Togo- fleksibilna tiskana vezja so nova vrsta tiskanih vezij, ki združujejo vzdržljivost togih tiskanih vezij in fleksibilnost fleksibilnih tiskanih vezij (FPC). Med vsemi vrstami tiskanih vezij ponujajo toge-fleksibilna tiskana vezja največjo odpornost na zahtevna okolja, zaradi česar so priljubljena med proizvajalci industrijske krmilne, medicinske in vojaške opreme. Tudi WonderfulPCB postopoma povečuje delež togih-fleksibilnih tiskanih vezij v svoji celotni proizvodnji.
Prednosti togih in fleksibilnih tiskanih vezij (PCB) so njihove odlične lastnosti tako v primerjavi s togimi tiskanimi veziji kot fleksibilnimi FPC-ji. Zlagajo se lahko, upogibajo in prihranijo 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 toge in fleksibilne tiskane vezije nekaj pomanjkljivosti: njihova proizvodnja vključuje številne postopke, težko jih je izdelati, imajo nizko stopnjo izkoristka, zahtevajo veliko količino materiala in dela, zaradi česar so drage 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 in 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 togih in fleksibilnih tiskanih vezij v mobilnih telefonih vključujejo tečaje zložljivih telefonov, module kamer, tipkovnico in RF module.
3. Potrošniška elektronika – Pri potrošniških izdelkih sta DSC (digitalni fotoaparati) in DV (digitalni video) reprezentativni napravi, ki spodbujata razvoj togih in fleksibilnih tiskanih vezij. Povezujeta različne trde plošče in komponente tiskanih vezij v treh dimenzijah, s čimer povečata skupno uporabno površino tiskanega vezja, hkrati pa ohranita enako gostoto vezij. To izboljša zmogljivost vezij in zmanjša omejitve prenosa signalov ter stopnjo napak pri sestavljanju. Poleg tega, ker so toge in fleksibilne plošče lahke, tanke in fleksibilne, prispevajo k zmanjšanju velikosti in teže izdelka.
4. Avtomobilska industrija – 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 fleksibilnih tiskanih vezij (FPC) in tiskanih vezij (PCB) je privedlo do togih fleksibilnih tiskanih vezij (PCB), ki nastanejo z združevanjem fleksibilnih in togih tiskanih vezij s postopki, kot je laminacija. Ključna točka pri izdelavi togih fleksibilnih tiskanih vezij je v postopku laminacije, zlasti na stičišču med fleksibilnimi in togimi deli. Čeprav so samostojni postopki laminacije PCB ali FPC zreli, ostaja kombiniranje teh dveh vrst v togih 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, izdelava prototipov in izdelava togih in fleksibilnih tiskanih vezij vključuje edinstvene izzive zaradi strukture materiala in uporabe, ki zahtevajo prilagoditve v vsakem proizvodnem koraku za optimizacijo procesov in parametrov.
