Všetko, čo by ste mali vedieť o FPCB

Dôvodom, prečo boli vyrobené flexibilné tlačené obvody, bolo zbaviť sa potreby pevných káblových zväzkov. Flexibilné tlačené obvody sa používajú takmer v každom odvetví z dôvodu konektivity, mobility, nositeľnosti, zmršťovania a ďalších moderných trendov. Vo svojej najzákladnejšej podobe sa flexibilný obvod skladá z mnohých vodičov, ktoré sú oddelené krehkým dielektrickým filmom. Flexibilné dosky plošných spojov možno použiť na všetko od najjednoduchších až po tie najkomplikovanejšie úlohy.

História FPCB

Na prelome 20. storočia výskumníci v oblasti nových telefónov videli potrebu štandardných, flexibilných elektrických obvodov. Obvody boli vyrobené zo striedajúcich sa vrstiev vodičov a izolátorov. Podľa anglického patentu z roku 1903 boli obvody vyrobené nanesením parafínu na papier a rozložením plochých kovových vodičov. Thomas Edison vo svojich poznámkach z približne rovnakého obdobia navrhol použiť ľanový papier potiahnutý celulózovou gumou a nakreslený grafitovým práškom. Koncom štyridsiatych rokov, keď sa prvýkrát začali používať techniky hromadnej výroby, bolo podaných niekoľko patentov na obvody fotoleptania na flexibilných substrátoch. Pridanie aktívnych a pasívnych komponentov do flexibilných obvodov viedlo k vývoju „flexibilnej kremíkovej technológie, ktorá opisuje schopnosť kombinovať polovodiče (pomocou technológií, ako sú tenkovrstvové tranzistory) na flexibilný substrát. Vďaka kombinácii palubných výpočtov a kapacity senzorov došlo v mnohých oblastiach k vzrušujúcemu novému vývoju s obvyklými výhodami flexibilnej architektúry obvodov. Nový vývoj, najmä v lietadlách, medicíne a spotrebnej elektronike. 

čo je FPCB?

V porovnaní s bežným PCB, existujú výrazné rozdiely v tom, ako sú navrhnuté, vyrobené a ako fungujú. Je nepresné tvrdiť, že moderné výrobné techniky sú „tlačené“. Keďže fotografické zobrazovanie alebo laserové zobrazovanie sa čoraz viac používa na definovanie vzorov namiesto tlače, vrstva kovových stôp sa prilepí na dielektrický materiál, ako je polyimid, aby sa vytvoril flexibilný tlačený obvod. . Hrúbka dielektrickej vrstvy môže byť v rozsahu od 0005 palcov do 010 palcov. Zatiaľ čo hrúbka kovovej vrstvy môže byť kdekoľvek od 0001 palcov do > 010 palcov. Adhézie často pripevňujú kovy k ich substrátom, ale sú možné aj iné metódy, ako je naparovanie. Meď môže oxidovať, preto je zvyčajne pokrytá ochrannou vrstvou. Zlato alebo spájka sú najbežnejšou voľbou, pretože vedú elektrinu a dokážu odolávať životnému prostrediu. Dielektrický materiál sa zvyčajne používa na ochranu obvodov pred oxidáciou alebo skratom na miestach, kde sa ničoho nedotýkajú. 

Štruktúra FPCB

Flexibilné dosky plošných spojov môžu mať jednu, dve alebo viac vrstiev obvodov, ako napríklad pevné dosky plošných spojov. Väčšina jednovrstvových flexibilných plošných spojov sa skladá z týchto častí: 

  • Dielektrický substrátový film slúži ako základ PCB. Najpoužívanejší materiál, polyamid (PI), má silnú odolnosť voči ťahu a teplote.
  • Elektrické vodiče na báze medi, ktoré slúžia ako stopy obvodu
  • Ochranný náter sa vytvorí pomocou krycej vrstvy alebo krycej vrstvy.
  • Polyetylénová alebo epoxidová živica je lepiaca látka, ktorá drží rôzne komponenty obvodu pohromade.
jednovrstvový fpcb
jednovrstvový fpcb

Najprv sa meď vyleptá, aby sa odhalili stopy, a potom sa prerazí ochranný kryt (položenie krytu), aby sa odhalili spájkovacie podložky. Časti sa vyčistia a potom sa zrolujú, aby sa vytvoril konečný produkt. Kolíky a svorky mimo obvodu sú ponorené do plechovky, aby pomohli pri zváraní alebo aby nehrdzaveli. Ak je obvod komplikovaný alebo potrebuje medené uzemňovacie štíty, prechod na dvojvrstvový alebo viacvrstvový FPC je nevyhnutný. Viacvrstvové FPC sa vyrábajú podobným spôsobom ako jednovrstvové FPC. Ale vo viacvrstvových FPC sa musí pridať PTH (Plated Through Hole), aby sa spojili vodivé vrstvy. Lepiaci materiál prilepí vodivé dráhy k dielektrickému substrátu alebo vo viacvrstvových flexibilných obvodoch zlepí rôzne vrstvy dohromady, aby vytvoril obvod. Okrem toho môže lepiaca fólia chrániť flexibilný obvod pred poškodením spôsobeným vlhkosťou, prachom a inými časticami.

dvojvrstvový fpcb
dvojvrstvový fpcb

Výrobný proces FPCB

Schematické zachytenie, rozloženie dosky s plošnými spojmi a výroba a montáž dosky s plošnými spojmi sú popisy krokov pri navrhovaní a výrobe PCB na vysokej úrovni, ale detaily sú komplikované. V tejto časti sa pozrieme na každý krok. 

  • Zostavte schému

Pred začatím návrhu dosky pomocou nástrojov CAD je dôležité dokončiť návrh komponentov knižnice. To znamená vytváranie logických symbolov pre časti, ktoré môžete zostaviť, ako sú odpory, kondenzátory, induktory, pripojenia a integrované obvody. Ktoré môžete použiť v schéme (IC). Keď sú tieto diely pripravené, môžete začať ich usporiadaním na schematických listoch pomocou nástrojov CAD. Keď sú časti zhruba poskladané, môžete nakresliť vodiče, aby ste ukázali, ako sa kolíky schematických symbolov spájajú. V elektronických pamäťových a dátových obvodoch sú siete čiary, ktoré zobrazujú jednotlivé siete alebo skupiny sietí. Počas zachytávania schémy musíte pohybovať časťami procesu, aby ste vytvorili jasný a čitateľný diagram. 

  • Simulácia obvodov

Po nakreslení častí a zapojení schémy môžete otestovať obvod a zistiť, či funguje. Môžete to skontrolovať pomocou simulácií obvodov SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) v modelovacom programe. Pred vytvorením skutočného hardvéru môžu inžinieri PCB použiť tieto nástroje na simuláciu obvodov, ktoré navrhli. Nástroje na návrh PCB sú nevyhnutné, pretože môžu ušetriť čas a peniaze. 

  • Nastavenie nástroja CAD

S dnešnými návrhárskymi nástrojmi majú návrhári plošných spojov prístup k mnohým funkciám, ako je napríklad možnosť nastaviť pravidlá a obmedzenia návrhu. To zabraňuje kríženiu jednotlivých sietí a poskytuje dostatok priestoru medzi komponentmi. Dizajnéri majú tiež prístup k širokej škále doplnkových nástrojov. Nástroje ako dizajnové mriežky. Uľahčuje to umiestňovanie komponentov a trás organizovaným spôsobom. 

  • Komponenty pre rozloženie

Po vytvorení databázy návrhov a importu údajov schémy o spôsobe pripojenia sietí môžete vytvoriť skutočné rozloženie dosky plošných spojov. Najprv musíte v CAD programe vložiť stopy komponentov do obrysu dosky, keď dizajnér klikne na výtlačok. Zobrazí sa „ghost-line“ grafika zobrazujúca sieťové pripojenia a komponenty, ku ktorým vedú. S praxou sa dizajnéri naučia, ako umiestniť tieto časti pre čo najlepší výkon – berúc do úvahy veci, ako je konektivita, horúce miesta, elektrický šum a fyzické prekážky, ako sú káble, konektory a montážny hardvér. Dizajnéri nemôžu myslieť na to, čo okruh potrebuje. Dizajnéri musia myslieť aj na to, kam diely umiestniť, aby ich výrobca čo najjednoduchšie poskladal. 

  • Smerovanie PCB

Teraz, keď je všetko tam, kde má byť, môžete pripojiť siete. Aby ste to dosiahli, musíte urobiť čiary a roviny na výkrese zo spojov v sieti s gumičkou. Programy CAD majú niekoľko užitočných funkcií, ako sú napríklad funkcie automatického smerovania, ktoré skracujú čas návrhu, čo im v tom pomáha. 

Je dôležité venovať veľkú pozornosť smerovaniu. Je potrebné zabezpečiť, aby dĺžka sietí bola vhodná pre signály, ktoré nesú a aby neprechádzali oblasťami s veľkým hlukom. Z tohto dôvodu môžu presluchy a iné problémy s integritou signálu ovplyvniť, ako dobre bude doska fungovať po jej výrobe. 

  • Vytvorte jasnú dráhu spätného prúdu PCB.

Najaktívnejšie časti dosky, ako sú integrované obvody (IC), musíte pripojiť k napájacej a uzemňovacej sieti. Jediné, čo musíte urobiť, aby ste vytvorili pevné roviny, ktoré tieto časti môžu dosiahnuť, je zaplaviť oblasť alebo vrstvu. Pokiaľ ide o výrobu elektrických a pozemných plošín, veci sú komplikovanejšie. Tieto krídla majú tiež dôležitú úlohu pri odosielaní spätných signálov pozdĺž stopy. Ak majú lietadlá príliš veľa otvorov, výrezov alebo rozštiepení, spätné cesty môžu byť veľmi hlučné a zhoršiť výkon dosky plošných spojov. 

  • Záverečná kontrola pravidiel

Váš návrh PCB je takmer hotový, keď ste dokončili vkladanie komponentov, smerovanie trás a výrobu napájacích a uzemňovacích plôch. Ďalším krokom je nastavenie textu a značiek, ktoré budú preosievané na vonkajších vrstvách a spustenie konečnej kontroly pravidiel. 

Umiestnenie mien, dátumov a informácií o autorských právach na tabuľu pomôže ostatným nájsť diely. Zároveň musíte vytvoriť a použiť výrobné výkresy pri vytváraní a zostavovaní dosiek plošných spojov. Dizajnéri PCB tiež používajú nástroje, ktoré im pomáhajú určiť, koľko bude stáť výroba dosky. 

  • Make The Board

Po vytvorení výstupných dátových súborov je ďalším krokom ich odoslanie do výrobného závodu na výrobu dosky. Po vyrezaní stôp a rovin do kovových vrstiev ich musíte stlačiť, aby ste vytvorili „holú dosku“, ktorá je pripravená na spojenie. Keď sa doska dostane tam, kde ju môžete zložiť, môžete jej dať časti, ktoré potrebuje. Potom ho môžete podrobiť jednému z niekoľkých spájkovacích procesov navrhnutých pre každý diel. Doska je teraz konečne pripravená, keď prešla všetkými potrebnými testami. 

Materiály používané na výrobu FPCB

Produkty FPCB sú nielen vyrobené z pružného materiálu, ale sú tiež ľahké a tenké. Štruktúra je taká ľahká, že ju môžete mnohokrát natiahnuť bez poškodenia izolácie na DPS. Mäkká doska nezvláda vysoký vodivý prúd alebo napätie, pretože je vyrobená z plastu a pozostáva z drôtov. Vďaka tomu je menej užitočný vo vysokovýkonných elektronických obvodoch. Mäkké dosky však môžete veľa používať v spotrebnej elektronike s nízkym výkonom a nízkym prúdom. Mäkké dosky sa zriedka používajú ako primárna nosná doska pri navrhovaní produktov, pretože ich jednotkové náklady sú vysoké. Je to preto, že kľúčový materiál PI riadi, koľko mäkkých dosiek stojí za jednotku. Namiesto toho sú najímaní, aby vykonali iba „mäkké“ časti kritického návrhu. Elektronické komponenty alebo funkčné moduly, ktoré sa musia pohybovať a pracovať, potrebujú dosky s mäkkými obvodmi. Príkladom je elektronický zoomový objektív v digitálnom fotoaparáte alebo elektronický obvod čítacej hlavy v optickej jednotke. PI, tiež nazývaný Polyimid (PI), možno ďalej rozdeliť na plne aromatické a poloaromatické PI. Môžete ho použiť na základe jeho molekulárnej štruktúry a schopnosti zvládať vysoké teploty. Úplne aromatický PI je chemická zlúčenina, ktorá je jedným z priamych typov PI. Veci môžu byť mäkké alebo tvrdé, alebo môžu byť oboje. Pretože sú infúzne, materiály, ktoré sa dajú vstrekovať, sa nedajú tvarovať, ale môžu sa drviť, spekať a používať inak. Poloaromatický PI je typ polyéterimidu, ktorý patrí do tejto skupiny. Pretože materiál je termoplast, na výrobu polyéterimidu sa často používa vstrekovanie. S termosetovým PI môžete použiť laminovanie impregnovaných materiálov, lisovanie a transferové tvarovanie, ktoré vyžadujú rôzne kvality surovín. 

Typy FPCB

Flex obvody sa dodávajú v ôsmich typoch, od jednovrstvových cez viacvrstvové až po pevné. Tu sú niektoré z najbežnejších typov flexibilných obvodov. 

  • Jednostranné flexibilné obvody: Tieto obvody majú jednu medenú vrstvu medzi dvoma vrstvami izolácie. Alebo jedna vrstva izolácie (zvyčajne polyimid) a jedna strana, ktorá nie je pokrytá. Rozloženie obvodu je potom chemicky vyleptané do medenej vrstvy pod ním. Vďaka tomu, ako sú vyrobené, môžu byť do jednostranných flexibilných dosiek plošných spojov pridané komponenty, konektory, kolíky a výstuhy.
  • Jednostranné ohybné obvody s dvojitým prístupom: Niektoré jednostranné ohybné dosky plošných spojov majú usporiadanie, ktoré umožňuje dosiahnuť vodiče obvodu z oboch strán dosky. Použitie flexibilnej DPS a špecifických vrstiev pre túto konštrukčnú funkciu umožňuje dostať sa k jednej medenej vrstve cez polyimidovú vrstvu základného materiálu.
  • Obojstranné flex obvody: Tieto obvody sú flexibilné dosky plošných spojov s dvoma vodivými vrstvami. Tieto obvody sú oddelené polyimidovou izoláciou. Vonkajšie strany vodivej vrstvy môžu byť odkryté alebo zakryté. Väčšina vrstiev je spojená pokovovaním cez otvory, ale existujú aj iné spôsoby. Rovnako ako jednostranné verzie, obojstranné flexibilné dosky plošných spojov môžu obsahovať ďalšie časti, ako sú kolíky, spoje a výstuhy.
  • Viacvrstvové flexibilné dosky plošných spojov. Tieto obvody používajú tri alebo viac flexibilných vodivých vrstiev s izolačnými vrstvami medzi nimi na vytvorenie jednostranných aj obojstranných obvodov. Vonkajšie vrstvy týchto jednotiek majú zvyčajne kryty a priechodný otvor. Často sú pokovované meďou a prebiehajú po dĺžke týchto flexibilných obvodov. S viacvrstvovými flexibilnými obvodmi sa môžete vyhnúť problémom s krížením, presluchom, impedanciou a tienením. Existuje mnoho spôsobov, ako navrhnúť viacvrstvové obvody. Napríklad slepé a zakopané priechody môžu vytvárať viacvrstvové flexibilné dosky ako FR4. Môžete tiež laminovať vrstvy viacvrstvového obvodu znova a znova pre dodatočnú ochranu, ale tento krok sa zvyčajne vynechá, ak je dôležitejšia flexibilita.
  • Pevné a flexibilné obvody: Tieto PCB sú trochu iné ako ostatné a zvyčajne stoja viac ako iné flexibilné možnosti PCB, aj keď slúžia na rovnaký účel. Väčšinou majú tieto konštrukcie dve alebo viac vodivých vrstiev, medzi ktorými je buď pevná alebo pružná izolácia. Na rozdiel od viacvrstvových obvodov používajú iba výstuhy na udržanie jednotky pohromade a vodiče sú umiestnené na vrstvách, ktoré nie sú flexibilné. Z tohto dôvodu sa pevné ohybné PCB stali populárnymi v leteckom a obrannom priemysle.
  • Hliníkové flexibilné dosky: Flexibilné hliníkové dosky plošných spojov fungujú najlepšie v odvetviach, ako je medicína a automobily, ktoré využívajú veľa elektriny a svetla. A keďže sú malé, môžu prejsť malými dverami. Sú to vynikajúce investície, pretože sú lacné, ľahké a majú dlhú životnosť. Majú tiež hliníkové vrstvy, ktoré napomáhajú prechodu tepla cez ne.
  • Mikroobvody: Flexibilné dosky s mikroobvodmi sú najlepším riešením pre spotrebnú elektroniku. Vďaka svojej nízkej hmotnosti a odolnosti voči nárazom a vibráciám sú tieto materiály ideálne pre spotrebnú elektroniku. Mikroobvody majú dobrú integritu signálu, takže ich malá veľkosť nemá vplyv na to, ako dobre fungujú.
  • Prepojovacie dosky s vysokou hustotou (HDI) s flexibilnými obvodmi: Majú jednu z najrýchlejšie rastúcich technológií v oblasti plošných spojov. Pretože majú viac vodičov ako tradičné dosky plošných spojov, zlepšujú elektrický výkon a rýchlosť a zároveň robia zariadenia ľahšie a menšie. Fungujú skvele v zariadeniach, ako sú mobilné telefóny, počítače a videoherné konzoly.
  • Ultra tenké, flexibilné dosky plošných spojov: Majú malé, tenké časti a doskové materiály. Vďaka tomu sú ideálne pre elektroniku, ktorá musí byť prenosná alebo vložená do tela. Alebo na akékoľvek iné použitie, ktoré vyžaduje veľmi ľahké dosky plošných spojov.
flex,tlačený,obvod,doska,s,meďou,vrstvou,muž,prsty
fpcb

FPCB aplikácie

Flexibilná doska plošných spojov je rovnaká ako bežná doska s plošnými spojmi, okrem toho, že spoje obvodov sú vyrobené z flexibilného základného materiálu. Toto je obzvlášť užitočné pre veci, ktoré nie sú určené na trvalé nainštalovanie. Flexibilné dosky plošných spojov sa používajú v čoraz väčšom počte odvetví, pretože majú dlhú životnosť a zaberajú málo miesta. Nasleduje niekoľko príkladov, kde a ako možno túto technológiu použiť: 

  • Automobilový priemysel: Čoraz viac áut má elektronické súčiastky. Je teda nevyhnutné, aby okruhy zvládli nárazy a otrasy, ku ktorým dochádza vo vnútri auta. Flexibilná doska s plošnými spojmi je kľúčovou obchodnou možnosťou, pretože je lacná a dlho vydrží.
  • Spotrebná elektronika: Flexibilné dosky plošných spojov (PCB) sa často používajú v spotrebnej elektronike. Napríklad mobilné telefóny, tablety, fotoaparáty a videorekordéry. Schopnosť flexibilnej dosky plošných spojov zvládnuť otrasy a vibrácie sa vám bude hodiť, ak potrebujete tieto veci často presúvať.
  • Vysokorýchlostné digitálne, RF a mikrovlnné aplikácie: Flexibilné dosky plošných spojov sú vynikajúce pre vysokofrekvenčné. Môžete ich použiť vo vysokorýchlostných digitálnych, RF a mikrovlnných aplikáciách, pretože sú spoľahlivé.
  • Priemyselná elektronika. Priemyselná elektronika potrebuje flexibilné dosky plošných spojov, ktoré dokážu absorbovať otrasy a zastaviť vibrácie, pretože musia zvládať veľké namáhanie a vibrácie.
  • LED: LED diódy sa stávajú štandardom pre osvetlenie v domácnostiach a podnikoch. LED technológia je veľkou súčasťou tohto trendu, pretože funguje dobre. Väčšinu času je jediným problémom teplo, ale dobrý prenos tepla flexibilnej dosky plošných spojov môže pomôcť.
  • Lekárske systémy: S rastúcim dopytom po elektronických implantátoch a prenosných chirurgických zariadeniach. Vďaka tomu sú kompaktné a husté elektronické konštrukcie kritickejšie v sektore zdravotníckych systémov. V oboch môžete použiť flexibilné dosky plošných spojov. Pretože ich môžete ohýbať a dokážu zvládnuť namáhanie chirurgickej technológie a implantátov.
  • Výkonová elektronika. V oblasti výkonovej elektroniky má flexibilná doska plošných spojov ďalšiu výhodu v tom, že zvláda vyššie prúdy, pretože má veľmi flexibilné medené vrstvy. To je veľmi dôležité v oblasti výkonovej elektroniky, pretože zariadenia potrebujú viac energie, keď bežia na plný výkon.

Význam FPCB

Flexibilné dosky môžete veľa používať v dynamických aj statických situáciách, pretože ich môžete ohýbať. V porovnaní s pevnými doskami plošných spojov môžete dosky plošných spojov používané v dynamických aplikáciách roztiahnuť bez porušenia. Merania vrtov v ropnom a plynárenskom priemysle sú ideálne pre flexibilné návrhy obvodov. Pretože odolávajú vysokým teplotám (medzi -200 ° C a 400 ° C), aj keď flexibilné dosky majú svoje využitie, nemôžete ich použiť namiesto bežných dosiek plošných spojov. Pevné dosky sú prirodzenou voľbou, pretože sú lacné. Môžete ich použiť v automatizovaných aplikáciách veľkoobjemovej výroby. Flexibilné dosky plošných spojov sú cestou pre výkon, presnosť, presnosť a konzistentné ohýbanie. 

Výzvy a úvahy o nákladoch FPCB

Pri práci s FPCB, napríklad pri pokuse o vykonanie zmien alebo opráv, sa môžu vyskytnúť problémy. Na zmenu dizajnu potrebujete novú podkladovú mapu alebo prepísanie litografického softvéru. Nie je ľahké robiť zmeny, pretože najprv musíte z dosky odstrániť ochrannú vrstvu. Dĺžka a šírka sú obmedzené kvôli veľkosti strojov používaných na ich výrobu. Tiež môžete zlomiť FPCB, ak s nimi budete zaobchádzať neopatrne. Takže ľudia, ktorí vedia, čo robia, ich musia spájkovať a opraviť.

Náklady sú vždy hlavným faktorom. Aplikácia však výrazne ovplyvňuje nákladovú efektívnosť FPCB v porovnaní s pevnými PCB. Pretože každá aplikácia FPCB je jedinečná, náklady spojené s počiatočným návrhom obvodu, rozložením a fotografickými platňami sú nákladné pre malý počet.

FPCB môžu byť v konečnom dôsledku cenovo dostupnejšie pre vyššie výrobné objemy kvôli menšiemu počtu káblov, konektorov, káblových zväzkov a iných častí potrebných na montáž. To platí najmä vtedy, keď sa berú do úvahy výhody pred a po prúde, ako je znížené riziko dodávateľského reťazca a zníženie požiadaviek na údržbu spôsobené dostupnosťou menšieho počtu dielov.

fpcb
fpcb

Pokročilé funkcie FPCB

Odvetvie flexibilných obvodov rastie stabilným tempom. Kvôli tomuto rastu došlo k ďalším zlepšeniam v technológii, ako napríklad: 

  • Grafické prekrytia: Grafické prekrytia umožňujú používateľom hovoriť s obvodmi pod doskami plošných spojov. Sú to akrylové alebo polyesterové obaly na DPS. Tieto prekrytia majú často LED, LCD a prepínače, ktoré umožňujú používateľom hovoriť s PCB tak, ako chcú.
  • Horúca tyčová spájka: Na prepojenie sololitu a flex obvodu môžete namiesto konektora použiť spájkovacie spojenie. Výsledkom je lacnejšie spojenie, ktoré je pevnejšie a dlhšie vydrží.
  • Sloty a otvory s laserovou drážkou: V minulosti ste mohli rezať FPCB žiletkami. A kvalita rezu závisela od toho, ako dobrý človek žiletku používal. Ale s lasermi, ktoré máme teraz, môžeme rezať čiary s veľkou presnosťou a kontrolou, čo nám umožňuje vytvárať ešte menšie obvody na flexibilných doskách plošných spojov.
  • Panelizácia: Dosky s plošnými spojmi, nazývané PCB, keď sú zostavené do veľkých panelov z mnohých modulov. Na montážnych linkách typu „pick-and-place“. To môže značne urýchliť proces zostavovania flexibilných obvodov. Druhým krokom je rozdelenie jednotiek do menších skupín.
  • Lepidlá citlivé na tlak. Lepidlá citlivé na tlak zlepia veci tak, že sňajú vložku a vtlačia predmet do lepidla. Tento materiál sa často používa na doskách s plošnými spojmi (PCB) na udržanie častí obvodov na mieste bez použitia spájky.
  • tienenie: V minulosti bolo problémom elektromagnetické rušenie. Bol to problém, najmä na miestach, kde je pravdepodobnejšie, že bude ovplyvnená elektronika. Teraz je to menší problém, pretože technológia tienenia sa zlepšila. Znížil šum a uľahčil ovládanie impedancie signálových vedení.
  • Výstuhy: Výstuhy vyrobené z materiálov ako FR4 a polyimid sa často pridávajú do ohybných obvodov v miestach pripojenia. Body pripojenia, kde by okruh mohol využívať ďalšiu podporu. Z tohto dôvodu okruh vydrží dlhšie a bude fungovať lepšie.
olovený pásik
olovený pásik

Výhody používania FPCB

Technológia Flex PCB umožňuje vytvárať mnoho nových produktov a rozložení. Jeho kujnosť je vyhľadávaná v elektrických častiach. Elektrické časti, ako sú spoje, vodiče, káble a dosky plošných spojov. Tu sú niektoré z výhod používania flex obvodov.

  • FPCB znižujú hmotnosť zariadenia približne o 70 %.
  • Poskytujú viac možností pre lepšie elektronické balenie.
  • FPCB vám pomôžu vyriešiť problémy s balením a zapojením. Je totiž flexibilný, prispôsobivý a dokáže meniť tvar.
  • FPCB znižujú potrebu vodičov, spojov, dosiek plošných spojov a káblov. Pomáha riešiť problém, ako veci spájať.
  • Schopnosť vyrábať 3D obaly je umožnená zhodou a štíhlosťou materiálu.
  • Elektrická integrácia: Je jednoduché vytvárať vlastné riešenia. Umožňuje vám založiť svoj dizajn na mnohých materiálových alternatívach. Môžete si tiež vybrať z rôznych techník a štýlov pokovovania.
  • Bez ohľadu na to, aký dobrý alebo silný je váš chladič, flexibilný plošný spoj zvládne teplo. Takže fungujú dobre v situáciách s vysokým výkonom.
  • FPCB poskytujú mechanickú a elektrickú opakovateľnosť.
  • Ich cena je o 30 % nižšia ako pri tradičnej pevnej elektroinštalácii a iných spôsoboch montáže.
  • FPCB potrebuje asi o 30 % menej miesta.
  • FPCB je spoľahlivejší, pretože sa s ním nemôžu stať chyby v zapojení.

Nevýhody používania FPCB 

  • Počiatočný návrh obvodu, zapojenie a fotografické predlohy flexibilného obvodu sú drahšie. Sú drahé, pretože si ich môžete vyrobiť pre každú aplikáciu. Flexi-PCB nie sú nákladovo efektívne pre použitie v malom objeme.
  • Flexibilné obvodové dosky sú náročné na výmenu a opravu. Po skonštruovaní musíte zmeniť ohybné obvody z pôvodného návrhu alebo programu na kreslenie svetla. Povrch má ochrannú vrstvu, ktorú by ste pred opravou museli odstrániť a potom ju znova nasadiť. 
  • Pretože sú malé, flexibilné dosky plošných spojov sa používajú len zriedka. Takže ich výroba sa zvyčajne vykonáva v dávkach. Kvôli veľkostným limitom strojov používaných na ich výrobu ich nemôžete vyrobiť príliš dlhé alebo široké.
  • Je ľahké poškodiť flexibilný obvod jeho neopatrným používaním a k poškodeniu môže dôjsť aj v prípade, že nie je správne nastavený. Spájkovanie a prepracovanie si preto vyžadujú kvalifikovanú obsluhu.

Rozdiely medzi pevnými PCB a flexibilnými PCB

tuhá flex doska plošných spojov vs
tuhá flex doska plošných spojov vs

Keď si väčšina ľudí predstaví dosku plošných spojov, predstaví si dosku s plošnými spojmi (PCB). Cez nevodivý podklad. Tieto dosky spájajú elektrické časti s vodivými dráhami a inými časťami. Sklo sa často používa ako nevodivý podkladový materiál pevnej dosky plošných spojov. Pretože je doska pevná a tuhá, pevná doska plošných spojov môže vďaka svojej robustnej konštrukcii zabrániť prílišnému zahrievaniu komponentov. Môžete vyrábať tradičné dosky plošných spojov z tvrdých materiálov, ako je meď alebo hliník. Môžete však vyrobiť flexibilné dosky plošných spojov, ktoré sa ľahšie ohýbajú, ako napríklad polyimid. Flexibilné obvody dokážu absorbovať nárazy, uvoľňujú extra teplo a nadobúdajú širokú škálu tvarov, pretože ich môžete ohýbať. Pretože sú vyrobené tak, aby boli flexibilné, flex obvody sa používajú v čoraz väčšom počte malých, moderných elektronických zariadení. Medzi doskami plošných spojov (PCB) a ohybnými obvodmi sú niektoré významné rozdiely. 

  • Pretože valcovaná žíhaná meď je pružnejšia ako meď elektrolyticky nanášaná, môžete ju použiť ako vodivý materiál v ohybných obvodoch namiesto elektricky nanášanej medi.
  • Pri výrobe môžete namiesto spájkovacej masky použiť prekrytie. Môžete to urobiť na ochranu odkrytých obvodov na flexibilnej doske plošných spojov.
  • Aj keď sú flex obvody drahšie, pevné obvody sú lacnejšie. Ale pretože flex obvody sú malé, inžinieri ich môžu použiť na zmenšenie svojich zariadení. Šetria peniaze spôsobmi, ktoré nie sú zrejmé.

Význam FPCB v LED pásoch

Ako sa technológia zlepšuje, LED pásy sú čoraz populárnejšie. LED pásiky sú už teraz skvelým spôsobom, ako osvetliť a ozdobiť váš domov a flexibilné PCB veci len vylepšujú. LED pásy sú dosky plošných spojov, ktoré sú navzájom spojené. Technológia SMT (Surface Mount Technology) sa používa na výrobu flexibilných dosiek plošných spojov (PCB) s povrchovo montovanými časťami (SMD LED, konektory atď.). . Keď sa LED čipy skladajú, FPCB pre ne funguje ako základ. Rovnako dôležité ako štruktúra dosky plošných spojov je, ako dobre sa dokáže zbaviť tepla. Flexibilná elektronika je veľkou pomocou, pokiaľ ide o LED pásové svetlá. Podobne ako pevné dosky plošných spojov sú rôzne plošné spoje jednovrstvové, dvojvrstvové a viacvrstvové obvody plošných spojov. 

Často kladené otázky 

Flexibilná doska plošných spojov je spôsob, ako ísť, keď potrebujete dosku plošných spojov, ktorá môže mať akýkoľvek tvar. Často sa používajú tam, kde potrebujete udržiavať konštantnú hustotu a teplotu. V flex dizajnoch môžete ako substrát použiť polyimid alebo priehľadnú polyesterovú fóliu. Tieto materiály dobre zvládajú teplo a sú vhodné na spájkovanie komponentov. 

  1. Získajte nejaký medený film. Získajte nejaké polyimidové listy, ktoré sú tenké ako papier a majú meď na jednej alebo oboch stranách.
  2. Tlačte pomocou tuhého atramentu. Nájdite tlačiareň s tuhým atramentom, aby ste mohli tlačiť na medený film.
  3. Tlač na Pyralux
  4. Vyleptajte to. 
  5. Položte figúrky na dosku. 
  1. Jednostranné dosky plošných spojov.
  2. Obojstranné dosky plošných spojov.
  3. Viacvrstvové PCB.
  4. Pevné PCB.
  5. Flex PCB.
  6. Rigid-Flex PCB.

FPCB môžete použiť vo všetkej elektronike, ako sú kalkulačky, mobilné telefóny, tlačiarne a LCD televízory. Kamery. Môžete ich použiť v mnohých lekárskych prístrojoch, ako sú srdcové monitory, kardiostimulátory a načúvacie prístroje. Môžete ich použiť aj v robotických ramenách, spracovateľských strojoch, snímačoch čiarových kódov atď.

  1. Vďaka flexibilite je možné rozšírenejšie využitie pre niekoľko položiek v rôznych odvetviach.
  2. Zvýšená spoľahlivosť vďaka nižšej pravdepodobnosti zlyhania pripojenia drôtu
  3. zníženie hmotnosti a rozmerov v porovnaní s pevnými doskami
  4. Flex PCB sú vhodné do drsných prostredí vďaka ich širokému teplotnému rozsahu.
  5. Hustota obvodu je vysoká

Na rozdiel od tradičných PCB, flex obvody majú zvyčajne jadrá vyrobené z flexibilného polyméru namiesto sklenených vlákien alebo kovu. Väčšina ohybných dosiek plošných spojov je vyrobená z polyimidového (PI) filmu ako základného materiálu. Dokonca aj po termosetu je PI fólia stále flexibilná, čo znamená, že nezmäkne, keď sa zahreje. 

Väčšina pevných-flex PCB má hrúbku medzi 0.2 mm a 0.4 mm. Doska plošných spojov (PCB) s jednou vrstvou má hrúbku cca 0.2 mm, kým DPS s takmer štyrmi vrstvami má hrúbku 0.4 mm. 

Náklady na výrobu pevných-flex PCB sú vyššie ako náklady na bežné PCB. Je však ľahšie zostaviť a vyžaduje menej spájkovania a spojov medzi doskou. Z tohto dôvodu sa náklady na výrobu vášho systému alebo produktu znížia, najmä ak je oblasť malá. 

Dosky s plošnými spojmi (PCB) môžu byť pevné alebo flexibilné. Spájajú elektronické časti rôznych spotrebných a nespotrebiteľských zariadení. Ako už názov napovedá, pevná doska s plošnými spojmi (PCB) má základnú vrstvu, ktorú nemôžete ohnúť. Ohybné dosky plošných spojov však môžete ohýbať, krútiť a skladať. 

Tlačený obvod je typ elektrického zariadenia, v ktorom vytlačíte vodiče a iné časti ako tenkú vrstvu vodivého materiálu na izolačný substrát pomocou jednej z niekoľkých grafických techník.

  1. Testovanie v okruhu
  2. Testovanie lietajúcej sondy
  3. Automatizovaná optická kontrola (AOI)
  4. Testovanie zahorenia
  5. Röntgenová kontrola
  6. Funkčné testovanie
  7. Ďalšie funkčné testovanie (spájkovateľnosť, kontaminácia a ďalšie)
  1. Zdravotnícke prístroje. 
  2. LED diódy. 
  3. Spotrebná elektronika. 
  4. Priemyselné zariadenia.
  5. Automobilové komponenty. 
  6. Letecké komponenty. 
  7. Námorné aplikácie. 
  8. Bezpečnostné a zabezpečovacie zariadenia.
  1. Flex PCB sú na začiatku drahé.
  2. FPC môže byť ťažké opraviť a zmeniť:
  3. Obmedzená veľkosť 
  4. Náchylné na poškodenie:

Flex obvod môžete charakterizovať dvoma alebo viacerými medenými vodivými vrstvami.

Koľko vrstiev PCB je potrebných, závisí od počtu kolíkov a vrstiev signálu. Pre hustotu pinov 1 potrebujete dve vrstvy signálu. Počet požadovaných vrstiev stúpa so znižovaním hustoty kolíkov. Dosky plošných spojov musia mať aspoň desať vrstiev, ak sú kolíky na štvorcový palec menšie ako 0.2. 

Aby väčšina týchto zariadení fungovala, potrebujú silné signály. So 7-vrstvovou doskou plošných spojov môžete udržať presluchy a EMI malé. Z tohto dôvodu sa výborne hodí pre systémy, ako sú tieto. Dosku plošných spojov so siedmimi vrstvami nájdete v novom počítači. 

Aj keď sú možné trojvrstvové PCB. Trojvrstvové dosky plošných spojov sa používajú zriedkavo, pretože štvorvrstvové plošné spoje dokážu všetko, čo trojvrstvové plošné spoje a ešte viac. 

2-vrstvová doska plošných spojov je doska plošných spojov s medeným povlakom na hornej aj spodnej strane. Nazýva sa aj obojstranná doska plošných spojov. Stredná časť dosky s plošnými spojmi je izolačná vrstva, pretože sa ľahko používa a dá sa rozložiť a prispájkovať na oboch stranách.

Dvojvrstvové DPS majú obojstranné stopy s hornou a spodnou vrstvou. Zatiaľ čo štvorvrstvové PCB majú štyri vrstvy.

Týchto šesť vrstiev má signálne vrstvy, zem (GND) a napájanie. Prvá a šiesta vrstva musia byť signálne vrstvy. Prvé štyri vrstvy PCB možno nastaviť dvoma spôsobmi: s dvoma signálovými vrstvami, jednou zemnou vrstvou a jednou výkonovou vrstvou.

zhrnutie

FPC môžete ohýbať a ohýbať tak, aby vyhovovali rôznym tvarom a veľkostiam. To uľahčuje ich navrhovanie a používanie. Štandardné pevné obvody nemôžete umiestniť na miesta s nepárnymi rozmermi, ale flexibilné obvody áno. Flexibilné obvody zaberajú menej miesta na základnej doske aplikácie. Vďaka tomu sú lacnejšie a menej objemné. Vďaka lepšiemu tepelnému manažmentu je maximálne využitý všetok dostupný priestor, takže je potrebné presúvať menej tepla. Flexibilné tlačené obvody by mohli byť spoľahlivejšie a vydržať dlhšie ako pevné dosky plošných spojov, najmä ak sú obvody neustále otrasené alebo sú mechanicky namáhané. FPCB nahradili tradičné spôsoby pripojenia. FPCB ich nahradili na báze spájkovaných drôtov a ručne zapojených konektorov kvôli ich nízkej hmotnosti, tenkému profilu, vynikajúcej mechanickej odolnosti, odolnosti voči vysokým teplotám a atmosférickým vplyvom a dobrej elektromagnetickej odolnosti (EMI). Zamyslite sa nad tým, aké ťažké by bolo pripojiť všetky obrazovky, ovládače a displeje v modernom aute (otočné ovládače, tlačidlá atď.), pretože táto elektronika je vystavená mechanickému zaťaženiu a vibráciám. Potrebujú bezpečné pripojenie bez ohľadu na to, ako vozidlo jazdí. FPCB zaisťujú nulové prestoje, dlhú životnosť a minimálnu údržbu v automobilovom priemysle. 

LEDYi vyrába vysoko kvalitné LED pásiky a LED neónový flex. Všetky naše produkty prechádzajú špičkovými laboratóriami, aby bola zabezpečená maximálna kvalita. Okrem toho ponúkame prispôsobiteľné možnosti na našich LED pásikoch a neónových ohyboch. Takže pre prémiový LED pásik a LED neónový flex, kontaktujte LEDYi ASAP!

Kontaktujte nás.

Máte otázky alebo spätnú väzbu? Radi by sme od vás počuli! Stačí vyplniť formulár nižšie a náš priateľský tím odpovie ASAP.

Získajte okamžitú cenovú ponuku

Budeme vás kontaktovať do 1 pracovného dňa, venujte pozornosť e -mailu s príponou “@ledyilighting.com”

Získajte svoje ZADARMO E-kniha Ultimate Guide to LED Stripes

Prihláste sa na odber bulletinu LEDYi pomocou svojho e-mailu a okamžite získajte elektronickú knihu Ultimate Guide to LED Strips.

Ponorte sa do našej 720-stranovej elektronickej knihy, ktorá pokrýva všetko od výroby LED pásikov až po výber toho ideálneho pre vaše potreby.