Un rigid-PCB flexibil este un nou tip de placă de circuite imprimate care combină durabilitatea PCB-urilor rigide cu flexibilitatea PCB-urilor flexibile (FPC). Dintre toate tipurile de plăci de circuite imprimate, PCB-urile rigid-flex oferă cea mai puternică rezistență la medii dure, ceea ce le face populare printre producătorii de echipamente industriale de control, medicale și militare. WonderfulPCB crește treptat, de asemenea, proporția de PCB-uri rigid-flex în producția sa totală.
Avantajele PCB-urilor rigide-flexe sunt proprietățile lor excelente atât din punct de vedere al PCB rigid și PCB-uri flexibile (FPC-uri). Acestea pot fi pliate, îndoite și economisesc spațiu, permițând în același timp sudarea complexă a componentelor. Comparativ cu cablurile tradiționale, acestea oferă o durată de viață mai lungă, o stabilitate mai fiabilă și sunt mai puțin predispuse la rupere, oxidare sau desprindere, îmbunătățind considerabil performanța produsului. Cu toate acestea, PCB-urile rigid-flex au unele dezavantaje: producția lor implică numeroase procese, sunt dificil de fabricat, au o rată de randament scăzută, necesită o cantitate mare de materiale și manoperă, ceea ce le face scumpe și cu un ciclu de producție mai lung.
Care sunt aplicațiile rigid-flex PCB?
1.Utilizarea industrială – Aceasta include aplicații în industrii precum domeniul militar și cel medical. Majoritatea pieselor industriale necesită precizie, siguranță și durabilitate, ceea ce face ca proprietățile necesare pentru PCB-uri rigide-flexibile să fie fiabilitate ridicată, precizie ridicată, pierderi de impedanță reduse, calitate excelentă a transmisiei semnalului și durabilitate. Cu toate acestea, din cauza complexității procesului, volumul producției este mic, iar prețul unitar este relativ ridicat.
2. Telefoane mobile – Aplicații comune ale PCB rigid-flexibil În telefoanele mobile se includ balamaua telefoanelor pliabile, modulele camerei, tastatura și modulele RF.
3.Electronice de larg consum: – În produsele de larg consum, DSC (aparate foto digitale) și DV (video digital) sunt dispozitive reprezentative care au determinat dezvoltarea PCB-urilor rigide-flexibile. Acestea conectează diferite plăci rigide și componente PCB în trei dimensiuni, mărind suprafața totală utilizabilă a PCB-ului, menținând în același timp aceeași densitate a circuitelor. Acest lucru îmbunătățește capacitatea circuitelor și reduce limitările de transmitere a semnalului și ratele de eroare de asamblare. În plus, deoarece plăcile rigide-flexbile sunt ușoare, subțiri și flexibile, acestea contribuie la reducerea dimensiunilor și greutății produsului.
4.Automotive – În vehicule, PCB-urile rigid-flex sunt utilizate în aplicații precum conectarea butoanelor de pe volan la placa de bază, conectarea ecranelor și panourilor de control în sistemele video ale vehiculelor, controlul butoanelor de pe panourile ușilor mașinii, sistemele de imagistică radar pentru marșarier, senzorii (calitatea aerului, temperatura, umiditatea și controlul gazelor speciale), sistemele de comunicații, navigația prin satelit, panourile de control pentru bancheta din spate și sistemele externe de detectare a vehiculelor.
Puncte cheie în fabricarea PCB-urilor rigide-flexibile
Crearea și dezvoltarea FPC-urilor și PCB-urilor a dat naștere PCB-urilor rigide-flexibile, care se formează prin combinarea circuite flexibile și plăci de circuite rigide prin procese precum laminarea. Punctul cheie în fabricarea PCB-urilor rigide-flex constă în procesul de laminare, în special la joncțiunea dintre secțiunile flexibile și cele rigide. Deși procesele independente de laminare PCB sau FPC sunt mature, combinarea acestor două tipuri în plăci rigide-flexe rămâne o provocare pentru producători.
- Utilizarea mașinilor de laminare în vid asigură o presiune și o temperatură continue pentru o aderență optimă și o lipire a materialului.
- Trebuie selectate materiale de acoperire adecvate: un strat de acoperire moale poate prezenta urme și modele metalice pe suprafață, în timp ce un material prea dur poate cauza subpresiune și bule.
Provocări în fabricarea PCB-urilor rigide-flexibile
PCB-urile rigid-flexibile implică procese complexe, iar anumite tehnologii cheie și provocări sunt dificil de controlat. Diferențele de structură și material dintre plăcile flexibile și cele rigide duc la diferențe semnificative în stabilitatea lor dimensională, ceea ce face ca alegerea materialelor adecvate să fie esențială pentru o aliniere corectă.
Pentru secțiunea flexibilă:
- Materialele moi trebuie ghidate prin linia de producție folosind o placă purtătoare pentru a evita blocarea și risipa.
- Manipularea precisă a straturilor individuale este esențială pentru aliniere, în special din cauza sensibilității materialelor poliimidice la soluțiile alcaline puternice, care pot provoca umflare.
- Calitatea laminării poate fi îmbunătățită prin utilizarea de materiale tampon adecvate, cum ar fi folia de polipropilenă sau foile de PTFE, pentru a îmbunătăți lipirea dintre straturi.
Pentru secțiunea rigidă:
- Asigurarea unei direcții uniforme a fibrei țesăturii din fibră de sticlă și eliminarea stresului termic în timpul laminării pentru a preveni deformarea.
- Controlul expansiunii și contracției în timpul laminării, în special pentru secțiuni flexibile.
- Ferestrele flexibile pot fi prelucrate fie prin metode de pre-frezare, fie prin metode de post-frezare, în funcție de structura și grosimea plăcii.
Impactul creșterilor prețurilor materiilor prime asupra costurilor PCB-urilor rigide-flexibile
Din septembrie 2020, prețurile CCL (laminat placat cu cupru) au crescut semnificativ, determinate de lipsa materiilor prime și de cererea puternică în aval. Creșterea costurilor materiilor prime, în special a cuprului, fibrei de sticlă și rășinii, a împins prețurile CCL în sus cu până la 100%. Cu toate acestea, această creștere a prețurilor a avut un impact relativ mic asupra costurilor PCB-urilor rigide-flex, deoarece costurile materialelor reprezintă o parte mai mică din costul total în comparație cu PCB-urile obișnuite.
Puncte de control al calității în fabricarea PCB-urilor rigide-flexibile pentru modulele de cameră
PCB-urile rigide-flex pentru modulele de cameră sunt deosebit de dificil de fabricat din cauza distanței mici (2-3 mil) dintre PAD-urile COB (chip-on-board) și a necesității unor tratamente de suprafață precum ENEPIG (Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold), care pot duce la gravarea laterală. Pentru a aborda acest lucru, trebuie rezolvate două provocări:
- Gravare cu linii fine – Pentru a prelucra dimensiuni mici de COB PAD, ar trebui utilizate mașini de expunere LDI (imagistică directă cu laser), deoarece acestea oferă o rezoluție mai mare decât mașinile tradiționale. Acest lucru ajută la evitarea nealinierii în timpul expunerii.
- Controlul gravării laterale a măștii de lipire – Trebuie utilizată o cerneală mai fină pentru mască de lipire pentru a reduce porii din cerneală, ceea ce ar duce altfel la rate mari de placare laterală și scurtcircuite în timpul tratamentului de suprafață.
În concluzie, rigid-flex Prototipare PCB și fabricația implică provocări unice datorită structurii materialelor și aplicațiilor, necesitând ajustări în fiecare etapă de producție pentru a optimiza procesele și parametrii.
