Sebuah kaku-PCB fleksibel adalah jenis baru papan sirkuit cetak yang menggabungkan ketahanan PCB kaku dan fleksibilitas PCB fleksibel (FPC). Di antara semua jenis papan sirkuit, PCB kaku-fleksibel menawarkan ketahanan terkuat terhadap lingkungan yang keras, sehingga membuatnya populer di kalangan produsen peralatan kontrol industri, medis, dan militer. WonderfulPCB juga secara bertahap meningkatkan proporsi PCB kaku-fleksibel dalam total produksinya.
Keunggulan PCB rigid-flex adalah sifatnya yang sangat baik dari kedua sisi PCB kaku dan FPC fleksibel. FPC ini dapat dilipat, ditekuk, dan menghemat ruang, namun tetap memungkinkan pengelasan komponen yang rumit. Dibandingkan dengan kabel tradisional, FPC ini menawarkan masa pakai yang lebih lama, stabilitas yang lebih andal, dan tidak mudah putus, teroksidasi, atau terlepas, sehingga sangat meningkatkan kinerja produk. Namun, PCB kaku-fleksibel memiliki beberapa kekurangan: produksinya melibatkan banyak proses, sulit diproduksi, memiliki tingkat hasil yang rendah, memerlukan banyak bahan dan tenaga kerja, sehingga harganya mahal dan siklus produksinya lebih panjang.
Apa saja aplikasi rigid-flex? PCB?
1.industri Gunakan – Ini mencakup aplikasi dalam industri seperti bidang militer dan medis. Sebagian besar komponen industri memerlukan presisi, keamanan, dan daya tahan, sehingga sifat yang dibutuhkan untuk PCB rigid-flex adalah keandalan tinggi, presisi tinggi, kehilangan impedansi rendah, kualitas transmisi sinyal yang sangat baik, dan daya tahan. Namun, karena kompleksitas prosesnya, volume produksi kecil, dan harga satuannya relatif tinggi.
2. Ponsel – Aplikasi umum PCB kaku-fleksibel pada ponsel meliputi engsel ponsel lipat, modul kamera, keyPAD, dan modul RF.
3.Pengguna Elektronik – Dalam produk konsumen, DSC (kamera foto digital) dan DV (video digital) merupakan perangkat representatif yang mendorong pengembangan PCB rigid-flex. Perangkat ini menghubungkan berbagai papan keras dan komponen PCB dalam tiga dimensi, sehingga meningkatkan total area PCB yang dapat digunakan sekaligus mempertahankan kepadatan sirkuit yang sama. Hal ini meningkatkan kapasitas sirkuit dan mengurangi keterbatasan transmisi sinyal serta tingkat kesalahan perakitan. Selain itu, karena papan rigid-flex ringan, tipis, dan fleksibel, perangkat ini berkontribusi dalam mengurangi ukuran dan berat produk.
4.Otomotif – Pada kendaraan, PCB rigid-flex digunakan dalam aplikasi seperti menghubungkan tombol pada roda kemudi ke motherboard, menghubungkan layar dan panel kontrol dalam sistem video kendaraan, mengendalikan tombol pada panel pintu mobil, sistem pencitraan radar mundur, sensor (kualitas udara, suhu, kelembapan, dan kontrol gas khusus), sistem komunikasi, navigasi satelit, panel kontrol kursi belakang, dan sistem deteksi kendaraan eksternal.
Poin-poin Penting dalam Pembuatan PCB Rigid-Flex
Penciptaan dan pengembangan FPC dan PCB melahirkan PCB kaku-fleksibel, yang dibentuk dengan menggabungkan papan sirkuit fleksibel dan papan sirkuit kaku melalui proses seperti laminasi. Poin utama dalam pembuatan PCB fleksibel kaku terletak pada proses laminasi, terutama pada sambungan antara bagian fleksibel dan kaku. Meskipun proses laminasi PCB atau FPC mandiri sudah matang, menggabungkan kedua jenis ini dalam papan fleksibel kaku tetap menjadi tantangan bagi produsen.
- Penggunaan mesin laminasi vakum memastikan tekanan dan suhu berkelanjutan untuk daya rekat dan ikatan material yang optimal.
- Bahan penutup yang tepat harus dipilih: penutup yang lunak mungkin menunjukkan jejak dan pola logam pada permukaannya, sedangkan bahan yang terlalu keras dapat menyebabkan tekanan rendah dan gelembung.
Tantangan dalam Pembuatan PCB Rigid-Flex
PCB rigid-flex melibatkan proses yang rumit, dan teknologi serta tantangan utama tertentu sulit dikendalikan. Perbedaan struktur dan material antara papan fleksibel dan kaku menghasilkan perbedaan signifikan dalam stabilitas dimensinya, sehingga pemilihan material yang sesuai menjadi penting untuk penyelarasan yang tepat.
Untuk bagian fleksibel:
- Bahan-bahan lunak perlu dipandu melalui jalur produksi menggunakan pelat pembawa untuk menghindari kemacetan dan pemborosan.
- Penanganan yang tepat pada setiap lapisan sangat penting untuk penyelarasan, terutama karena sensitivitas bahan polimida terhadap larutan alkali kuat, yang dapat menyebabkan pembengkakan.
- Kualitas laminasi dapat ditingkatkan dengan menggunakan bahan penyangga yang sesuai seperti film polipropilena atau lembaran PTFE untuk meningkatkan ikatan antar lapisan.
Untuk bagian kaku:
- Memastikan arah serat kain kaca seragam dan menghilangkan tekanan termal selama laminasi untuk mencegah lengkungan.
- Mengontrol pemuaian dan penyusutan selama laminasi, terutama untuk bagian yang fleksibel.
- Jendela fleksibel dapat diproses menggunakan metode pra-penggilingan atau pasca-penggilingan, tergantung pada struktur dan ketebalan papan.
Dampak Kenaikan Harga Bahan Baku terhadap Biaya PCB Rigid-Flex
Sejak September 2020, harga CCL (copper clad laminate) telah meningkat secara signifikan, didorong oleh kekurangan bahan baku dan permintaan hilir yang kuat. Kenaikan biaya bahan baku, khususnya tembaga, serat kaca, dan resin, telah mendorong kenaikan harga CCL hingga 100%. Namun, kenaikan harga ini berdampak relatif kecil pada biaya PCB rigid-flex, karena biaya material merupakan bagian yang lebih kecil dari total biaya dibandingkan dengan PCB biasa.
Titik Kontrol Kualitas dalam Pembuatan PCB Rigid-Flex Modul Kamera
PCB rigid-flex modul kamera khususnya sulit diproduksi karena jarak yang kecil (2-3 mil) antara COB (chip-on-board) PAD dan kebutuhan akan perawatan permukaan seperti ENEPIG (Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold), yang dapat menyebabkan side etching. Untuk mengatasi hal ini, dua tantangan harus diatasi:
- Pengukiran Garis Halus – Untuk menangani ukuran COB PAD yang kecil, mesin pemaparan LDI (laser direct imaging) harus digunakan, karena mesin ini menawarkan resolusi yang lebih tinggi daripada mesin tradisional. Ini membantu menghindari ketidaksejajaran selama pemaparan.
- Kontrol Etch Samping Masker Solder – Tinta solder mask yang lebih halus harus digunakan untuk memperkecil pori-pori dalam tinta, yang jika tidak akan mengakibatkan tingkat pelapisan samping yang tinggi dan hubungan arus pendek selama perawatan permukaan.
Sebagai kesimpulan, rigid-flex pembuatan prototipe PCB dan manufaktur melibatkan tantangan unik karena struktur material dan aplikasinya, memerlukan penyesuaian di setiap langkah produksi untuk mengoptimalkan proses dan parameter.
