Togi-flex PCB je nova vrsta tiskanega vezja, ki združuje vzdržljivost togega tiskanega vezja in fleksibilnost fleksibilnega tiskanega vezja (FPC). Med vsemi vrstami tiskanih vezij ponujajo togi in fleksibilni tiskani vezji največjo odpornost na zahtevna okolja, zaradi česar so priljubljeni med proizvajalci industrijske krmilne, medicinske in vojaške opreme. WonderfulPCB postopoma povečuje tudi delež togih in fleksibilnih tiskanih vezij v svoji celotni proizvodnji.
Prednosti togih in fleksibilnih tiskanih vezij so njihove odlične lastnosti iz obeh togo PCB in fleksibilne FPC-je. Zlagamo jih lahko, upogibamo in prihranimo prostor, hkrati pa omogočajo kompleksno varjenje komponent. V primerjavi s tradicionalnimi kabli ponujajo daljšo življenjsko dobo, zanesljivejšo stabilnost in so manj nagnjeni k lomljenju, oksidaciji ali odtrganju, kar močno izboljša delovanje izdelka. Vendar pa imajo togi-fleksibilni PCB-ji nekaj pomanjkljivosti: njihova proizvodnja vključuje številne postopke, težko jih je izdelati, imajo nizko stopnjo izkoristka, zahtevajo veliko količino materiala in dela, zaradi česar so dragi in imajo daljši proizvodni cikel.
Kakšne so aplikacije togega in fleksibilnega materiala? PCB?
1.Industrijska uporaba – To vključuje uporabo v panogah, kot sta vojaško in medicinsko področje. Večina industrijskih delov zahteva natančnost, varnost in vzdržljivost, zato so za toge-fleksibilne tiskane vezje potrebne visoke lastnosti: visoka zanesljivost, visoka natančnost, nizka impedančna izguba, odlična kakovost prenosa signala in vzdržljivost. Vendar pa je zaradi kompleksnosti postopka obseg proizvodnje majhen, cena na enoto pa relativno visoka.
2. Mobilni telefoni – Pogoste uporabe togo-flex PCB v mobilnih telefonih vključujejo tečaj zložljivih telefonov, module kamer, tipkovnico in RF module.
3.Zabavna elektronika – Pri potrošniških izdelkih sta DSC (digitalni fotoaparati) in DV (digitalni video) reprezentativni napravi, ki spodbujata razvoj togih in fleksibilnih tiskanih vezij. Povezujejo različne trde plošče in komponente tiskanih vezij v treh dimenzijah, s čimer povečajo skupno uporabno površino tiskanega vezja, hkrati pa ohranijo enako gostoto vezij. To izboljša zmogljivost vezij in zmanjša omejitve prenosa signalov ter stopnje napak pri sestavljanju. Poleg tega, ker so toge in fleksibilne plošče lahke, tanke in fleksibilne, prispevajo k zmanjšanju velikosti in teže izdelka.
4.Avtomobilizem – V vozilih se toge-fleksibilne tiskane vezja uporabljajo v aplikacijah, kot so povezovanje gumbov na volanu z matično ploščo, povezovanje zaslonov in nadzornih plošč v video sistemih vozil, upravljanje gumbov na vratih avtomobila, sistemi za slikanje z radarjem za vzvratno vožnjo, senzorji (kakovost zraka, temperatura, vlažnost in nadzor posebnega plina), komunikacijski sistemi, satelitska navigacija, nadzorne plošče na zadnjih sedežih in zunanji sistemi za zaznavanje vozil.
Ključne točke pri izdelavi togih in fleksibilnih tiskanih vezij
Ustvarjanje in razvoj FPC-jev in PCB-jev je rodilo togo-fleksibilne PCB-je, ki nastanejo z združevanjem upogljiva vezja in togih tiskanih vezij s postopki, kot je laminacija. Ključna točka pri izdelavi togih in fleksibilnih tiskanih vezij je v postopku laminacije, zlasti na stičišču med fleksibilnimi in togimi deli. Čeprav so samostojni postopki laminacije tiskanih vezij ali FPC zreli, ostaja kombiniranje teh dveh vrst v togih in fleksibilnih ploščah izziv za proizvajalce.
- Uporaba vakuumskih laminatorjev zagotavlja stalen tlak in temperaturo za optimalno adhezijo in lepljenje materiala.
- Izbrati je treba ustrezne materiale za prekrivanje: mehko prekrivanje lahko na površini kaže kovinske sledi in vzorce, medtem ko lahko pretrdo prekrivanje povzroči podtlak in mehurčke.
Izzivi pri izdelavi togih in fleksibilnih tiskanih vezij
Togo-fleksibilne tiskane vezja vključujejo kompleksne procese, nekatere ključne tehnologije in izzive pa je težko nadzorovati. Razlike v strukturi in materialu med fleksibilnimi in togimi ploščami povzročajo znatne razlike v njihovi dimenzijski stabilnosti, zato je izbira ustreznih materialov ključnega pomena za pravilno poravnavo.
Za fleksibilni del:
- Mehke materiale je treba voditi skozi proizvodno linijo s pomočjo nosilne plošče, da se prepreči zatikanje in izguba materiala.
- Natančno ravnanje s posameznimi plastmi je ključnega pomena za poravnavo, zlasti zaradi občutljivosti poliimidnih materialov na močne alkalne raztopine, ki lahko povzročijo otekanje.
- Kakovost laminacije je mogoče izboljšati z uporabo ustreznih puferskih materialov, kot sta polipropilenska folija ali PTFE plošče, za izboljšanje vezi med plastmi.
Za togi del:
- Zagotavljanje enakomerne smeri vlaken steklenih vlaken in odpravljanje toplotnih obremenitev med laminiranjem, da se prepreči upogibanje.
- Nadzor raztezanja in krčenja med laminiranjem, zlasti pri fleksibilnih profilih.
- Fleksibilna okna se lahko obdelujejo s predhodnim ali naknadnim rezkanjem, odvisno od strukture in debeline plošče.
Vpliv povišanja cen surovin na stroške togih in fleksibilnih tiskanih vezij
Od septembra 2020 so se cene CCL (bakreno obloženih laminatov) znatno zvišale zaradi pomanjkanja surovin in velikega povpraševanja na nižji stopnji. Dvig stroškov surovin, zlasti bakra, steklenih vlaken in smole, je dvignil cene CCL za do 100 %. Vendar je ta dvig cen imel relativno majhen vpliv na stroške togih in fleksibilnih tiskanih vezij, saj stroški materiala predstavljajo manjši del celotnih stroškov v primerjavi z običajnimi tiskanimi vezji.
Točke nadzora kakovosti pri izdelavi togih in fleksibilnih tiskanih vezij modulov kamere
Izdelava togih in fleksibilnih tiskanih vezij modulov kamere je še posebej težka zaradi majhnega razmika (2-3 mil) med COB (čip na plošči) PAD in potrebe po površinski obdelavi, kot je ENEPIG (brezelektrično nikljanje, brezelektrično paladij, potopitveno zlato), kar lahko povzroči stransko jedkanje. Za rešitev tega problema je treba rešiti dva izziva:
- Jedkanje finih linij – Za delo z majhnimi velikostmi COB PAD je treba uporabiti naprave za ekspozicijo LDI (laser direct imaging), saj ponujajo višjo ločljivost kot tradicionalne naprave. To pomaga preprečiti napačno poravnavo med ekspozicijo.
- Nadzor stranskega jedkanja spajkalne maske – Za zmanjšanje por v črnilu je treba uporabiti finejše črnilo za spajkalno masko, saj bi sicer lahko povzročilo visoke stopnje stranskega galvanizacije in kratke stike med površinsko obdelavo.
Skratka, togo-fleksibilno Izdelava prototipov PCB in proizvodnja vključuje edinstvene izzive zaradi strukture materialov in uporabe, ki zahtevajo prilagoditve v vsakem proizvodnem koraku za optimizacijo procesov in parametrov.
