Un rígid-PCB flexible és un nou tipus de placa de circuit imprès que combina la durabilitat de la PCB rígida i la flexibilitat de la PCB flexible (FPC). Entre tots els tipus de plaques de circuit, les PCB rígides-flexibles ofereixen la resistència més forta a entorns durs, cosa que les fa populars entre els fabricants d'equips de control industrial, mèdics i militars. WonderfulPCB també està augmentant gradualment la proporció de PCB rígides-flexibles en la seva producció total.
Els avantatges de les PCB rígides i flexibles són les seves excel·lents propietats tant PCB rígid i FPC flexibles. Es poden plegar, doblegar i estalviar espai, alhora que permeten la soldadura complexa de components. En comparació amb els cables tradicionals, ofereixen una vida útil més llarga, una estabilitat més fiable i són menys propensos a trencar-se, oxidar-se o desprendre's, cosa que millora considerablement el rendiment del producte. Tanmateix, els PCB rígids-flexibles tenen alguns inconvenients: la seva producció implica nombrosos processos, són difícils de fabricar, tenen una baixa taxa de rendiment, requereixen una gran quantitat de material i mà d'obra, cosa que els fa cars i amb un cicle de producció més llarg.
Quines són les aplicacions de la rígid-flexible PCB?
1.Ús industrial – Això inclou aplicacions en indústries com ara els camps militar i mèdic. La majoria de les peces industrials requereixen precisió, seguretat i durabilitat, cosa que fa que les propietats necessàries per a les PCB rígides i flexibles siguin d'alta fiabilitat, alta precisió, baixa pèrdua d'impedància, excel·lent qualitat de transmissió del senyal i durabilitat. Tanmateix, a causa de la complexitat del procés, el volum de producció és petit i el preu unitari és relativament alt.
2. Telèfons mòbils – Aplicacions comunes de PCB rígid-flex en telèfons mòbils inclouen la frontissa dels telèfons plegables, els mòduls de càmera, el teclat numèric i els mòduls de RF.
3.Electrònica de Consum – En productes de consum, les càmeres digitals fixes (DSC) i els DV (vídeo digital) són dispositius representatius que impulsen el desenvolupament de les plaques de circuit imprès rígides i flexibles. Connecten diferents plaques i components durs de les plaques de circuit imprès en tres dimensions, augmentant l'àrea total útil de la placa i mantenint la mateixa densitat de circuits. Això millora la capacitat del circuit i redueix les limitacions de transmissió del senyal i les taxes d'error de muntatge. A més, com que les plaques rígides i flexibles són lleugeres, primes i flexibles, contribueixen a reduir la mida i el pes del producte.
4.Automotor – En vehicles, les plaques de circuit imprès rígides i flexibles s'utilitzen en aplicacions com ara la connexió de botons del volant a la placa base, la connexió de pantalles i panells de control en sistemes de vídeo de vehicles, el control de botons als panells de les portes dels cotxes, sistemes d'imatges de radar invers, sensors (qualitat de l'aire, temperatura, humitat i control de gasos especials), sistemes de comunicació, navegació per satèl·lit, panells de control dels seients del darrere i sistemes externs de detecció de vehicles.
Punts clau en la fabricació de PCB rígid-flexible
La creació i el desenvolupament de FPC i PCB va donar lloc a la PCB rígida-flexible, que es forma combinant plaques de circuit flexibles i plaques de circuits rígids mitjançant processos com la laminació. El punt clau en la fabricació de PCB rígid-flexible rau en el procés de laminació, especialment a la unió entre les seccions flexible i rígida. Tot i que els processos de laminació de PCB o FPC independents són madurs, la combinació d'aquests dos tipus en plaques rígid-flexibles continua sent un repte per als fabricants.
- L'ús de màquines de laminació al buit garanteix una pressió i temperatura contínues per a una adhesió i unió òptimes del material.
- Cal seleccionar els materials de recobriment adequats: un recobriment tou pot mostrar traces i patrons metàl·lics a la superfície, mentre que un material massa dur pot causar subpressió i bombolles.
Reptes en la fabricació de PCB rígid-flexible
Les plaques de circuit imprès rígides i flexibles impliquen processos complexos, i certes tecnologies i reptes clau són difícils de controlar. Les diferències d'estructura i material entre les plaques flexibles i rígides provoquen diferències significatives en la seva estabilitat dimensional, cosa que fa que l'elecció dels materials adequats sigui fonamental per a una correcta alineació.
Per a la secció flexible:
- Els materials tous s'han de guiar a través de la línia de producció mitjançant una placa portadora per evitar embussaments i malbaratament.
- La manipulació precisa de les capes individuals és fonamental per a l'alineació, especialment a causa de la sensibilitat dels materials de poliimida a les solucions alcalines fortes, que poden causar inflor.
- La qualitat de la laminació es pot millorar utilitzant materials amortidors adequats com ara pel·lícules de polipropilè o làmines de PTFE per millorar la unió entre les capes.
Per a la secció rígida:
- Assegurar una direcció uniforme del gra de la tela de fibra de vidre i eliminar l'estrès tèrmic durant la laminació per evitar deformacions.
- Control de l'expansió i la contracció durant la laminació, especialment per a seccions flexibles.
- Les finestres flexibles es poden processar mitjançant mètodes de pre-fresat o post-fresat, depenent de l'estructura i el gruix de la placa.
Impacte dels augments del preu de les matèries primeres en els costos dels PCB rígids i flexibles
Des del setembre del 2020, els preus dels CCL (laminats recoberts de coure) han augmentat significativament, impulsats per l'escassetat de matèries primeres i una forta demanda aigües avall. L'augment dels costos de les matèries primeres, en particular el coure, la fibra de vidre i la resina, ha fet pujar els preus dels CCL fins a un 100%. Tanmateix, aquest augment de preus ha tingut un impacte relativament petit en els costos dels PCB rígids i flexibles, ja que els costos dels materials representen una part menor del cost total en comparació amb els PCB normals.
Punts de control de qualitat en la fabricació de PCB rígid-flexible de mòduls de càmera
Les PCB rígides i flexibles dels mòduls de càmera són especialment difícils de fabricar a causa del petit espai (2-3 mil·límetres) entre els PAD COB (xip-on-board) i la necessitat de tractaments superficials com l'ENEPIG (Electroless Nickel Electroless Pal·ladium Immersion Gold), que poden provocar gravats laterals. Per abordar-ho, cal resoldre dos reptes:
- Gravat de línia fina – Per gestionar mides petites de COB PAD, s'han d'utilitzar màquines d'exposició LDI (imatge directa per làser), ja que ofereixen una resolució més alta que les màquines tradicionals. Això ajuda a evitar la desalineació durant l'exposició.
- Control de gravat lateral de la màscara de soldadura – S'hauria d'utilitzar tinta de màscara de soldadura més fina per reduir els porus de la tinta, que d'altra manera provocarien taxes elevades de recobriment lateral i curtcircuits durant el tractament superficial.
En conclusió, rígid-flexible Prototips de PCB i la fabricació comporten reptes únics a causa de l'estructura del seu material i les seves aplicacions, i requereixen ajustaments en cada pas de producció per optimitzar els processos i els paràmetres.
