Altium Flex Layer Stack FPC Flexible PCB Boards FR4 ENIG Circuit Boards Cho thiết bị chơi game PlayStation

Altium Flex Layer Stack FPC Bảng mạch PCB linh hoạt Bảng mạch FR4 ENIG cho thiết bị chơi game PlayStation

Thông số PCB:

Thương hiệu: Oneseine

Số lớp: một lớp

Chất liệu: Polime

Độ dày tấm: 0,13mm

Khẩu độ tối thiểu: 0,2

Độ rộng dòng/khoảng cách dòng tối thiểu: 0,1mm

Độ dày đồng: 1OZ

Công nghệ bề mặt: ENIG

Điện trở hàn: VÀNG

Khái niệm PCB linh hoạt:

Bảng mạch in dẻo hay còn gọi là “board mềm FPC” được làm từ chất nền mạch in dẻo cách điện, với rất nhiều ưu điểm mà bảng mạch in cứng không có được.

Ví dụ, nó có thể tự do uốn cong, cuộn dây, gấp lại, có thể được bố trí theo yêu cầu của bất kỳ sự sắp xếp không gian nào và trong bất kỳ không gian ba chiều nào để di chuyển và kéo dài, để đạt được sự tích hợp giữa lắp ráp linh kiện và dây kết nối. Việc sử dụng FPC có thể làm giảm đáng kể khối lượng sản phẩm điện tử và phù hợp với nhu cầu mật độ cao, nhỏ, độ tin cậy cao. Do đó, FPC trong ngành hàng không vũ trụ, quân sự, thông tin di động, máy tính xách tay, thiết bị ngoại vi máy tính, PDA, máy ảnh kỹ thuật số và các lĩnh vực hoặc sản phẩm khác đã được sử dụng rộng rãi.

Điện tử linh hoạt hay còn gọi là mạch flex là công nghệ lắp ráp các mạch điện tử bằng cách gắn các thiết bị điện tử lên các đế nhựa dẻo như polyimide, PEEK hoặc màng polyester dẫn điện trong suốt. Ngoài ra, mạch flex có thể được in lụa trên polyester. Các cụm điện tử linh hoạt có thể được sản xuất bằng cách sử dụng các thành phần giống hệt nhau được sử dụng cho bảng mạch in cứng, cho phép bảng có hình dạng mong muốn hoặc uốn cong trong quá trình sử dụng. Một cách tiếp cận khác đối với thiết bị điện tử linh hoạt gợi ý các kỹ thuật khắc khác nhau để làm mỏng chất nền silicon truyền thống xuống vài chục micromet để đạt được độ linh hoạt hợp lý (bán kính uốn cong ~ 5 mm)

Ưu điểm của FPC

Có khả năng thay thế nhiều bo mạch cứng và/hoặc đầu nối

Mạch một mặt lý tưởng cho các ứng dụng động hoặc có độ linh hoạt cao

FPC xếp chồng lên nhau trong các cấu hình khác nhau

Nhược điểm của FPC

Tăng chi phí so với PCB cứng

Tăng nguy cơ hư hỏng trong quá trình xử lý hoặc sử dụng

Quá trình lắp ráp khó khăn hơn

Sửa chữa và làm lại là khó khăn hoặc không thể

Nói chung việc sử dụng bảng điều khiển kém hơn dẫn đến chi phí tăng lên

Sản xuất FPC

Mạch in linh hoạt (FPC) được chế tạo bằng công nghệ quang khắc. Một cách khác để tạo ra các mạch lá mỏng linh hoạt hoặc cáp dẹt linh hoạt (FFC) là dán các dải đồng rất mỏng (0,07 mm) vào giữa hai lớp PET. Các lớp PET này, thường dày 0,05 mm, được phủ một lớp keo có tính nhiệt rắn và sẽ được kích hoạt trong quá trình cán màng. FPC và FFC có một số lợi thế trong nhiều ứng dụng:

Các gói điện tử được lắp ráp chặt chẽ, trong đó yêu cầu kết nối điện theo 3 trục, chẳng hạn như camera (ứng dụng tĩnh).

Các kết nối điện trong đó cụm lắp ráp phải uốn cong trong quá trình sử dụng thông thường, chẳng hạn như điện thoại di động gập (ứng dụng động).

Kết nối điện giữa các cụm lắp ráp phụ để thay thế các dây dẫn nặng hơn và cồng kềnh hơn, chẳng hạn như trong ô tô, tên lửa và vệ tinh.

Các kết nối điện trong đó độ dày của bảng hoặc hạn chế về không gian là yếu tố thúc đẩy.

Polyimide là vật liệu nền linh hoạt được sử dụng rộng rãi để tạo mẫu và sản xuất mạch linh hoạt và nó mang lại một số ưu điểm chính:

oneseine

1. Tính linh hoạt và độ bền vượt trội:

- Polyimide có tính linh hoạt tuyệt vời, cho phép chịu được uốn cong nhiều lần mà không bị nứt hay gãy.

- Nó có khả năng chống mỏi cao, làm cho mạch uốn dựa trên polyimide phù hợp với các ứng dụng có yêu cầu uốn động.

2. Độ ổn định nhiệt:

- Polyimide có nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh (Tg) cao và có thể hoạt động ở nhiệt độ cao, thường lên tới 260°C.

- Tính ổn định nhiệt này làm cho polyimide phù hợp cho các ứng dụng có môi trường hoặc quy trình nhiệt độ cao, chẳng hạn như hàn.

3. Tính chất điện tuyệt vời:

- Polyimide có hằng số điện môi và hệ số tiêu tán thấp, giúp duy trì tính toàn vẹn của tín hiệu và giảm thiểu nhiễu xuyên âm trong các ứng dụng tần số cao.

- Nó cũng thể hiện điện trở cách điện và độ bền điện môi cao, cho phép sử dụng các vết có bước nhỏ và mạch mật độ cao.

4. Kháng hóa chất và môi trường:

- Polyimide có khả năng chống chịu cao với nhiều loại hóa chất, dung môi và các yếu tố môi trường, chẳng hạn như độ ẩm và tiếp xúc với tia cực tím.

- Điện trở này làm cho mạch linh hoạt dựa trên polyimide phù hợp cho các ứng dụng trong môi trường khắc nghiệt hoặc những nơi chúng có thể tiếp xúc với nhiều loại hóa chất khác nhau.

5. Ổn định kích thước:

- Polyimide có hệ số giãn nở nhiệt (CTE) thấp, giúp duy trì ổn định kích thước và giảm thiểu biến dạng trong quá trình chế tạo, lắp ráp.

- Thuộc tính này đặc biệt quan trọng để đạt được các mạch có độ chính xác cao, mật độ cao.

6. Tính khả dụng và tùy chỉnh:

- Vật liệu mạch uốn dựa trên polyimide có sẵn rộng rãi từ nhiều nhà cung cấp khác nhau, khiến chúng có thể tiếp cận được để tạo mẫu và sản xuất.

- Những vật liệu này cũng có thể được tùy chỉnh về độ dày, trọng lượng lá đồng và các thông số kỹ thuật khác để đáp ứng các yêu cầu thiết kế cụ thể.

Sự kết hợp của các đặc tính cơ, nhiệt, điện và môi trường vượt trội làm cho polyimide trở thành sự lựa chọn tuyệt vời để tạo mẫu và sản xuất mạch linh hoạt, đặc biệt cho các ứng dụng đòi hỏi độ tin cậy, tính linh hoạt và hiệu suất cao.

Dưới đây là một số từ khóa chính liên quan đến bảng mạch in linh hoạt (PCB flex):

1. Tính linh hoạt/Có thể uốn cong

- Bán kính uốn cong

- Độ mỏi do uốn

- Gấp/cuộn

2. Vật liệu nền

- Polyimua (PI)

- Polyester (PET)

- Polyetylen terephthalate (PET)

- Polyme tinh thể lỏng (LCP)

3. Tính chất điện

- Hằng số điện môi

- Hệ số tản nhiệt

- Trở kháng

- Tính toàn vẹn của tín hiệu

- Nhiễu xuyên âm

4. Đặc tính nhiệt

- Nhiệt độ chuyển thủy tinh (Tg)

- Hệ số giãn nở nhiệt (CTE)

- Khả năng chịu nhiệt

5. Quy trình chế tạo

- Quang khắc

- Khắc

- Mạ

- Cắt laze

- Xây dựng nhiều lớp

6. Cân nhắc về thiết kế

- Yêu cầu về dấu vết/không gian

- Thông qua vị trí

- Giảm căng thẳng

- Tích hợp cứng nhắc-flex

7. Ứng dụng

- Thiết bị điện tử đeo được

- Thiết bị y tế

- Hàng không vũ trụ và quốc phòng

- Điện tử ô tô

- Điện tử tiêu dùng

8. Tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật

- IPC-2223 (Hướng dẫn thiết kế mạch linh hoạt)

- IPC-6013 (Thông số kỹ thuật về chất lượng và hiệu suất cho bảng in linh hoạt)

9. Kiểm tra và độ tin cậy

- Thử nghiệm uốn

- Kiểm tra môi trường

- Dự đoán trọn đời

- Chế độ lỗi

10. Chuỗi sản xuất và cung ứng

- Tạo mẫu

- Sản xuất khối lượng

- Nhà cung cấp vật liệu

- Nhà sản xuất hợp đồng

Những từ khóa này đề cập đến các khía cạnh chính của PCB linh hoạt, bao gồm vật liệu, thiết kế, chế tạo, ứng dụng và tiêu chuẩn ngành. Việc làm quen với các thuật ngữ này có thể giúp bạn điều hướng hệ sinh thái PCB linh hoạt hiệu quả hơn.

Dưới đây là tổng quan về quy trình sản xuất PCB linh hoạt và một số thách thức chính liên quan:

1. Thiết kế và chuẩn bị:

- Các cân nhắc về thiết kế Flex PCB, chẳng hạn như các yêu cầu về dấu vết/không gian, thông qua vị trí và tích hợp linh hoạt cứng nhắc.

- Tạo các tập tin thiết kế chi tiết, bao gồm dữ liệu Gerber, danh mục vật liệu và bản vẽ lắp ráp.

- Lựa chọn vật liệu nền linh hoạt thích hợp (ví dụ polyimide, polyester) dựa trên yêu cầu ứng dụng.

2. Quang khắc và khắc:

- Ứng dụng chất quang dẫn trên nền dẻo.

- Tiếp xúc và phát triển chất quang dẫn để tạo ra mẫu mạch mong muốn.

- Khắc đồng để loại bỏ phần đồng không mong muốn và tạo thành vết mạch.

- Thách thức: Duy trì độ chính xác về kích thước và tránh hiện tượng cắt xén trong quá trình khắc.

3. Mạ và hoàn thiện:

- Mạ điện các vết đồng để tăng độ dày và cải thiện độ dẫn điện.

- Ứng dụng các chất hoàn thiện bề mặt, chẳng hạn như ENIG (Vàng ngâm niken điện phân) hoặc HASL (Hàn bằng khí nóng).

- Thách thức: Đảm bảo lớp mạ đồng đều và tránh khuyết tật hoặc biến màu.

4. Kết cấu nhiều lớp (nếu có):

- Cán nhiều lớp linh hoạt bằng vật liệu dẫn điện và điện môi.

- Khoan và mạ các vias để thiết lập kết nối điện giữa các lớp.

- Thách thức: Kiểm soát việc đăng ký và căn chỉnh giữa các lớp, quản lý lớp cách nhiệt giữa các lớp.

5. Cắt và tạo hình:

- Cắt và tạo hình chính xác PCB linh hoạt bằng các kỹ thuật như cắt laser hoặc cắt khuôn.

- Thách thức: Duy trì độ chính xác về kích thước, tránh biến dạng vật liệu và đảm bảo vết cắt sạch.

6. Lắp ráp và kiểm tra:

- Đặt các linh kiện điện tử trên PCB linh hoạt bằng cách sử dụng các kỹ thuật như gắn trên bề mặt hoặc lắp ráp tích hợp.

- Kiểm tra điện để đảm bảo tính toàn vẹn của mạch và tuân thủ các thông số kỹ thuật thiết kế.

- Thách thức: Xử lý tính linh hoạt của chất nền trong quá trình lắp ráp, duy trì độ tin cậy của mối hàn và thực hiện kiểm tra chính xác.

7. Các biện pháp đóng gói và bảo vệ:

- Ứng dụng lớp phủ bảo vệ, lớp bọc hoặc chất làm cứng để nâng cao độ bền và độ tin cậy của PCB linh hoạt.

- Thách thức: Đảm bảo tính tương thích giữa các biện pháp bảo vệ và vật liệu PCB dẻo, duy trì tính linh hoạt và tránh sự phân tách.

Những thách thức chính trong sản xuất Flex PCB:

- Duy trì độ chính xác về kích thước và tránh biến dạng trong quá trình chế tạo

- Đảm bảo kết nối điện đáng tin cậy và giảm thiểu các vấn đề về tính toàn vẹn tín hiệu

- Giải quyết các mối lo ngại về độ bám dính và phân tách giữa các lớp và các thành phần

- Xử lý tính linh hoạt và dễ vỡ của chất nền trong các giai đoạn sản xuất khác nhau

- Tối ưu hóa quy trình sản xuất để đạt năng suất cao và chất lượng ổn định

Vượt qua những thách thức này đòi hỏi phải có thiết bị, quy trình và chuyên môn chuyên dụng về thiết kế và sản xuất PCB linh hoạt. Việc hợp tác với các nhà sản xuất mạch linh hoạt có kinh nghiệm có thể giúp giải quyết những vấn đề phức tạp này và đảm bảo sản xuất thành công PCB linh hoạt, hiệu suất cao, đáng tin cậy.​