PCB là một thành phần thiết yếu của bất kỳ mạch điện nào, có các đầu nối đóng vai trò là lớp cơ sở cho các thành phần quy trình làm việc khác. Các nhà sản xuất sử dụng PCB để hỗ trợ hệ thống dây điện và các bộ phận gắn trên bề mặt. Đây là những loại khác nhau.

Hãy phân tích một trong các loại: PCB linh hoạt và nêu bật các chiến lược để thiết kế chính xác.

PCB linh hoạt là gì?

PCB dẻo là bảng mạch in độc đáo thay thế chất nền FR4/kim loại/PTFE/gốm cứng bằng chất nền polyimide (PI) mỏng, có thể uốn cong và lớp phủ PI thay cho mặt nạ hàn. Mạ xuyên lỗ hoặc vias chôn cách điện và bảo vệ các dấu vết đồng dẫn điện liên kết các lớp PCB linh hoạt khác nhau với vật liệu PI không dẫn điện. MỘT bảng mạch linh hoạt, flex PCB, hay FPC, là tên gọi khác của PCB dẻo. Các vật liệu polyimide linh hoạt không dẫn điện được khắc bằng các dấu vết mạch đồng và các lỗ mạ (PTH) hoặc vias chôn kết nối các lớp mạch khác nhau. Các thành phần điện tử có thể được gắn trên bề mặt trên các miếng PCB ở hai mặt của PCB linh hoạt. PCB linh hoạt đôi khi có thể được thêm chất làm cứng PCB vào các đầu để kết nối với hệ thống, thiết bị hoặc các bộ phận khác nhằm mang lại khả năng hỗ trợ cơ học tốt hơn. PCB linh hoạt có thể là một mặt, hai mặt, một lớp, hai lớp hoặc nhiều lớp và chúng cũng có thể được thiết kế và chế tạo tùy chỉnh. Một lớp PCB bằng một lớp mạch. Nhưng mọi người có thể nhanh chóng phân biệt PCB dẻo với PCB cứng tiêu chuẩn vì chúng thường mỏng, nhẹ và có màu vàng. Độ dày của nó dao động từ 0.05mm đến 0.6mm. Nó cũng là phạm vi độ dày PCB flex đã hoàn thành của PCBONLINE. Thông thường, PCB linh hoạt có hai mặt. Để hiểu đúng về chúng, bạn phải làm quen với cấu trúc cơ bản của PCB dẻo.

Sự khác biệt giữa vật liệu polyimide (PI) và polyester (PET)

Nguyên liệu thô PCB linh hoạt và xếp chồng lên nhau quyết định chất lượng của mạch linh hoạt. Tùy thuộc vào nhu cầu thị trường, ba loại nguyên liệu cơ bản khác nhau được sử dụng để sản xuất bảng mạch linh hoạt. Polyester (PET), Polymide (PI) có chất kết dính và Polymide (PI) không có chất kết dính. Những lợi ích của vật liệu PET bao gồm phương pháp sản xuất đơn giản hơn, chi phí thấp hơn và thời gian thực hiện ngắn hơn. Hạn chế của vật liệu PET bao gồm việc polyester không thể đi qua dòng hàn. Sau đó, nó không thể hoạt động trong khí hậu nóng. Lợi ích của polyimide (PI) là nó linh hoạt. Có thể hoạt động trong môi trường nóng. Chi phí nguyên liệu thô cao hơn đáng kể so với Polymide (PI), đây là một trong những nhược điểm của nó.

Tại sao PCB linh hoạt phải là duy nhất và bạn không thể làm cho mọi PCB linh hoạt?

Mặc dù bảng mạch linh hoạt rất hữu ích nhưng bảng mạch cứng vẫn cần thiết cho một số ứng dụng. Rào cản quan trọng nhất đối với việc sử dụng thiết kế bảng mạch hoàn toàn linh hoạt trong sản phẩm tiêu dùng là hiệu quả chi phí. Trong một nhà máy chế tạo khối lượng lớn tự động điển hình, các bảng mạch cứng ít tốn kém hơn để sản xuất và lắp đặt. Để giảm chi phí sản xuất và lắp ráp, giải pháp tối ưu cho một sản phẩm sáng tạo thường sử dụng bảng mạch gỗ bất cứ khi nào có thể và chỉ sử dụng mạch mềm khi cần thiết. Với mục đích này, một số nhà sản xuất thậm chí còn sử dụng bảng mạch in lai giữa cứng và dẻo. Máy tính xách tay và thiết bị y tế để kết nối các bảng mạch cứng nhắc thường sử dụng các mạch linh hoạt giống như ruy băng. Bằng cách tập trung vào các khả năng độc đáo của từng công nghệ cơ sở bảng mạch, các bảng này được kết hợp và tạo ra để đáp ứng nhiều nhu cầu kỹ thuật khác nhau.

Các loại PCB linh hoạt

• Có các FPC một lớp, hai lớp và nhiều lớp, tùy thuộc vào sự khác nhau của các lớp mạch.
• Có FPC một mặt và hai mặt, thay đổi tùy theo mặt của bộ phận lắp.
• Có ba loại PCB linh hoạt: PCB linh hoạt, rõ ràng, PCB nhôm linh hoạt và PCB polyimide màu vàng.
• Có PCB linh hoạt HDI và PCB linh hoạt tiêu chuẩn, khác nhau về FPC vias.

Làm thế nào để chọn công nghệ lắp ráp phù hợp cho PCB linh hoạt?

Sau đây là những cách bạn có thể đảm bảo rằng PCB linh hoạt bạn thiết kế hoặc sử dụng đã được thiết kế phù hợp với bạn:

• Chọn vật liệu thích hợp cho PCB của bạn

Quá trình tạo PCB linh hoạt của bạn bắt đầu bằng việc chọn vật liệu thích hợp. Chúng tôi đang đề cập đến việc lựa chọn vật liệu nền, dây dẫn, chất kết dính và lớp phủ phù hợp. Sẽ hữu ích nếu bạn cân nhắc sử dụng phim có chất lượng cách điện rắn làm vật liệu chính. Nó phải thực hiện cơ khí và điện theo tiêu chuẩn.

Vì lý do này, các nhà sản xuất thường chọn polyester hoặc polyimide. FR4 được sử dụng trong các bảng tiêu chuẩn, mặc dù các biến thể mỏng của nó cũng có thể được sử dụng, đặc biệt là trong các bảng cứng uốn. 

Polyester có nhiệt độ hàn thấp nhất khi bạn so sánh các vật liệu khác nhau. Nhiệt độ hoạt động liên tục tối đa thấp nhất là 110C, thấp hơn 150C đối với FR4 và 220C đối với polyimide. Khi nói đến khả năng hấp thụ độ ẩm, polyimide là một lựa chọn thích hợp hơn vì độ bền kéo và độ giãn dài tuyệt vời của nó. Polyimide có hệ số tổn thất điện môi thấp gấp đôi so với polyester.

Nói chung, polyimide là vật liệu không bắt lửa với các đặc tính vật lý và điện tuyệt vời. Mặt khác, polyester ít tốn kém hơn và cung cấp hiệu suất phù hợp, mặc dù nó dễ bị hư hại khi hàn.

• Sản xuất- Làm trống và Khoan: Chìa khóa để lắp ráp PCB

Chuẩn bị nguyên vật liệu là bước đầu tiên trong quá trình lắp ráp. Bạn nên liệt kê tất cả các nguồn cung cấp cần thiết cho phương pháp này, còn được gọi là "để trống". Điều đó cũng chứa một lớp dán ép, màng ngăn cách và các vật liệu phụ trợ cần thiết khác. Xử lý các vật liệu mỏng và tinh tế trong suốt quá trình khoan có thể khó khăn. Các chuyên gia khuyên bạn nên xếp chồng các tấm ván lên nhau trước vì rất khó khoan chúng. Ví dụ, hãy xem xét lớp ốp và xếp chồng tất cả các thành phần của nó. Chúng có thể giống sách sau khi bạn kết hợp chúng, nhưng chúng sẽ dày hơn khi kết hợp với nhau so với khi sử dụng riêng lẻ.

• Công nghệ lắp ráp- Rỗ và Desmearing

Nếu quá trình khoan thành công, một số mảnh vụn khoan còn sót lại có thể nằm trên vật liệu. Do đó, bạn nên cố gắng làm sạch mọi vết bẩn trước khi chuyển sang bước tiếp theo. Tuy nhiên, nó đòi hỏi sự cảnh giác cao độ vì bạn làm việc với các thành phần nhỏ và mỏng. PTH (mạ qua lỗ) và mạ mẫu là các bước tiếp theo trong quy trình. Đây là một ví dụ về thủ tục đó:

• Đối với mạ điện phân, các chuyên gia khuyên nên sử dụng palađi keo axit làm dung dịch tiền xử lý. Họ dự đoán rằng nó sẽ hoạt động hiệu quả hơn so với palladium ion kiềm. Lý do là bạn không muốn vật liệu giãn nở hoặc tạo ra những lỗ hổng không cần thiết. Ngoài ra, hãy tập trung vào tốc độ và thời gian phản ứng càng nhanh càng tốt. 

• Mạ điện: Lớp mạ đồng không điện phân có chất lượng cơ học kém, kể cả tính mềm dẻo. Điều đó làm cho nó dễ bị tổn thương do sốc nhiệt. Mạ điện nhằm mục đích làm dày bảng điều khiển vì làm như vậy sẽ đảm bảo tính toàn vẹn của lớp phủ thành lỗ sau này trong quy trình.

• Hình ảnh – làm sạch bề mặt bảng trước khi chuyển sang giai đoạn này. Đối với PCB tiêu chuẩn, các nhà lắp ráp sử dụng công nghệ có thể so sánh được. Tuy nhiên, vì bảng dẻo có thể biến dạng, nên áp dụng các phương pháp làm sạch bằng điện phân và hóa học sẽ có lợi. Dán phim khô ngay bây giờ và xem nó phát triển. Nó sẽ trở nên dễ vỡ và mất đi một số lực liên kết lá đồng do quá trình trùng hợp.

• Khắc

Khắc là công nghệ lắp ráp tiếp theo mà chúng tôi sử dụng. Tại các điểm uốn, bạn sẽ thấy chất nền có nhiều dây song song. Tập trung vào việc duy trì hướng của chất lỏng khắc trong suốt quy trình nếu bạn muốn tối đa hóa kết quả khắc. Hãy suy nghĩ về hướng truyền, áp suất và vị trí. Chất nền cứng phải được nối với chất nền dẻo. Bạn muốn vẽ chất nền linh hoạt về phía trước, vì vậy hãy làm điều đó ở phía trước nó. Khi quá trình khắc hoàn tất, bạn cần sửa đổi bề mặt để tăng khả năng liên kết. Sau đó đặt lớp ốp. Hơn nữa, đảm bảo nướng tấm dẻo và lớp phủ vì chúng có khả năng hấp thụ độ ẩm khác nhau. Vui lòng nướng bánh trong khoảng 34 ngày, nhưng đảm bảo chiều cao chồng lên tối đa là 25 mm.

• Cán màng PCB

Biết rằng bạn phải chọn các chi tiết cụ thể của quy trình dựa trên chất nền mà bạn đã chọn là rất quan trọng. Các vật liệu sẽ xác định thời gian, áp suất và tốc độ gia nhiệt cần thiết cho quá trình cán màng. Một số lời khuyên chung để xem xét là:

• Tốc độ gia nhiệt: Nhiệt độ phải đạt 173C trong khoảng thời gian từ 10 đến 20 phút.

Sử dụng áp suất từ ​​150N đến 300N/cm2. Bạn sẽ mất từ ​​năm đến tám giây để đạt được áp suất tối đa.

• Thời gian – theo các chuyên gia, thời gian áp suất ròng sẽ kéo dài khoảng 60 phút ở áp suất tối đa.

Bạn sẽ cần thiết bị cán màng chuyên nghiệp cho bất kỳ mục đích sử dụng phức tạp và ứng dụng chuyên nghiệp nào. Ngoài ra, hãy chắc chắn rằng bạn chọn vật liệu đệm phù hợp. Hãy tính đến tính lưu động thấp và khả năng định dạng vượt trội, đồng thời chọn vật liệu không co lại sau khi làm mát.

• Hoàn thiện PCB- Lắp ráp

Nướng, nóng chảy và xử lý sắc nét tạo nên các bước cuối cùng của quy trình lắp ráp PCB linh hoạt. Các chuyên gia sử dụng các kỹ thuật này để loại bỏ độ ẩm dư thừa, làm khô và ngăn không cho bảng bị ướt. Cuối cùng, sẽ có lợi nếu bạn tính đến việc đóng gói. Vì chỉ riêng giấy gói không thể tách rời các tấm ván nên các nhà sản xuất đóng gói nhiều tấm ván bằng công nghệ đóng gói chân không. Các doanh nghiệp đáng tin cậy nhất sẽ thực hiện mọi biện pháp phòng ngừa để đóng gói PCB một cách an toàn và gửi chúng qua một dịch vụ đáng tin cậy.

Kết luận

Thế giới PCB ngày càng phát triển và thú vị theo cách khiến nó trở nên khác biệt. PCB linh hoạt là một ví dụ về cách PCB có thể được sửa đổi và sử dụng để tạo ra những phát minh mới hơn, mở ra thế giới PCB cho một lĩnh vực sử dụng hoàn toàn mới. Vì vậy, đã đến lúc phải đi làm. Chúng tôi vừa cung cấp cho bạn kiến ​​thức về việc lựa chọn công nghệ và tính đến các biến số khác nhau.