Ένα άκαμπτο-flex PCB είναι ένας νέος τύπος πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος που συνδυάζει την ανθεκτικότητα του άκαμπτου PCB και την ευελιξία του εύκαμπτου PCB (FPC). Μεταξύ όλων των τύπων πλακετών κυκλωμάτων, το άκαμπτο-εύκαμπτο PCB προσφέρει την ισχυρότερη αντοχή σε σκληρά περιβάλλοντα, καθιστώντας το δημοφιλές μεταξύ των κατασκευαστών βιομηχανικού ελέγχου, ιατρικού και στρατιωτικού εξοπλισμού. Η WonderfulPCB αυξάνει επίσης σταδιακά το ποσοστό του άκαμπτου-εύκαμπτου PCB στη συνολική παραγωγή της.
Τα πλεονεκτήματα του rigid-flex PCB είναι οι εξαιρετικές ιδιότητές τους και από τις δύο άκαμπτο PCB και εύκαμπτα FPC. Μπορούν να διπλωθούν, να λυγίσουν και να εξοικονομήσουν χώρο, επιτρέποντας παράλληλα την πολύπλοκη συγκόλληση εξαρτημάτων. Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά καλώδια, προσφέρουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, πιο αξιόπιστη σταθερότητα και είναι λιγότερο επιρρεπή σε σπάσιμο, οξείδωση ή αποκόλληση, βελτιώνοντας σημαντικά την απόδοση του προϊόντος. Ωστόσο, τα άκαμπτα-εύκαμπτα PCB έχουν ορισμένα μειονεκτήματα: η παραγωγή τους περιλαμβάνει πολλές διαδικασίες, είναι δύσκολο να κατασκευαστούν, έχουν χαμηλό ποσοστό απόδοσης, απαιτούν μεγάλη ποσότητα υλικών και εργασίας, καθιστώντας τα ακριβά και με μεγαλύτερο κύκλο παραγωγής.
Ποιες είναι οι εφαρμογές του rigid-flex; PCB?
1.βιομηχανική Χρήση – Αυτό περιλαμβάνει εφαρμογές σε βιομηχανίες όπως ο στρατιωτικός και ο ιατρικός τομέας. Τα περισσότερα βιομηχανικά εξαρτήματα απαιτούν ακρίβεια, ασφάλεια και ανθεκτικότητα, γεγονός που καθιστά τις απαιτούμενες ιδιότητες για την άκαμπτη-εύκαμπτη πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) υψηλή αξιοπιστία, υψηλή ακρίβεια, χαμηλή απώλεια σύνθετης αντίστασης, εξαιρετική ποιότητα μετάδοσης σήματος και ανθεκτικότητα. Ωστόσο, λόγω της πολυπλοκότητας της διαδικασίας, ο όγκος παραγωγής είναι μικρός και η τιμή μονάδας σχετικά υψηλή.
2. Κινητά Τηλέφωνα – Κοινές εφαρμογές του άκαμπτο-flex PCB στα κινητά τηλέφωνα περιλαμβάνονται η άρθρωση των πτυσσόμενων τηλεφώνων, οι μονάδες κάμερας, το keyPAD και οι μονάδες RF.
3.Consumer Electronics – Στα καταναλωτικά προϊόντα, οι ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές (DSC) και οι ψηφιακές βιντεοκάμερες (DV) είναι αντιπροσωπευτικές συσκευές που οδηγούν στην ανάπτυξη των άκαμπτων τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB). Συνδέουν διαφορετικές σκληρές πλακέτες και εξαρτήματα PCB σε τρεις διαστάσεις, αυξάνοντας τη συνολική χρησιμοποιήσιμη επιφάνεια της PCB διατηρώντας παράλληλα την ίδια πυκνότητα κυκλώματος. Αυτό βελτιώνει την χωρητικότητα του κυκλώματος και μειώνει τους περιορισμούς μετάδοσης σήματος και τα ποσοστά σφαλμάτων συναρμολόγησης. Επιπλέον, επειδή οι άκαμπτες εύκαμπτες πλακέτες είναι ελαφριές, λεπτές και εύκαμπτες, συμβάλλουν στη μείωση του μεγέθους και του βάρους του προϊόντος.
4.Αυτοκίνητο – Στα οχήματα, οι άκαμπτες-εύκαμπτες πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος (PCB) χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπως η σύνδεση κουμπιών στο τιμόνι με τη μητρική πλακέτα, η σύνδεση οθονών και πινάκων ελέγχου σε συστήματα βίντεο οχημάτων, ο έλεγχος κουμπιών στα πάνελ των θυρών του αυτοκινήτου, τα συστήματα απεικόνισης ραντάρ αντίστροφης μέτρησης, οι αισθητήρες (ποιότητα αέρα, θερμοκρασία, υγρασία και ειδικός έλεγχος αερίου), τα συστήματα επικοινωνίας, η δορυφορική πλοήγηση, οι πίνακες ελέγχου πίσω καθισμάτων και τα εξωτερικά συστήματα ανίχνευσης οχημάτων.
Βασικά σημεία στην κατασκευή άκαμπτων εύκαμπτων πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB)
Η δημιουργία και η ανάπτυξη των FPC και των PCB γέννησε το άκαμπτο-εύκαμπτο PCB, το οποίο σχηματίζεται συνδυάζοντας εύκαμπτες πλακέτες κυκλωμάτων και άκαμπτων πλακετών κυκλωμάτων μέσω διαδικασιών όπως η πλαστικοποίηση. Το βασικό σημείο στην κατασκευή άκαμπτων-εύκαμπτων πλακετών κυκλώματος (PCB) έγκειται στη διαδικασία πλαστικοποίησης, ειδικά στη συμβολή μεταξύ των εύκαμπτων και των άκαμπτων τμημάτων. Ενώ οι αυτόνομες διαδικασίες πλαστικοποίησης PCB ή FPC είναι ώριμες, ο συνδυασμός αυτών των δύο τύπων σε άκαμπτες-εύκαμπτες πλακέτες παραμένει μια πρόκληση για τους κατασκευαστές.
- Η χρήση μηχανών πλαστικοποίησης κενού διασφαλίζει συνεχή πίεση και θερμοκρασία για βέλτιστη πρόσφυση και συγκόλληση υλικού.
- Πρέπει να επιλέγονται κατάλληλα υλικά επικάλυψης: η μαλακή επικάλυψη μπορεί να εμφανίσει μεταλλικά ίχνη και σχέδια στην επιφάνεια, ενώ ένα πολύ σκληρό υλικό μπορεί να προκαλέσει υποπίεση και φυσαλίδες.
Προκλήσεις στην κατασκευή άκαμπτων εύκαμπτων πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB)
Τα άκαμπτα-εύκαμπτα PCB περιλαμβάνουν πολύπλοκες διαδικασίες και ορισμένες βασικές τεχνολογίες και προκλήσεις είναι δύσκολο να ελεγχθούν. Οι διαφορές στη δομή και το υλικό μεταξύ εύκαμπτων και άκαμπτων πλακών έχουν ως αποτέλεσμα σημαντικές διαφορές στη διαστατική τους σταθερότητα, καθιστώντας την επιλογή κατάλληλων υλικών κρίσιμη για την ορθή ευθυγράμμιση.
Για το ευέλικτο τμήμα:
- Τα μαλακά υλικά πρέπει να οδηγούνται μέσω της γραμμής παραγωγής χρησιμοποιώντας μια πλάκα μεταφοράς για να αποφεύγονται τα μπλοκαρίσματα και η σπατάλη.
- Ο ακριβής χειρισμός των μεμονωμένων στρώσεων είναι κρίσιμος για την ευθυγράμμιση, ειδικά λόγω της ευαισθησίας των πολυϊμιδικών υλικών σε ισχυρά αλκαλικά διαλύματα, τα οποία μπορούν να προκαλέσουν διόγκωση.
- Η ποιότητα της πλαστικοποίησης μπορεί να βελτιωθεί με τη χρήση κατάλληλων υλικών προστασίας όπως μεμβράνη πολυπροπυλενίου ή φύλλα PTFE για τη βελτίωση της συγκόλλησης μεταξύ των στρωμάτων.
Για το άκαμπτο τμήμα:
- Εξασφάλιση ομοιόμορφης κατεύθυνσης των ινών του υφάσματος από υαλοβάμβακα και εξάλειψη της θερμικής καταπόνησης κατά την πλαστικοποίηση για την αποφυγή στρέβλωσης.
- Έλεγχος της διαστολής και της συστολής κατά την πλαστικοποίηση, ειδικά για εύκαμπτες διατομές.
- Τα εύκαμπτα παράθυρα μπορούν να υποστούν επεξεργασία χρησιμοποιώντας είτε μεθόδους προ-φρεζαρίσματος είτε μετα-φρεζαρίσματος, ανάλογα με τη δομή και το πάχος της σανίδας.
Επιπτώσεις των αυξήσεων των τιμών των πρώτων υλών στο κόστος των άκαμπτων τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB)
Από τον Σεπτέμβριο του 2020, οι τιμές των CCL (πλαστικών με επικάλυψη χαλκού) έχουν αυξηθεί σημαντικά, λόγω της έλλειψης πρώτων υλών και της ισχυρής ζήτησης σε μεταγενέστερα στάδια. Η αύξηση του κόστους των πρώτων υλών, ιδίως του χαλκού, των υαλονημάτων και της ρητίνης, έχει αυξήσει τις τιμές των CCL έως και 100%. Ωστόσο, αυτή η αύξηση των τιμών είχε σχετικά μικρό αντίκτυπο στο κόστος των άκαμπτων-εύκαμπτων PCB, επειδή το κόστος των υλικών αντιπροσωπεύει μικρότερο μέρος του συνολικού κόστους σε σύγκριση με τα κανονικά PCB.
Σημεία Ελέγχου Ποιότητας στην Κατασκευή Άκαμπτης-Εύκαμπτης Πλακέτας (PCB) της Μονάδας Κάμερας
Τα άκαμπτα-εύκαμπτα PCB της μονάδας κάμερας είναι ιδιαίτερα δύσκολα στην κατασκευή λόγω της μικρής απόστασης (2-3 mil) μεταξύ του COB (τσιπ-ενσωματωμένο) PAD και της ανάγκης για επιφανειακές επεξεργασίες όπως το ENEPIG (ηλεκτρόλυση νικελίου-ηλεκτρόλυσης παλλαδίου-εμβύθισης με χρυσό), η οποία μπορεί να οδηγήσει σε πλευρική χάραξη. Για να αντιμετωπιστεί αυτό, πρέπει να επιλυθούν δύο προκλήσεις:
- Λεπτή Γραμμική Χάραξη – Για τον χειρισμό μικρών μεγεθών COB PAD, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται μηχανές έκθεσης LDI (άμεση απεικόνιση με λέιζερ), καθώς προσφέρουν υψηλότερη ανάλυση από τις παραδοσιακές μηχανές. Αυτό βοηθά στην αποφυγή κακής ευθυγράμμισης κατά την έκθεση.
- Έλεγχος πλευρικής χάραξης μάσκας συγκόλλησης – Θα πρέπει να χρησιμοποιείται λεπτότερο μελάνι μάσκας συγκόλλησης για τη μείωση των πόρων στο μελάνι, κάτι που διαφορετικά θα οδηγούσε σε υψηλούς ρυθμούς πλευρικής επιμετάλλωσης και βραχυκυκλώματα κατά την επεξεργασία της επιφάνειας.
Συμπερασματικά, άκαμπτο-εύκαμπτο Πρωτότυπο PCB και η κατασκευή συνεπάγονται μοναδικές προκλήσεις λόγω της δομής των υλικών και των εφαρμογών τους, απαιτώντας προσαρμογές σε κάθε βήμα παραγωγής για τη βελτιστοποίηση των διαδικασιών και των παραμέτρων.
