lebih rendah. Nisbah permukaan/isipadu yang meningkat juga meningkatkan kitaran hayat litar.

• Ringan

Litar lentur tegar berbilang lapisan dibuat menggunakan substrat dielektrik nipis. Oleh itu, mereka lebih fleksibel dengan struktur yang kukuh. Saiznya yang kecil memudahkan pemasangan elektronik yang lebih kecil. 

• Tahan lasak 

Saling sambungan yang lebih sedikit dalam litar fleksibel tegar meningkatkan ketahanan. Litar ini melentur sehingga 500 juta kali sebelum ia berhenti berfungsi. Walaupun keadaan terma melampau, ia akan tetap berfungsi seperti biasa. 

Aplikasi PCB Tegar-Flex

Litar tegar-flex mempunyai prestasi yang boleh dipercayai pada kos pembuatan yang rendah. Ia digunakan dalam pelbagai peranti berteknologi tinggi, seperti teknologi aeroangkasa. Litar lentur tegar juga digunakan dalam pencahayaan mudah untuk menjadikannya tahan lama. 

Aplikasi perindustrian mereka termasuk peranti frekuensi radio atau peranti komunikasi ketenteraan yang memerlukan isyarat berkualiti tinggi. Ia sesuai untuk peranti impak kejutan tinggi tanpa rosak. 

Oleh kerana sifatnya yang fleksibel, ia digunakan dalam peranti perubatan seperti peralatan boleh pakai pemantauan kesihatan. Beberapa peralatan berteknologi tinggi seperti mesin X-ray, monitor jantung dan peranti imbasan CAT menggunakan PCB fleksibel tegar. 

Satu lagi aplikasi penting ialah penjejakan dan pengimbasan penghantaran untuk jabatan eCommerce. Ia menjadikan kerja lebih mudah dan cepat. 

Kesimpulan 

PCB fleksibel tegar berbilang lapisan ialah litar digital serba boleh yang digunakan dalam frekuensi radio, komunikasi berkelajuan tinggi dan sistem gelombang mikro. PCB tegar-flex menawarkan peningkatan kualiti isyarat sambil ringan dan padat. Apabila mereka bentuk litar ini, pertimbangkan bahan, jejari lentur dan penempatan komponen dalaman. Berkongsi dengan pengeluar PCB profesional untuk memastikan kualiti premium dengan fleksibiliti reka bentuk yang muktamad.