Bảng mạch cứng Flex PCB là một trong những bảng mạch in được sử dụng rộng rãi nhất trong các ứng dụng công nghiệp. Tính linh hoạt của họ là một trong những lý do chính đằng sau sự nổi tiếng của họ. Chúng bao gồm sự kết hợp giữa bảng cứng và mạch linh hoạt, ngụ ý việc sản xuất tương tự như bảng cứng với các lớp mạch linh hoạt đi qua khắp các mạch. Mục đích chính của chúng là hoạt động như một bảng cứng đồng thời phù hợp với các thông số kỹ thuật của sản phẩm cho phép nó vừa vặn trên bảng. Một bảng Rigid-Flex được thiết kế tốt có thể chịu được hàng nghìn chu kỳ uốn cong mà không bị lỗi. Đặc tính này của PCBs Rigid-Flex làm cho chúng trở nên phù hợp cho các ứng dụng uốn, còn được gọi là linh hoạt động. Tuy nhiên, vì rất linh hoạt và có thiết kế phức tạp, bảng này đắt tiền một chút. Dưới đây là một số cách để giảm chi phí Rigid Flex PCB.

Các cách để giảm chi phí PCB Rigid Flex

• Đơn giản hóa thiết kế

Một cách để giảm Chi phí PCB cứng nhắc là đơn giản hóa các thiết kế phức tạp và loại bỏ các vật liệu không cần thiết. Giảm thiểu số lượng lớp mạch bằng cách nhồi nhét các mạch vào một lớp duy nhất. Đừng đi quá nhiều lớp nếu bạn có thể tránh nó. Giảm độ dày của vật liệu bạn muốn gắn trên bảng của mình. Sử dụng vật liệu dày hơn dẫn đến việc áp dụng nhiều chất hơn, làm tăng thêm chi phí chung. Điều chỉnh thiết kế theo yêu cầu của bạn bằng cách loại bỏ các yếu tố không mong muốn khỏi bảng. Nó có nghĩa là một mạch hiệu quả hơn và đơn giản hơn, dễ sử dụng hơn, đồng thời giảm chi phí.

• Chọn tài liệu của bạn một cách cẩn thận.

Nguyên liệu thô được sử dụng để sản xuất Bảng PCB Flex cứng là một chút tốn kém so với PCB truyền thống. Bảng mạch cứng Flex PCB có một số sửa đổi và thay đổi trong quá trình chế tạo của chúng, dẫn đến việc chúng đắt tiền. Các yếu tố ảnh hưởng đến vật liệu bao gồm đặc tính cơ học, hiệu suất nhiệt, hiệu suất tín hiệu, độ tin cậy nhiệt và độ tin cậy nhiệt.

Thuộc tính cơ học: Các biến thể về độ bền uốn, độ bền uốn, độ bền cắt và độ dày của ván đóng một vai trò quan trọng trong việc tính toán chi phí tổng thể của ván. Sử dụng vật liệu theo những gì mong muốn của hội đồng quản trị của bạn. Nếu bạn muốn bảng cứng hơn, hãy sử dụng vật liệu cứng hơn. Tuy nhiên, nếu bạn cần một loại linh hoạt hơn, các bảng có độ bền thấp hơn sẽ là một lựa chọn thay thế rẻ hơn nhưng tốt hơn. 

Truyền nhiệt: Nếu không có khả năng truyền nhiệt tốt, bảng mạch PCB Rigid Flex sẽ ảnh hưởng đến chức năng; tuy nhiên, nếu thiết kế của bạn không yêu cầu hệ thống dẫn nhiệt tốt nhất, hãy chọn một hệ thống truyền nhiệt tốt, ít tốn kém hơn. Đừng chi tiêu tất cả vào hệ thống thậm chí sẽ không mang lại cho bạn bất kỳ lợi thế thiết thực nào trong dự án của bạn và chỉ nuốt chửng tiền. Nhiệt độ cao ảnh hưởng đến nhiệt độ. Tuy nhiên, các vật liệu được sử dụng để chế tạo Rigid-Flex PCB có thể chịu được nhiệt độ cao. Đó là lý do tại sao bảng mạch Rigid Flex PCB rất cần thiết trong các ứng dụng yêu cầu nhiệt độ cao.

Hiệu suất tín hiệu: Hiệu suất tín hiệu của bảng mạch PCB Rigid Flex bị ảnh hưởng bất lợi từ các đặc tính khác nhau của vật liệu mà chúng được sản xuất. Bức xạ hồng ngoại, ghép nối và tán xạ Raman là một số đặc tính ảnh hưởng đến hiệu suất tín hiệu. Chọn vật liệu thích hợp phục vụ cho thiết kế của bạn và đáp ứng các yêu cầu thay vì chọn thiết bị cầu kỳ. 

Độ bền nhiệt: Nhiệt độ thay đổi là một yếu tố hàng đầu khác ảnh hưởng đến bảng mạch PCB Rigid Flex. Một bảng tốt phải có khả năng chịu được sự thay đổi nhiệt độ. Phạm vi thông thường mà bảng mạch Rigid Flex PCB điển hình có thể duy trì là từ -40 độ C đến +140 độ C. Tuy nhiên, nếu thiết kế của bạn không yêu cầu phổ rộng như vậy, bạn có thể tùy chỉnh nó xuống phạm vi thấp hơn để giảm tổng chi phí.

Độ tin cậy nhiệt độ: Sử dụng vật liệu chính xác có thể đảm bảo bo mạch PCB có thể xử lý sự thay đổi nhiệt độ theo yêu cầu của bo mạch. Chọn một tùy chọn phù hợp cho phép thiết bị của bạn hoạt động theo kích thước bảng và ngân sách của bạn là cần thiết trong khi chọn thiết kế bảng của bạn.

Do đó, việc lựa chọn vật liệu phù hợp cho PCB của bạn là rất quan trọng nếu bạn muốn tạo ra một thiết kế hiệu quả hơn mang lại sản lượng lớn hơn hoặc đang tìm kiếm các cách để giảm chi phí Rigid Flex PCB. 

Chi tiêu quá nhiều vào những vật liệu sẽ không mang lại lợi ích đáng kể nào cho bảng của bạn không phải là một bước đi khôn ngoan. Thay vào đó, hãy sử dụng vật liệu thông thường sẽ đủ tùy theo nhu cầu của nhiệm vụ của bạn. 

Điều chỉnh lắp ráp theo yêu cầu của bạn

Các thành phần được hàn trên một bảng mạch điện tạo nên một PCBA (Lắp ráp bảng mạch in) hoặc lắp ráp PCB. Sau khi bạn lắp ráp các thiết bị cần thiết, bạn có thể bắt đầu quá trình lắp ráp PCB. Một trong những phương pháp này là hàn sóng và hàn tay. 

Hàn sóng là một quá trình lắp ráp PCB trong đó vật hàn ở dạng thanh hàn được đưa vào bể nhiệt độ cao. Nó ở trong bể nóng chảy và tạo ra sóng ở nhiệt độ cao có phạm vi phụ thuộc vào loại vật hàn. Thuốc hàn thiếc chì (Sn \ Pb) có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn thuốc hàn không chì. Quá trình lắp ráp bao gồm việc chèn các thành phần điện, ứng dụng từ thông, gia nhiệt sơ bộ và hàn sóng, sau đó là làm sạch và thử nghiệm. Khi phát hiện bất kỳ lỗi nào (Lỗ ghim hoặc Hàn sóng lỗ thổi), nó sẽ được gửi đi để làm lại mà các nhà sản xuất thường làm bằng tay. Hàn tay được thực hiện trong các cửa hàng sửa chữa hoặc cửa hàng với khối lượng công việc ít hơn.

Bạn có thể giảm thiểu chi phí của quá trình lắp ráp bằng cách thực hiện các bước sau:

• Việc giảm các lớp dẫn đến việc giảm số lượng phích cắm sẵn cần thiết để giữ bảng với nhau.
• Laminate linh hoạt đắt hơn những tấm cứng vì chúng được cấu tạo thưa thớt từ tấm ván uốn cứng cuối cùng. Vì vậy, việc hạn chế số lượng của chúng dẫn đến việc giảm chi phí chung.
• Đối với các độ dày cụ thể, hãy sử dụng các tấm ván cứng thay vì các tấm bổ sung hoặc các tấm linh hoạt.
• Chỉ mô hình và thử nghiệm những giá trị trở kháng cấu thành một phần thiết yếu của thiết kế.
• Tất cả các nhánh linh hoạt có thể được kết thúc để có chi phí thấp nhất có thể. 
• Cấu hình của PCB có thể được đơn giản hóa, tối ưu hóa thiết kế, kích thước, hình dạng, v.v. Các khe mạ bổ sung làm giảm năng suất. 
• Luôn luôn là một thông lệ tốt khi đưa một nhà chế tạo vào thiết kế sản phẩm để tạo ra một PCB được tối ưu hóa, giảm nhu cầu thiết kế lại. 
• Sử dụng Vias không bị che khuất hoặc bị chôn vùi. Các lỗ tròn và dung sai giãn là các lựa chọn kinh tế.
• Nên lắp bề mặt (SMD). Các thành phần mạ qua lỗ cần phải được cắt tỉa hoặc tạo hình trước khi lắp. Các nhà sản xuất làm điều này bằng tay hoặc bằng máy móc. Đưa SMD làm giảm quy trình liên quan vì nó sử dụng máy chọn và đặt.

Tất cả các kỹ thuật nêu trên giúp giảm Chi phí PCB cứng nhắc nhưng thay đổi tùy theo ứng dụng. Đôi khi, số tiền tiết kiệm được từ việc tách mạch hoặc các lớp của bàn phím có thể dẫn đến chi phí lắp ráp cao hơn. Mỗi tình huống là duy nhất và cần được xử lý phù hợp.

Tăng Năng suất Sản xuất trong khi giảm chi phí tổng thể

Công nghệ sản xuất khác nhau. Công nghệ hiện nay liên quan đến epoxy sợi thủy tinh (FR4) được áp dụng như một bảng cứng bên ngoài và một mặt nạ hàn được áp dụng để bảo vệ mẫu mạch. Sự tích tụ dung sai kích thước ảnh hưởng đến kiểu mạch. Vì vậy, điều này có thể được giảm bớt bằng cách sử dụng công nghệ nhúng. Chúng được in bằng cách nhúng các đơn vị mạch linh hoạt vào bảng cứng bên trong và chuyển qua Quy trình xây dựng. Một mạch linh hoạt được nhúng vào bảng cứng và sau đó xếp thành từng lớp. PCBs cứng nhắc nhỏ gọn hơn và do đó yêu cầu ít vật liệu hơn. Nó làm tăng doanh thu. Vì vậy, bạn có thể giảm chi phí sản xuất tổng thể của sản phẩm cuối cùng với PCB linh hoạt cứng.

Một số thách thức phải đối mặt trong quá trình sản xuất. Các phần linh hoạt của PCB có thể bị uốn cong một chút. Nó có nghĩa là bạn nên xem xét các ứng suất cơ học trên vật liệu. Xử lý các đường uốn cong hoặc khu vực uốn cong một cách cẩn thận để tránh bị hỏng sớm. Tránh va chạm và miếng đệm ở khu vực uốn cong, vì ứng suất cơ học có thể làm yếu miếng đệm. Các rãnh dẫn cũng phải được định tuyến vuông góc với đường uốn cong để đảm bảo độ ổn định. Bạn có thể thêm dấu vết Dummy để củng cố khu vực uốn cong với các dấu vết hiện có. Thay vì một mặt phẳng đồng đặc, vùng uốn phải có một đa giác nở cho mặt phẳng nền. Nó được thực hiện dễ dàng bằng cách sử dụng OrCAD PCB Designer, được tối ưu hóa cho các thiết kế linh hoạt.

Bằng cách tính đến tất cả các bước đã đề cập, bạn có thể giảm PCB Rigid-Flex chi phí của toàn bộ dự án đồng thời tăng năng suất sản xuất.

Kết luận

Bảng mạch cứng Flex PCB được sử dụng rất rộng rãi trong ngành do tính linh hoạt và khả năng phục vụ cho các ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên, tất cả những thứ lấp lánh đó không phải là vàng, vì chúng rất tốn kém để xây dựng. Tuy nhiên, bạn có thể sử dụng một số cách để giảm chi phí tổng thể, bao gồm đơn giản hóa thiết kế bằng cách loại bỏ các yếu tố phụ, chọn vật liệu phù hợp đáp ứng các yêu cầu thiết kế và chọn đủ quy trình lắp ráp thân thiện với chi phí. Không đi quá đà bằng cách đầu tư vào công nghệ cao cấp không cần thiết không được hỗ trợ bởi thiết kế là một trong những bước quan trọng để đảm bảo bảng mạch PCB Rigid Flex được phát triển phù hợp với ngân sách của bạn. Tham khảo bài viết này để biết cách giảm chi phí Rigid Flex PCB và không tốn thêm chi phí sửa đổi thiết kế của bạn bằng cách thêm các vật liệu lạ mắt và không cần thiết.