Váš kvalifikovaný výrobca pevných Flex PCB v Číne

Výrobca vašej dosky plošných spojov Super Rigid-Flex

Rigid-flex PCB nie je ako štandardná PCB, ktorej technológia je veľmi vysoká, nie všetky továrne na výrobu dosiek plošných spojov by ju dokázali vyrobiť. Ako odborník na dodávateľa pevných-flex PCB v Číne by sme vám mohli pomôcť vyrobiť mnoho typov pevných-flex PCB.

Ako vedúci výrobca pevných-flex PCB, máme schopnosti pevných-flex PCB, ktorým iné spoločnosti nemôžu konkurovať. Sme schopní postaviť dosky s líniou a šírkou až do 19 mikrónov (75 mil) a 1 mil mikrovias.

PCBMay prešiel rôznymi certifikáciami ako ISO9001, 14001 a UL USA a Kanada s vysoko kvalitným produktom pre vás.

Mohli by sme vám tiež ponúknuť extrémne rýchlu službu prototypovania pevných-flex PCB, pošlite svoj dopyt hneď teraz.

Rigid-Flex PCB: The Ultimate FAQ Guide

Dnešné použitie flexibilných a ohybných dosiek plošných spojov (GSP a GZHPP) v elektronických produktoch nikoho neprekvapí. Používajú sa všade: od spotrebnej, spotrebnej elektroniky – mobilné telefóny, miniatúrne počítače, fotoaparáty atď., až po komplexnú, profesionálnu elektroniku na špeciálne účely.

Čo je to Rigid-Flex PCB?

Flexibilné dosky plošných spojov sú viacvrstvové dosky využívajúce pružný polyimid na strane výrobku a sklolaminát.

Ich výhodou je použitie:

• Neštandardný tvar
• Zvýšenie spoľahlivosti pripojení bez použitia drôtov a zväzkov
• Zníženie celkových rozmerov a hmotnosti hotových zariadení.

Prítomnosť polyamidového základu vo flexibilných a flexibilných-pevných PCB im umožňuje meniť obvyklé priestorové usporiadanie prvkov.

Pevná doska plošných spojov

A použite ich na ťažko dostupných miestach, kde je potrebná iná orientácia roviny.

Na zníženie hmotnosti výrobku a na zlepšenie vodivosti medzi jednotlivými časťami konštrukcie sa používajú aj flexibilné a rigid-flex dosky plošných spojov.

Rigid-flex PCB majú dosky plošných spojov podobné ako flexibilné dosky s plošnými spojmi, ale s mechanickou výstužou na určitých miestach. Najčastejšie je tuhá vrstva pripevnená k ohybnému PCB zo zadnej strany podložiek.

Takéto dosky umožňujú vyššiu spoľahlivosť elektrického spojenia medzi pružnými a pevnými doskami. Tvrdá vrstva je vyrobená z polyimidu alebo sklolaminátu.

• Základ (základný materiál) pružnej časti: polyimid
• Fólie Fólia (vodivý materiál): meď

Ako základ sa spravidla používajú nelepivé materiály. Majú širší rozsah prevádzkových teplôt, zvyčajne obmedzený lepidlami.

Prečo Rigid-Flex PCB?

Rigid-flex PCB kombinuje to najlepšie z oboch svetov, pokiaľ ide o dva najdôležitejšie typy plošných dosiek.

Rigid-flex dosky sa skladajú z viacerých vrstiev flexibilných dosiek plošných spojov pripojených k sérii pevných vrstiev PCB.

Rigid-flex dosky plošných spojov sú najzložitejšie prepojovacie štruktúry v elektronických zariadeniach.

3-vrstvová pevná doska plošných spojov

Jednoduchá tuhá ohybná doska plošných spojov má zvyčajne vo svojej štruktúre jednu pevnú a jednu flexibilnú dielektrickú vrstvu. A komplexné rigid-flex dosky plošných spojov môžu obsahovať desiatky vrstiev flexibilných a pevných jadier zostavených do jednej štruktúry v takmer akomkoľvek poradí.

Návrh a inštalácia dosiek plošných spojov Rigid-Flex

Rigid-flex PCB je dizajn, ktorý kombinuje flexibilné a tuhé časti. Tento obrázok znázorňuje najjednoduchšiu konštrukciu, v ktorej sú dve tuhé časti spojené flexibilným káblom.

V dôsledku použitia flexibilnej časti je možné umiestniť dve dosky do „hromady“ bez konektorov.
Použitie pevných-flex PCB umožňuje v niektorých prípadoch:

• Znížte veľkosť a hmotnosť zariadenia;
• Vložiť elektroniku do zložitého tvaru;
• Opustite konektory;
• Zlepšiť spoľahlivosť pripojení;
• Zjednodušte inštaláciu;
• Poskytovať dynamickú flexibilitu spojení;
• Zjednodušte údržbu počas prevádzky.

Typy flexibilných a pevných-flexných dosiek plošných spojov

• Jednovrstvový, obojstranná doska umožňuje vytvárať spájkovacie plôšky nielen na hornej, ale aj na spodnej strane DPS, čo často zjednodušuje dizajn produktu. Nie všetky továrne, ktoré vyrábajú flexibilné dosky plošných spojov, však túto technológiu vlastnia.
• Pokovovaná diera Dvojvrstvová flexibilná doska plošných spojov je možno najbežnejším dizajnom. Poskytuje vývojárovi pomerne veľké možnosti, a to ako v počte a hustote spojení, tak v prítomnosti kolíkov a plochých spájkovacích sediel a v smerovaní medzi nimi. Spájkovanie súčiastok je však povolené len na miestach, ktoré sú vystužené tuhou podložkou (ďalej to budeme nazývať tužidlo).
• Viacvrstvová flexibilná doska plošných spojov sa používa s vyššou hustotou spojov. Je tiež možné pokovovať priechodné otvory a mať spájkovacie plôšky na oboch stranách dosky. Hlavnou nevýhodou tohto dizajnu je výrazné zníženie flexibility. Aby sa zachovala flexibilita, dizajnéri často používajú dizajn so vzduchovými priestormi medzi vrstvami, kde je každá vrstva postavená ako jednovrstvová PCB.
• Flexibilno-tuhá DPS je ďalším vývojom flexibilného dizajnu, s pevnými oblasťami, v ktorých už nie sú použité výstužné prvky, ale plnohodnotné tuhé PCB s dierovou metalizáciou. Na jednej strane je takáto doska najuniverzálnejšia a najpohodlnejšia na vývoj a na druhej strane je to najdrahšia technológia zo všetkých vyššie uvedených.

6-vrstvová pevná doska plošných spojov

Aké sú výhody Rigid-FlexPCB?

Rigid-flex PCB sú dosky plošných spojov, ktoré kombinujú konvenčné „pevné“ dosky plošných spojov s tenšími, flexibilnými plochami.

Hard-flex PCB tak môže nahradiť rôzne pevné dosky plošných spojov, ktoré by sa inak museli spájať káblami.

Má to nasledujúce výhody:

• Čas inštalácie sa často skracuje
• Ukladajú sa rôzne komponenty zostavy (zástrčky, káble, prídavné dosky plošných spojov atď.).
• Umožňuje vyšší stupeň miniaturizácie
• Spoľahlivosť zostavy sa zvyšuje, pretože kontakty zástrčky sú často potenciálnymi zdrojmi problémov s kontaktmi. Týka sa to najmä dynamického ohybového zaťaženia pružnej oblasti, ktoré by inak mohlo rýchlo viesť k odpojeniu konektorov.

Na druhej strane je tu o niečo vyššia cena, pretože výroba rigid-flex DPS je zložitejšia a drahšia.

Často však výhody prevažujú nad výhodami, ak porovnáte dodatočnú cenu so všetkými skutočnými, efektívnymi a imputovanými nákladmi.

Aký druh materiálu sa používa pre Rigid-Flex?

Rigid-flex dosky pozostávajú z takzvanej hybridnej štruktúry. Konvenčný FR4 sa používa na tuhé oblasti, zatiaľ čo flexibilné časti sú vyrobené z polyimidu.

Okrem odlišnej ohýbateľnosti majú tieto materiály rôzne odlišné vlastnosti, ktoré je potrebné vziať do úvahy pri konštrukcii pevných a flexibilných dosiek plošných spojov.

Pevná doska plošných spojov

Výsledná výzva vo výrobe spočíva v odlišnom správaní sa pri tepelnej rozťažnosti.

S tým treba rátať pred lisovaním, aby viacvrstvový kompozit neskôr presne lícoval s otvormi.

Okrem toho sú adhézne vlastnosti polyimidu pri lisovaní oveľa nižšie ako vlastnosti FR4 a vyžadujú špeciálne postupy pri zdrsňovaní.

Pri spracovaní tuhých ohybov treba na jednej strane vziať do úvahy, že vzhľadom na flexibilné plochy je individuálna montáž bez úžitkového rámu v montážnom stroji ťažká alebo takmer nemožná.

Vždy je vhodné vyrobiť rigid-flex v jednom paneli a až po montáži ho oddeliť.

Je tiež dôležité si uvedomiť, že polyimid je veľmi hygroskopický materiál, a preto absorbuje veľa vody z okolitého vzduchu.

Táto (veľmi negatívna) vlastnosť polyimidu znamená, že pri jeho nesprávnom spracovaní (spájkovaní) uniká vlhkosť a vytvárajú sa bubliny – to je známe ako delaminácia.

Z tohto dôvodu je nevyhnutné a absolútne nevyhnutné, aby sa dosky plošných spojov rigid-flex temperovali v peci priamo pred spájkovaním, aby táto vlhkosť mohla unikať pomaly a nie „teplotným šokom“.

Ako fungujú rôzne pevné ohybné štruktúry?

Za zmienku stoja predovšetkým dva charakteristické znaky. Po prvé: počet pružných vrstiev. Po druhé: usporiadanie týchto pružných vrstiev.

V závislosti od výrobcu existujú veľmi odlišné deklarácie pre dosky plošných spojov rigid-flex.

Flexibilné dosky plošných spojov

Z nášho pohľadu je veľmi rozumným spôsobom kategorizácie konvenčných dosiek plošných spojov rigid-flex najprv vymenovať maximálny počet vrstiev v pevnej oblasti, po ktorom nasleduje poloha flexibilnej vrstvy (vrstiev): vnútri (I) alebo vonku (A). Nakoniec je tu údaj o tom, koľko pružných vrstiev existuje.

Rigid-Flex PCB v CAD

Konštruktér si môže predstaviť pevnú ohybnú dosku plošných spojov ako viacvrstvovú dosku, v ktorej niektoré medené a dielektrické vrstvy existujú iba v určených oblastiach, zatiaľ čo iné obsahujú polyimid ako dielektrikum.

V dizajnovom systéme (CAD dosiek plošných spojov) je potrebné nastaviť všeobecný obrys dosky a v špeciálnej vrstve nakresliť obrysy každej tuhej časti a každej flexibilnej časti s jasným textovým označením, ktoré časti sú tuhé a ktoré sú pružné.

Samostatne by mali byť označené spoje a je znázornené, do akej hĺbky vstupuje krycia vrstva z pružnej časti do pevnej časti.

Pevné časti musia mať rovnakú štruktúru, jednotnú pre celú DPS.

Materiál tuhej časti je sklolaminát, povlak vodičov je spájkovacia maska ​​a vo všeobecnosti je konštrukcia tuhej časti v mnohom podobná konštrukcii bežnej viacvrstvovej dosky plošných spojov.

Používa len vrstvy z ohybnej časti ako jednu alebo viac vnútorných vrstiev.

Flexibilná časť tuhej flexibilnej dosky má podobný dizajn a funkciu ako flexibilná doska s plošnými spojmi, o ktorej sme hovorili vyššie.

Existuje však niekoľko obmedzení:

• V ohybnej časti nepoužívajte ploché spojky čepele.
• Neoddeľujte oplechovanie otvorov v pružnej časti.
• Neotvárajte podložky v ohybnej časti.

Ignorovanie týchto obmedzení výrazne zvyšuje náklady na výrobu.

Spoj medzi pružnými a tuhými časťami musí byť vypracovaný veľmi opatrne. Toto je miesto s vysokou pravdepodobnosťou zalomenia alebo delaminácie.

Konštruktér zvyčajne zabezpečuje aplikáciu silikónového valčeka na spoj: aby sa zabránilo ohybu s neprijateľne malým polomerom.

Kryciu vrstvu ohybnej dosky plošných spojov sa odporúča vložiť do tuhej časti len niekoľko milimetrov od spoja. Poďme si bližšie popísať, s čím to súvisí.

Jedným z hlavných problémov tuhej flexibilnej dosky je vysoký koeficient tepelnej rozťažnosti lepidla použitého na spojenie polyimidových vrstiev.

Ak je v pevnej časti DPS prítomných viacero vrstiev lepidla, pri spájkovaní cez otvory je tepelná rozťažnosť týchto vrstiev taká veľká, že môže roztrhnúť medené steny otvoru a otvoriť obvod.

V tomto ohľade sa dizajnéri snažia odstrániť lepidlo z tuhej časti a odstránenie krycej vrstvy sa robí práve na tento účel.

Ďalším krokom k zlepšeniu spoľahlivosti DPS je použitie nelepivého polyimidového základu, ktorý vám umožňuje vyrobiť tuhú časť bez akýchkoľvek vrstiev lepidla.

Prototypovanie dizajnu pevných dosiek plošných spojov

Pred začatím návrhu je nevyhnutné vykonať prototypovanie 3D štruktúry dosky plošných spojov.

Obrys dosky plošných spojov je vyrezaný z filmu alebo hrubého papiera a umiestnený do puzdra zariadenia. Je potrebné zabezpečiť rezervu pre možné stlačenie, napätie a deformáciu materiálu.

Treba mať na pamäti, že polomer ohybu dosky s plošnými spojmi je obmedzený na určitú minimálnu hodnotu.

Čo treba brať do úvahy pri navrhovaní dosiek plošných spojov rigid-flex a prečo?

1. Vzdialenosť priechodov k oblasti ohybu

Prechody v pevných oblastiach musia mať vonkajší okraj vzdialený najmenej 1.0 mm od priľahlých ohybných vrstiev.

Dôvodom je, že cez tieto otvory pretekajú chemikálie počas mokrých procesov. Ohybná oblasť je však vo vnútri dutá (nezlepená).

Je tam teda len toto cca. 1 mm (v skutočnosti ešte menej kvôli opuchu vŕtania a obnove predimpregnovaného laminátu) lepidla medzi DK a oblasťou flex, čo zabraňuje zatekaniu chemických látok do tejto dutej oblasti.

Rigid-flex doska plošných spojov

Tento obrázok znázorňuje problém v sekcii. Na záver sa blok FR4 v oblasti flex prehĺbi tak, že zostane len ohybná časť.

Ak by však do dutiny pri výrobe zatiekli chemikálie, doska rigid-flex je nepoužiteľná.

8-vrstvová pevná doska plošných spojov

2. Dráhy vodičov v prechodovej oblasti z tuhého na ohybné

Dráhy vodičov z ohybnej oblasti by mali byť vedené rovno, aspoň 1.0 mm do tuhej oblasti, predtým, ako budú môcť pokračovať v uhle v inom smere.

V týchto prechodových oblastiach je zvyčajne najväčšie mechanické namáhanie dosky plošných spojov počas aplikácie.

Šikmé vodivé dráhy alebo uhly v tejto oblasti vytvárajú zbytočne ostré hrany, ktoré môžu pri zaťažení rýchlejšie viesť k prasklinám.

3. Dráhy vodičov v oblasti ohybu

Aby sa zaistila optimálna flexibilita, mali by aj vodivé dráhy na flexibilnej ploche prebiehať v smere ohybu iba rovno.

Šikmé alebo naklonené dráhy vodičov môžu opäť viesť k zvýšenému riziku roztrhnutia pri ohýbaní okrajov medi.

V prípade nedostatku miesta sa ako ochrana proti roztrhnutiu odporúčajú hrubšie dráhy vodičov vo vonkajšom priestore.

Tieto nemusia mať elektrickú funkciu, ale môžu byť predstavené ako „figuríny“. Tie by však mali tiež zasahovať priamo do tuhej oblasti aspoň 1.0 mm.

Toto video uvidíte nižšie:

Čo sú aplikácie Rigid-Flex PCB?

• Automobilová technika
• Medicínske vybavenie
• Sofistikované domáce spotrebiče (videokamery, fotoaparáty, notebooky)
• Palubná elektronika (letectvo a vesmír)
• Vojenské výrobky.

Konštrukcia flexibilných a pevných-flex dosiek plošných spojov sa príliš nelíši od bežných pevných dosiek plošných spojov.

Hlavný rozdiel je v použitých materiáloch. Umožňuje spoľahlivo spojiť dielektrickú a vodivú vrstvu.

Ďalšou vlastnosťou je použitie špecializovaného vybavenia a technologických režimov výroby dosiek tohto typu.

Výhodou flexibilných technológií je nielen zníženie konečnej hmotnosti a rozmerov hotového výrobku, nielen jednoduchšia montáž a spoľahlivosť spojov, ale predovšetkým dynamická flexibilita. Umožňuje, aby sa rôzne časti výrobku počas prevádzky vzájomne pohybovali.

Flexibilné a flexibilné dosky plošných spojov – úplne nezávislý smer vo výrobe a prevádzke dosiek plošných spojov.

Takéto dosky sú často len jedno- a dvojvrstvové a obe sa používajú v statických aplikáciách.

Keď je doska na začiatku namontovaná v ohnutom stave a po zložení nemení tvar a pri dynamických aplikáciách, keď doska naopak počas prevádzky neustále mení tvar alebo polohu, ako je to pri pevnom disku.

Pevná doska plošných spojov má jasné výhody oproti tuhým plošným spojom

Rigid-flex PCB dosky kombinujú technológiu konvenčných viacvrstvových dosiek s flexibilnými technológiami.

Takéto dosky sú hybridným dizajnom obsahujúcim pevné aj flexibilné základne, ktoré sú navzájom spojené v jednej zostave.

Tuhá časť je spravidla vyrobená z podobných materiálov FR-4 a pre pružné vrstvy sa používajú fólie na báze polyimidov.

Pevné ohybné dosky plošných spojov majú množstvo zrejmých výhod oproti konvenčným tuhým plošným spojom a niektoré nevýhody. Medzi výhody v prvom rade patrí:

• Zníženie veľkosti a hmotnosti vyrábaných zariadení
• Zvýšenie spoľahlivosti pripojení v dôsledku odmietnutia konektorov
• Poskytovanie dynamickej flexibility hotových výrobkov.

Výhody pevných dosiek plošných spojov

Zlepšenie spoľahlivosti pripojenia

Je známe, že jedným z problémov prevádzky elektronických produktov v podmienkach vibrácií, vystavenia vlhkosti a extrémnym teplotám je problém zhoršenia kontaktu v zástrčkových spojoch.

To je typické najmä pre automobilovú techniku, palubnú elektroniku a iné zariadenia, ktoré nie sú prevádzkované v „izbových podmienkach“. To je dôležité aj pre nositeľné zariadenia.

8-vrstvová pevná doska plošných spojov

Často podliehajú:

• Padajúce
• prehriatiu
• Vlhkosti
• Pot
• Korozívne výpary atď.

Rigid-flex PCB pripojenie dosiek v takomto zariadení úspešne eliminuje problém straty kontaktu.

Komplexne tvarované telo

Mobilné telefóny, domáce slúchadlá, miniatúrne rádiostanice, načúvacie prístroje, zdravotnícke nositeľné zariadenia, všetky tieto zariadenia sú si v jednej veci podobné – prispôsobenie sa ľudskému telu, čiže veľmi zložitý tvar tela.

Integrovať pomerne zložitú elektroniku do takéhoto puzdra je prakticky nemožné bez použitia flexibilno-tuhých štruktúr.

Rigid-Flex PCB Výroba a možnosti aplikácie

Rigid-flex PCB možno považovať za hybridný dizajn. Majú flexibilné aj pevné základne, ktoré sú držané pohromade a elektricky spojené s pokovovanými otvormi.

Vďaka ich použitiu je možné umiestniť dve dosky do „stohu“. Komplexné varianty môžu obsahovať až mnoho flexibilných sád s pevnou vonkajšou vrstvou.

Použitie pevných-flex dosiek umožňuje:

• Aby sa minimalizovali rozmery dosky, a tým aj samotného produktu;
• Odmietnite používať konektory;
• Zabezpečte spoľahlivé pripojenia a jednoduchšiu inštaláciu;
• Poskytnite flexibilné pripojenia.