PCB เป็นส่วนประกอบสำคัญของวงจรไฟฟ้า โดยมีตัวเชื่อมต่อที่ทำหน้าที่เป็นชั้นฐานสำหรับองค์ประกอบหลักสูตรการทำงานอื่นๆ ผู้ผลิตใช้ PCB เพื่อรองรับสายไฟและส่วนประกอบที่ติดตั้งบนพื้นผิว เหล่านี้เป็นประเภทต่างๆ

ลองวิเคราะห์ประเภทใดประเภทหนึ่ง: PCB แบบยืดหยุ่น และเน้นกลยุทธ์สำหรับการออกแบบที่ถูกต้อง

PCB แบบยืดหยุ่นคืออะไร?

PCB แบบยืดหยุ่นเป็นแผงวงจรพิมพ์ที่ไม่เหมือนใครซึ่งแทนที่พื้นผิว FR4/โลหะ/PTFE/เซรามิกแบบแข็งด้วยพื้นผิวโพลีอิไมด์ (PI) ที่บางและโค้งงอได้และแผ่นปิด PI แทนที่หน้ากากประสาน การชุบผ่านรูหรือรอยเจาะที่ฝังไว้เป็นฉนวนและป้องกันร่องรอยของทองแดงที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าซึ่งเชื่อมโยงชั้น PCB ที่มีความยืดหยุ่นต่างๆ กับวัสดุ PI ที่ไม่นำไฟฟ้า ก แผงวงจรแบบยืดหยุ่น, flex PCB หรือ FPC เป็นอีกชื่อหนึ่งของ PCB แบบยืดหยุ่น วัสดุโพลีอิไมด์ที่ยืดหยุ่นและไม่นำไฟฟ้านั้นถูกแกะสลักด้วยร่องรอยของวงจรทองแดง และรูชุบ (PTH) หรือจุดแวะฝังจะเชื่อมต่อชั้นวงจรต่างๆ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์สามารถติดตั้งบนพื้นผิวบนแผ่น PCB ทั้งสองด้านของ PCB แบบยืดหยุ่นได้ PCB แบบยืดหยุ่นบางครั้งอาจมีตัวเสริมความแข็ง PCB ที่ส่วนท้ายสำหรับการเชื่อมต่อกับระบบ อุปกรณ์ หรือส่วนอื่น ๆ เพื่อให้การสนับสนุนเชิงกลที่ดีขึ้น PCB แบบยืดหยุ่นสามารถเป็นแบบด้านเดียว สองด้าน ชั้นเดียว สองชั้น หรือหลายชั้น และยังสามารถออกแบบและผลิตได้เองอีกด้วย หนึ่งชั้น PCB เท่ากับหนึ่งชั้นวงจร แต่ทุกคนสามารถบอกได้อย่างรวดเร็วว่า PCB แบบยืดหยุ่นนั้นแตกต่างจาก PCB แบบแข็งมาตรฐานเนื่องจากมักจะบาง เบา และสีเหลือง ความหนามีตั้งแต่ 0.05 มม. ถึง 0.6 มม. นอกจากนี้ยังเป็นช่วงความหนาของ PCB แบบยืดหยุ่นที่สมบูรณ์แบบของ PCBONLINE โดยทั่วไปแล้ว PCB แบบยืดหยุ่นจะมีสองด้าน เพื่อให้เข้าใจอย่างถูกต้อง คุณต้องคุ้นเคยกับโครงสร้างพื้นฐานของ PCB ที่ยืดหยุ่น

ความแตกต่างระหว่างวัสดุโพลีอิไมด์ (PI) และโพลีเอสเตอร์ (PET)

วัตถุดิบ PCB แบบยืดหยุ่นและสแต็คอัพจะเป็นตัวกำหนดคุณภาพของวงจรแบบยืดหยุ่น ขึ้นอยู่กับความต้องการของตลาด วัตถุดิบพื้นฐานสามประเภทที่ใช้ทำแผงวงจรแบบยืดหยุ่น โพลีเอสเตอร์ (PET), โพลีไมด์ (PI) มีกาว และโพลีไมด์ (PI) ไม่มีกาว ประโยชน์ของวัสดุ PET รวมถึงวิธีการผลิตที่ตรงไปตรงมามากขึ้น ต้นทุนที่ต่ำกว่า และเวลาในการผลิตที่สั้นลง ข้อเสียของวัสดุ PET ได้แก่ โพลีเอสเตอร์ไม่สามารถผ่านกระแสบัดกรีได้ ไม่สามารถใช้งานในสภาพอากาศร้อนได้ ประโยชน์ของโพลีอิไมด์ (PI) คือมีความยืดหยุ่น สามารถทำงานได้ในสภาพแวดล้อมที่ร้อน ต้นทุนวัตถุดิบสูงกว่าโพลีไมด์ (PI) อย่างมาก ซึ่งเป็นข้อเสียประการหนึ่ง

เหตุใด PCB ที่ยืดหยุ่นจึงต้องไม่ซ้ำกัน และคุณไม่สามารถทำให้ PCB ทุกตัวมีความยืดหยุ่นได้

แม้ว่าแผงวงจรแบบยืดหยุ่นจะมีประโยชน์ แต่แผงวงจรแบบแข็งก็ยังจำเป็นสำหรับการใช้งานบางประเภท อุปสรรคที่สำคัญที่สุดในการใช้การออกแบบแผงวงจรที่มีความยืดหยุ่นสูงสุดในผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภคคือความคุ้มทุน ในโรงงานผลิตอัตโนมัติปริมาณมาก แผงวงจรแข็งมีต้นทุนการผลิตและติดตั้งน้อยกว่า เพื่อลดต้นทุนการผลิตและการประกอบ ทางออกที่ดีที่สุดสำหรับผลิตภัณฑ์ที่เป็นนวัตกรรมใหม่มักจะใช้แผงวงจรไม้ทุกครั้งที่ทำได้ และวงจรที่ยืดหยุ่นเมื่อจำเป็นเท่านั้น เพื่อจุดประสงค์นี้ ผู้ผลิตบางรายถึงกับใช้แผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นแบบไฮบริด แล็ปท็อปและอุปกรณ์ทางการแพทย์เพื่อเชื่อมต่อแผงวงจรแข็งโดยทั่วไปจะใช้วงจรที่ยืดหยุ่นได้ซึ่งมีลักษณะคล้ายริบบิ้น โดยมุ่งเน้นที่ความสามารถเฉพาะของเทคโนโลยีฐานแผงวงจรแต่ละชนิด แผงวงจรเหล่านี้จึงถูกรวมเข้าด้วยกันและสร้างขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการทางเทคนิคที่หลากหลาย

ประเภทของ PCB ที่ยืดหยุ่น

• มี FPC แบบชั้นเดียว สองชั้น และหลายชั้น ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของชั้นวงจร
• มี FPC แบบด้านเดียวและสองด้าน ซึ่งจะแตกต่างกันไปตามด้านข้างของการติดตั้งส่วนประกอบ
• PCB แบบยืดหยุ่นมีสามประเภท ได้แก่ PCB แบบใสแบบยืดหยุ่น PCB แบบอะลูมิเนียมแบบยืดหยุ่น และ PCB แบบโพลีอิไมด์สีเหลือง
• มี PCB แบบยืดหยุ่น HDI และ PCB แบบยืดหยุ่นมาตรฐาน ซึ่งแตกต่างกันในแง่ของจุดแวะ FPC

จะเลือกเทคโนโลยีการประกอบที่เหมาะสมสำหรับ PCB แบบยืดหยุ่นได้อย่างไร

ต่อไปนี้คือวิธีที่คุณสามารถมั่นใจได้ว่า PCB ที่ยืดหยุ่น ที่คุณออกแบบหรือใช้งานได้รับการออกแบบมาอย่างถูกต้องสำหรับคุณ:

• เลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับ PCB ของคุณ

กระบวนการสร้าง PCB แบบยืดหยุ่นเริ่มต้นด้วยการเลือกวัสดุที่เหมาะสม เราหมายถึงการเลือกวัสดุพื้นผิว ตัวนำ กาว และชั้นเคลือบที่เหมาะสม จะช่วยได้ถ้าคุณพิจารณาใช้ฟิล์มที่มีคุณสมบัติเป็นฉนวนแข็งเป็นวัสดุหลัก จะต้องดำเนินการทางกลและทางไฟฟ้าตามมาตรฐาน

ด้วยเหตุนี้ ผู้ผลิตจึงมักเลือกโพลีเอสเตอร์หรือโพลีอิไมด์ FR4 ใช้ในบอร์ดมาตรฐาน แม้ว่าอาจใช้รุ่นบางก็ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแผงเฟล็กซ์-ริจิด 

โพลีเอสเตอร์มีอุณหภูมิความสามารถในการบัดกรีต่ำที่สุดเมื่อคุณเปรียบเทียบวัสดุต่างๆ อุณหภูมิในการทำงานต่อเนื่องสูงสุดต่ำสุดคือ 110C ต่ำกว่า 150C สำหรับ FR4 และ 220C สำหรับโพลีอิไมด์ เมื่อพูดถึงการดูดซับความชื้น โพลิอิไมด์เป็นตัวเลือกที่ดีกว่า เนื่องจากมีความต้านทานแรงดึงและการยืดตัวที่ดีเยี่ยม Polyimide มีปัจจัยการสูญเสียไดอิเล็กตริกที่ต่ำเป็นสองเท่าของโพลีเอสเตอร์

โดยทั่วไป โพลีอิไมด์เป็นวัสดุที่ไม่ติดไฟซึ่งมีสมบัติทางไฟฟ้าและกายภาพที่ดีเยี่ยม ในทางกลับกัน โพลีเอสเตอร์มีราคาไม่แพงและมีประสิทธิภาพเพียงพอ แม้ว่าจะเสี่ยงต่อความเสียหายเมื่อบัดกรี

• การผลิต - การทำช่องว่างและการเจาะ: กุญแจสำคัญในการประกอบ PCB

การเตรียมวัสดุเป็นขั้นตอนแรกในกระบวนการประกอบ คุณควรระบุวัสดุสิ้นเปลืองทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับวิธีการนี้ หรือที่เรียกว่า "การเว้นว่าง" ซึ่งยังมีสารเคลือบลามิเนต ฟิล์มแยกชั้น และวัสดุเสริมที่จำเป็นอื่นๆ การจัดการกับวัสดุที่บางและบอบบางตลอดกระบวนการเจาะอาจเป็นเรื่องยาก ผู้เชี่ยวชาญแนะนำให้วางกระดานซ้อนกันก่อนเพราะการเจาะเป็นเรื่องยาก พิจารณาชั้นการหุ้มและวางส่วนประกอบทั้งหมดซ้อนกัน เป็นต้น พวกเขาอาจดูเหมือนหนังสือหลังจากที่คุณรวมเข้าด้วยกัน แต่จะหนาขึ้นเมื่อรวมกันมากกว่าเมื่อใช้แยกกัน

• เทคโนโลยีการประกอบ - Pitting and Desmearing

หากกระบวนการเจาะสำเร็จ เศษการเจาะที่เหลืออาจอยู่บนวัสดุ ด้วยเหตุนี้ คุณควรพยายามกำจัดสิ่งสกปรกออกก่อนที่จะดำเนินการต่อไปนี้ อย่างไรก็ตาม ต้องใช้ความระมัดระวังอย่างมากเนื่องจากคุณทำงานกับส่วนประกอบที่เล็กและบาง PTH (การชุบผ่านรู) และการชุบลวดลายเป็นขั้นตอนต่อไปของกระบวนการ นี่คือตัวอย่างของขั้นตอนดังกล่าว:

• สำหรับการชุบผิวแบบไม่ใช้ไฟฟ้า ผู้เชี่ยวชาญแนะนำให้ใช้คอลลอยด์แพลเลเดียมที่เป็นกรดเป็นสารละลายก่อนการบำบัด พวกเขาทำนายว่ามันจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าอัลคาไลน์ไอออนิกแพลเลเดียม เหตุผลคือคุณไม่ต้องการให้วัสดุขยายหรือสร้างรูที่ไม่จำเป็น นอกจากนี้ ให้จดจ่อกับความเร็วและเวลาตอบสนองให้เร็วที่สุด 

• การชุบด้วยไฟฟ้า: ชั้นที่มีการชุบทองแดงแบบไม่ใช้ไฟฟ้ามีคุณสมบัติเชิงกลต่ำ รวมถึงความยืดหยุ่น ซึ่งทำให้มีความเสี่ยงต่อความเสียหายจากความร้อน การชุบด้วยไฟฟ้ามีจุดประสงค์เพื่อทำให้แผงหนาขึ้นเนื่องจากการทำเช่นนี้จะช่วยรับประกันความสมบูรณ์ของการเคลือบผนังหลุมในขั้นตอนต่อไป

• การถ่ายภาพ – ทำความสะอาดพื้นผิวกระดานก่อนที่จะดำเนินการในขั้นตอนนี้ สำหรับ PCB มาตรฐาน ผู้ประกอบใช้เทคโนโลยีที่เทียบเคียงได้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากบอร์ดที่มีความยืดหยุ่นอาจทำให้เสียรูปได้ การใช้วิธีทำความสะอาดด้วยไฟฟ้าและเคมีจึงเป็นประโยชน์ ติดฟิล์มแห้งตอนนี้และดูการพัฒนา มันจะเปราะบางและสูญเสียแรงยึดเหนี่ยวของฟอยล์ทองแดงบางส่วนเนื่องจากปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชัน

• การแกะสลัก

การแกะสลักเป็นเทคโนโลยีการประกอบชิ้นต่อไปที่เรานำมาใช้ เมื่อถึงจุดดัด คุณจะเห็นว่าวัสดุพิมพ์มีเส้นลวดหลายเส้นขนานกัน มุ่งเน้นไปที่การรักษาทิศทางของของไหลสำหรับแกะสลักตลอดขั้นตอน หากคุณต้องการเพิ่มผลลัพธ์การแกะสลักให้ได้สูงสุด คิดถึงทิศทางการส่ง แรงกด และตำแหน่งด้วย พื้นผิวที่แข็งจะต้องเชื่อมต่อกับพื้นผิวที่ยืดหยุ่น คุณต้องการดึงวัสดุพิมพ์ที่ยืดหยุ่นไปข้างหน้า ให้ทำแบบนั้นข้างหน้า เมื่อกระบวนการแกะสลักเสร็จสิ้น คุณต้องปรับเปลี่ยนพื้นผิวเพื่อเพิ่มศักยภาพในการยึดเกาะ จากนั้นวางชั้นหุ้ม ยิ่งไปกว่านั้น ให้แน่ใจว่าอบบอร์ดยืดหยุ่นได้และชั้นหุ้มเพราะพวกมันมีโอกาสดูดซับความชื้นต่างกัน กรุณาอบประมาณ 34 วัน แต่ให้แน่ใจว่าความสูงของปึกซ้อนไม่เกิน 25 มม.

• การเคลือบ PCB

การรู้ว่าคุณต้องเลือกรายละเอียดของกระบวนการตามวัสดุพิมพ์ที่คุณเลือกเป็นสิ่งสำคัญ วัสดุจะกำหนดเวลา ความดัน และอัตราความร้อนที่จำเป็นสำหรับการเคลือบ เคล็ดลับทั่วไปที่ควรพิจารณาคือ:

• อัตราการทำความร้อน: อุณหภูมิควรสูงถึง 173C ระหว่าง 10 ถึง 20 นาที

ใช้แรงดัน 150N ถึง 300N/cm2 ควรใช้เวลาห้าถึงแปดวินาทีในการเพิ่มแรงดันสูงสุด

• เวลา – ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุว่า เวลาแรงดันสุทธิจะอยู่ได้ประมาณ 60 นาทีที่แรงดันสูงสุด

คุณต้องใช้อุปกรณ์เคลือบบัตรระดับมืออาชีพสำหรับการใช้งานที่ซับซ้อนและการใช้งานระดับมืออาชีพ นอกจากนี้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณเลือกวัสดุปะเก็นที่เหมาะสม คำนึงถึงการไหลต่ำและความสามารถในการขึ้นรูปที่โดดเด่น และเลือกวัสดุที่จะไม่หดตัวหลังจากระบายความร้อน

• จบ PCB- การประกอบ

การอบ การหลอมร้อน และการประมวลผลที่เฉียบคมเป็นขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการประกอบ PCB ที่ยืดหยุ่น ผู้เชี่ยวชาญใช้เทคนิคเหล่านี้เพื่อขจัดความชื้นส่วนเกิน ทำให้แห้ง และป้องกันไม่ให้บอร์ดเปียก สุดท้ายนี้ จะเป็นประโยชน์หากคุณคำนึงถึงบรรจุภัณฑ์ด้วย เนื่องจากกระดาษห่อเพียงอย่างเดียวไม่สามารถแยกบอร์ดได้ ผู้ผลิตจึงบรรจุบอร์ดจำนวนมากโดยใช้เทคโนโลยีการบรรจุสูญญากาศ ธุรกิจที่น่าเชื่อถือที่สุดจะใช้ความระมัดระวังทุกวิถีทางเพื่อบรรจุ PCBs อย่างปลอดภัยและจัดส่งผ่านบริการที่เชื่อถือได้

สรุป

โลกของ PCB กำลังเติบโตและน่าตื่นเต้นในแบบที่ทำให้แตกต่าง PCBs ที่ยืดหยุ่น เป็นตัวอย่างหนึ่งของวิธีที่ PCBs สามารถปรับเปลี่ยนและใช้เพื่อสร้างสิ่งประดิษฐ์ใหม่ ๆ ซึ่งเปิดโลกของ PCBs สู่ขอบเขตการใช้งานใหม่ทั้งหมด ได้เวลาไปทำงานแล้ว เราเพิ่งให้ความรู้เกี่ยวกับการเลือกเทคโนโลยีและการบัญชีสำหรับตัวแปรต่างๆ