برد مدار چاپی انعطاف‌پذیر: راهنمای قابل اعتماد

برد مدار چاپی انعطاف‌پذیر همچنین با نام‌های برد مدار چاپی انعطاف‌پذیر، مدار فلکس یا برد سیم‌کشی انعطاف‌پذیر شناخته می‌شود. همان‌طور که از نامش پیداست، این نوع برد مدار است که خم می‌شود. این برد می‌تواند تا شود، پیچ بخورد، کش بیاید و در سه بعد حرکت کند. بردهای مدار چاپی انعطاف‌پذیر روی یک فیلم نازک مانند پلی‌آمید یا پلی‌استر ساخته می‌شوند. آن‌ها قابلیت اطمینان بالا و انعطاف‌پذیری بسیار خوبی را فراهم می‌کنند.

ردپای مدارهای چاپی انعطاف‌پذیر (FPC) به دههٔ ۱۹۵۰ بازمی‌گردد., زمانی که پژوهشگران در ایالات متحده تکنیک‌هایی را برای چاپ و حک سیم‌کش‌های مسطح روی زیرلایه‌های انعطاف‌پذیر به عنوان جایگزینی برای دسته‌های سیم‌کشی سنتی توسعه دادند. سازندگان از فیلم پلی‌استر یا پلی‌آمید به‌عنوان پایه استفاده کردند. این فیلم‌ها برد را محکم و انعطاف‌پذیر می‌کنند. با جاسازی مدارها روی ورق‌های پلاستیکی نازک، می‌توان قطعات کوچک زیادی را در فضاهای تنگ روی هم قرار داد. نتیجه مدارهایی است که می‌توانند خم شوند، تا شوند و در اشکال فشرده جای بگیرند. مدارهای انعطاف‌پذیر سبک هستند، فضای کمی اشغال می‌کنند، به‌خوبی خنک می‌شوند و نصب آسانی دارند. آن‌ها محدودیت‌های روش‌های قدیمی اتصال را برطرف کردند.

Flexible PCB sample
یک برد مدار چاپی انعطاف‌پذیر که ساختار قابل انعطاف را نشان می‌دهد.

یک مدار انعطاف‌پذیر سه گروه اصلی مواد دارد. اول فیلم عایق است. دوم هادی است. سوم چسب است. این اجزا با هم کار می‌کنند تا نیاز به دستگاه‌های الکترونیکی کوچک‌تر و قابل حمل را برآورده کنند. مدارهای انعطاف‌پذیر باعث می‌شوند دستگاه‌ها متراکم‌تر، کوچک‌تر و قابل‌اعتمادتر شوند.


مواد به‌کاررفته در PCB انعطاف‌پذیر

۱. فیلم عایق

لایهٔ عایق، لایهٔ پایهٔ اصلی مدار را تشکیل می‌دهد. از چسب برای اتصال ورق مسی به لایهٔ عایق استفاده می‌شود. در طراحی‌های چندلایهٔ انعطاف‌پذیر، این فیلم همچنین برای اتصال لایه‌های داخلی به کار می‌رود.

لایهٔ عایق مدار را از گرد و غبار و رطوبت محافظت می‌کند. همچنین هنگام خم شدن برد، تنش را کاهش می‌دهد. لایهٔ هادی از ورق مسی ساخته شده است.

برخی مدارهای انعطاف‌پذیر از قطعات صلب ساخته‌شده از آلومینیوم یا فولاد ضدزنگ استفاده می‌کنند. این قطعات صلب پایداری ابعادی را فراهم می‌کنند. آن‌ها پشتیبانی فیزیکی برای قطعات و سیم‌ها فراهم می‌آورند و همچنین تنش را کاهش می‌دهند. چسب قطعات صلب را به مدار انعطاف‌پذیر متصل می‌کند.

یک مادهٔ رایج دیگر، لایهٔ چسباننده است که هر دو طرف فیلم عایق را می‌پوشاند. این لایهٔ چسباننده عایق‌کاری را فراهم می‌کند و به اتصال لایه‌ها کمک می‌کند. این لایه می‌تواند نیاز به برخی از لایه‌های فیلم را از بین ببرد و به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد تا با قطعات کمتری، لایه‌های متعددی را به هم متصل کنند.

انواع زیادی از فیلم‌های عایق وجود دارد. پرکاربردترین آن‌ها پلی‌آمید و پلی‌استر هستند. حدود هشتاد درصد از سازندگان مدارهای انعطاف‌پذیر در ایالات متحده از فیلم پلی‌آمید استفاده می‌کنند. حدود بیست درصد از فیلم پلی‌استر استفاده می‌کنند.

پلیمید به راحتی نمی‌سوزد. شکل خود را حفظ می‌کند، در برابر پارگی مقاوم است و می‌تواند حرارت لحیم‌کاری را تحمل کند. پلی‌استر، که به آن PET (پلی‌اتیلن ترفتالات) نیز گفته می‌شود، ویژگی‌های فیزیکی نزدیکی به پلی‌آمید دارد. ضریب دی‌الکتریک کمتری دارد و رطوبت کمتری جذب می‌کند. اما در برابر حرارت بالا به خوبی مقاوم نیست. پلی‌استر در حدود ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد ذوب می‌شود و دمای انتقال شیشه‌ای (Tg) آن حدود ۸۰ درجه سانتی‌گراد است. این امر کاربرد آن را در محصولاتی که به لحیم‌کاری سنگین در لبه‌های برد نیاز دارند، محدود می‌کند. در کاربردهای دمای پایین، پلی‌استر می‌تواند سفت عمل کند. با این حال، پلی‌استر برای تلفن‌ها و سایر محصولاتی که در شرایط سخت قرار نمی‌گیرند، مناسب است.

فیلم‌های پلی‌آمید اغلب با چسب‌های پلی‌آمید یا اکریلیک جفت می‌شوند. فیلم‌های پلی‌استر معمولاً با چسب‌های پلی‌استر جفت می‌شوند.

Polyimide film rolls
رول‌های فیلم PI، یک مادهٔ پایهٔ رایج برای مدارهای انعطاف‌پذیر

۲. هادی

ورق مسی برای مدارهای انعطاف‌پذیر مناسب است. ورق مسی را می‌توان با رسوب‌گذاری الکتروپلاستیک (ED) یا با نورد و آنیلینگ (RA) تولید کرد. یک طرف مس رسوب‌شده الکتروپلاستیک براق است و طرف دیگر دارای سطح مات فرآیند است. مس رسوب‌شده الکتروپلاستیک قابل خم شدن است و در ضخامت‌ها و عرض‌های مختلف عرضه می‌شود. طرف مات مس رسوب‌شده الکتروپلاستیک اغلب تحت عملیات ویژه قرار می‌گیرد تا چسبندگی بهتری داشته باشد.

مس RA هم انعطاف‌پذیر و هم صاف است. مس RA می‌تواند قوی‌تر باشد. مس RA در طراحی‌هایی که نیاز به خمش مکرر یا انعطاف‌پذیری دینامیکی دارند، مفید است.

Copper foil processing for FPC manufacturing
رول فویل مس در حال برش برای تولید برد مدار چاپی انعطاف‌پذیر.

۳. چسب

چسب‌ها فراتر از اتصال فیلم عایق به هادی عمل می‌کنند. آن‌ها می‌توانند به‌عنوان لایه‌های پوششی، پوشش‌های محافظ یا لایه‌های رویه‌ای عمل کنند. تفاوت اصلی در نحوهٔ اعمال لایه است. لایهٔ پوششی به فیلم عایق می‌چسبد و ساختار لمینت‌شده‌ای را تشکیل می‌دهد.

چاپ سیلک برای پوشش چسب و لایه‌کشی استفاده می‌شود. همه ساختارهای لمینت‌شده از چسب استفاده نمی‌کنند. لمینت‌های بدون چسب مدارهای نازک‌تر و انعطاف‌پذیرتری ایجاد می‌کنند. آن‌ها همچنین انتقال حرارت بهتری نسبت به لمینت‌های مبتنی بر چسب ارائه می‌دهند. از آنجا که هیچ لایه چسبی برای مسدود کردن حرارت وجود ندارد، گرما بهتر در مدار جابجا می‌شود. این امکان را می‌دهد که مدارهای انعطاف‌پذیر بدون چسب در شرایطی که مدارهای انعطاف‌پذیر مبتنی بر چسب ممکن است دچار خرابی شوند، عمل کنند.


مراحل لحیم‌کاری برای FPC (فرآیند لحیم‌کاری FPC)

در زیر مراحل عملی لحیم‌کاری دستی تراشه PQFP و قطعات رایج SMD روی مدارهای انعطاف‌پذیر آورده شده است. از این مراحل به‌عنوان راهنمای واضح استفاده کنید. همچنین قوانین ایمنی و ESD را رعایت کنید.

FPC assembly with soldered parts
برد مدار چاپی انعطاف‌پذیر با قطعات لحیم‌شده در فرایند مونتاژ.
  1. قبل از لحیم‌کاری، فلاکس را روی پدها بمالید. با استفاده از هویه پدها را آماده کنید. این کار از بد لحیم شدن یا اکسید شدن پدها جلوگیری می‌کند. چیپ‌ها معمولاً نیازی به کارهای مقدماتی ندارند.

  2. برای قرار دادن دقیق تراشه PQFP روی PCB از پین‌چین استفاده کنید. این کار را برای جلوگیری از خم یا شکستن پایه‌ها انجام دهید. تراشه را با پدها هم‌تراز کنید. مطمئن شوید که تراشه به سمت درست قرار دارد. هویه را تا دمای بالای ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد گرم کنید. مقداری قلع روی نوک هویه بریزید. با یک ابزار، چیپ هم‌تراز شده را فشار دهید. مقدار کمی قلع به دو پایهٔ مورب اضافه کنید. چیپ را ثابت نگه دارید و دو پایهٔ مورب را قلع‌کاری کنید. این کار چیپ را در جای خود ثابت می‌کند. پس از قلع‌کاری آن دو پایه، تراز بودن آن را بررسی کنید. در صورت نیاز، چیپ را جابجا کنید یا بردارید و دوباره قرار دهید.

  3. وقتی شروع به لحیم‌کاری همهٔ پین‌ها می‌کنید، مقداری سیم‌لحیم به نوک هویه اضافه کنید. روی همهٔ پین‌ها فلیکس بمالید تا سطح آن‌ها مرطوب بماند. نوک هویه را به انتهای هر پین نزدیک کنید تا لحیم داخل پین جاری شود. در حین لحیم‌کاری، نوک هویه را موازی با پین‌ها نگه دارید. این کار از ایجاد پل‌زنی بین پین‌ها به‌دلیل زیاد بودن لحیم جلوگیری می‌کند.

  4. پس از لحیم‌کاری تمام پین‌ها، از فلاکس استفاده کنید تا همهٔ پین‌ها را مرطوب کرده و لحیم را تمیز کنید. لحیم اضافی را برای رفع اتصال کوتاه‌ها و پل‌ها بردارید. در نهایت با استفاده از موچین اتصالات لحیم معیوب را بررسی کنید. وقتی کار تمام شد، برد را تمیز کنید. از الکل و یک برس سفت استفاده کنید، سپس در جهت پین‌ها پاک کنید تا باقی‌ماندهٔ لحیم از بین برود.

  5. مقاومت‌ها و خازن‌های SMD آسان‌تر هستند. قطعه را روی پد قرار دهید. سپس یک سر آن را روی پد بگذارید و با پین‌چنگ آن را نگه دارید. ابتدا یک سر را لحیم کنید. جایگذاری را بررسی کنید. اگر تراز بود، سر دیگر را لحیم کنید.


تفاوت‌های کلیدی بین PCB سخت و مدار انعطاف‌پذیر

بردهای مدار چاپی سخت همان چیزی هستند که معمولاً مردم از آن به‌عنوان برد مدار چاپی یاد می‌کنند. این بردها از هادی‌ها و سایر قطعات روی یک برد غیرهادی استفاده می‌کنند. این برد غیرهادی اغلب حاوی شیشه است. شیشه باعث استحکام و صلبیت برد می‌شود. بردهای مدار چاپی سخت پشتیبانی خوبی برای قطعات فراهم می‌کنند و مقاومت حرارتی مناسبی دارند.

بردهای مدارچاپی انعطاف‌پذیر نیز دارای ردهای رسانا روی یک پایه غیررسانا هستند. اما پایه آن انعطاف‌پذیر است، مانند پلی‌آمید. پایه انعطاف‌پذیر به مدار اجازه می‌دهد خم شود، در برابر لرزش مقاومت کند، به‌خوبی خنک شود و به اشکال مختلف تا بخورد. به‌خاطر این اشکال، مدارهای انعطاف‌پذیر اکنون در طراحی‌های الکترونیکی فشرده و نوین رایج هستند.

علاوه بر مادهٔ پایه و سفتی، تفاوت‌های بزرگ دیگر عبارتند از:

  • انتخاب هادی: فلکس اغلب از مس RA نرم به جای مس ED سخت استفاده می‌کند. این امر زمانی مفید است که مدار باید بدون ترک‌خوردن خم شود.

  • تولید: سازندگان بردهای انعطاف‌پذیر مانند بردهای مدار چاپی سخت از ماسک لحیم استفاده نمی‌کنند. آن‌ها برای محافظت از ردیف‌های مسی بدون پوشش از کاورلی یا کاورکوت استفاده می‌کنند.

  • هزینه: مدارهای انعطاف‌پذیر معمولاً گران‌تر از بردهای صلب هستند. اما یک برد انعطاف‌پذیر می‌تواند به مهندسان اجازه دهد محصول را کوچک‌تر کنند. این امر می‌تواند هزینه کل محصول را کاهش دهد، زیرا ساخت یا حمل محصول کوچکتر ممکن است هزینه کمتری داشته باشد.


چگونه بین بردهای مدار چاپی (PCB) سخت و انعطاف‌پذیر انتخاب کنیم

هر دو نوع می‌توانند در محصولات زیادی به کار روند. برخی کاربردها از یک نوع بیشتر بهره‌مند می‌شوند. برای مثال، PCBهای سخت در محصولات بزرگ‌تر مانند تلویزیون‌ها و رایانه‌های رومیزی مناسب هستند. محصولات جمع‌وجور مانند تلفن‌ها و دستگاه‌های پوشیدنی اغلب به مدارهای انعطاف‌پذیر نیاز دارند.

وقتی انتخاب می‌کنید، به این موارد فکر کنید:

  • آنچه محصول شما باید انجام دهد.

  • آنچه صنعت معمولاً برای محصولات مشابه استفاده می‌کند.

  • چگونه استفاده از یک نوع ممکن است هزینه‌ها یا مونتاژ را تغییر دهد.

اگر دستگاه شما به قابلیت تا شدن، خم شدن یا صرفه‌جویی در فضا نیاز دارد، انعطاف‌پذیر را انتخاب کنید. اگر برای قطعات بزرگ به هزینه کم و استحکام بالای نصب نیاز دارید، سفت را انتخاب کنید.


سخت‌کننده‌ها برای بردهای مدار چاپی انعطاف‌پذیر

استیفنرها همچنین به آن‌ها صفحات تقویتی، صفحات پشتیبان یا دنده‌های تقویت‌کننده گفته می‌شود. آن‌ها در الکترونیک برای کنترل انعطاف‌پذیری استفاده می‌شوند. استیفنرها مشکل انعطاف بیش از حد بردهای انعطاف‌پذیر را حل می‌کنند. آن‌ها نقاط اتصال‌دهنده را مستحکم‌تر کرده و به مونتاژ کمک می‌کنند.

Flexible PCB with stiffener for improved connector strength and bending support
برد مدار چاپی انعطاف‌پذیر مجهز به سخت‌کننده برای افزایش پایداری مکانیکی در حین مونتاژ

انواع رایج سخت‌کننده‌ها:

  • سخت‌کننده‌های فولاد ضد زنگ

  • سفت‌کننده‌های آلومینیومی

  • سخت‌کننده‌های پلی‌استر

  • سخت‌کننده‌های پلی‌آمید

  • سخت‌کننده‌های فیبر شیشه‌ای

  • سفت‌کننده‌های PTFE (تفلون)

  • سخت‌کننده‌های پلی‌کربنات

قوانین جابجایی برای سخت‌کننده‌های پلی‌آمید (PI):

  1. پیش‌گرم‌کننده‌های PI را قبل از استفاده به مدت ۳۰ دقیقه در دمای ۸۰ درجه سانتی‌گراد قرار دهید.

  2. در صورت امکان در اتاق تمیز با دمای حدود ۲۵ درجهٔ سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ۶۵۱TP3T کار کنید.

  3. به‌زودی از stiffeners PI تازه برش‌خورده استفاده کنید. اگر بیش از یک روز بمانند، آن‌ها را به‌خوبی مهر و موم کنید.

  4. قبل از چسباندن، رابط محل تماس FPC با سخت‌کننده را تمیز کنید.

  5. هنگام استفاده از دستگاه‌های چاپ مختلف، از شرایط اتصال و فشار صحیح استفاده کنید.

  6. پس از پخت، صبر کنید تا قالب خنک شود، سپس قطعه را باز کرده و خارج کنید.

  7. پس از لمیناسیون، سخت‌کننده‌های PI را به سرعت خنک نکنید. اگر مجبورید، قطعه را روی حامل با گرمایش آهسته مانند پارچهٔ الیاف شیشه‌ای قرار دهید. اگر از پرس پلیت استفاده می‌کنید، صبر کنید تا محصول به دمای اتاق برسد.


چگونه از فرورفتگی‌ها و ترک‌ها در بردهای مدار چاپی انعطاف‌پذیر جلوگیری کنیم

محور خمش خنثی یک مدار انعطاف‌پذیر ممکن است در میان لایه‌ها مرکزیت نداشته باشد. دستیابی صحیح به جلوگیری از فرورفتگی‌ها و ترک‌ها کمک می‌کند.

بردهای مدار چاپی انعطاف‌پذیر هم مانند قطعات مکانیکی و هم مانند قطعات الکتریکی هستند. چیدمان مسیرها باید کل مدار را مستحکم کند. برخلاف یک برد صلب، برد انعطاف‌پذیر می‌تواند خم شود، پیچ بخورد و تا شود تا در محصول نهایی جای گیرد. اگر خم شدن از حدی فراتر رود، مس تحت کشش شدیدی قرار می‌گیرد. این می‌تواند برد انعطاف‌پذیر را بشکند یا فرورفتگی ایجاد کند.

انعطاف‌پذیری به طراحان گزینه‌هایی می‌دهد که بردهای سخت ندارند. حتی وقتی انعطاف‌پذیری برای انجام کار مناسب باشد، این بدان معنا نیست که ردهای مسی هرگز دچار خرابی نخواهند شد. مس نیز در تحمل تنش محدودیت‌هایی دارد.

شما باید به نکات زیادی توجه کنید، به‌ویژه زمانی که محصول تحت خمش دینامیکی (خمش در حین استفاده) قرار می‌گیرد یا باید در فضاهای کوچک جمع شود. دقت بالا برای جلوگیری از ترک اهمیت دارد.


ملاحظات طراحی برای بهبود

انعطاف و خمش

FPC bend radius optimization with visible circuitry
برد مدار چاپی انعطاف‌پذیر که ملاحظات طراحی خم و تا شدن را نشان می‌دهد

در زیر ایده‌های طراحی روشنی برای افزایش طول عمر و قابلیت اطمینان ارائه شده است.

نقاط تنش و شعاع خمش را بشناسید.

محدودیت‌های خمش، تا شدن و پیچ خوردن را بشناسید. برای انعطاف یک‌طرفه، اگر کشش یا فشار از شعاع خمش یا نقطه تنش فراتر رود، مس ترک خواهد خورد. همیشه در این محدوده‌ها کار کنید.

محور خنثی

برای استفادهٔ انعطاف‌پذیری دینامیک، طراحی‌های یک‌طرفهٔ انعطاف‌پذیر بهترین هستند. طراحی یک‌طرفه به مس امکان می‌دهد در نزدیکی مرکز ساختار قرار گیرد. در این چینش، مس در هنگام خمش دینامیک به‌شدت فشرده یا کشیده نمی‌شود.

هرچه باریک‌تر، بهتر

ستک‌های نازک‌تر راحت‌تر خم می‌شوند. آن‌ها شعاع انحنای داخلی کمتری دارند و فشار کمتری بر لایهٔ خارجی وارد می‌کنند. برای قطعاتی که زیاد خم می‌شوند، از لایه‌های مسی نازک‌تر و لایه‌های دی‌الکتریک نازک‌تر استفاده کنید.

چیدمان تیر I‌شکل

I-beam به معنای آن است که لایه‌های مسی یا دی‌الکتریک مستقیماً در دو طرف روی هم قرار می‌گیرند. این امر ناحیه تاخوردگی را مستحکم‌تر می‌کند. از آنجا که لایه داخلی فشرده می‌شود، لایه خارجی کشش بیشتری را تحمل می‌کند. برای کاهش این موضوع، مسیرها را در دو طرف جابه‌جا کنید.

خمیدگی‌ها یا چین‌های تند

بسیاری از بردهای انعطاف‌پذیر برای تا شدن طراحی شده‌اند. یک برد با ساخت مناسب می‌تواند اولین تا یا پیچش را تحمل کند. اما تا زدن مکرر ناحیهٔ تاخورده مناسب نیست. مس با گذشت زمان در آن نقطه می‌شکند. این کار توصیه نمی‌شود. از ترفندهای طراحی مانند مسیرهای با گوشه‌های گرد در ناحیهٔ تاخوردگی استفاده کنید.

نکات دیگر برای جلوگیری از ترک‌خوردگی:

  • از مسیرهای ردیابی لحیم‌شده یا قلع‌اندودشده استفاده کنید.

  • از مس RA یا مس ED با جهت‌گیری کنترل‌شده دانه استفاده کنید.

  • در ناحیه خمش از یک فیلم پلی‌آمید پوششی استفاده کنید.

  • در قسمت زیرین از دنده‌های سفت‌کننده و در قسمت رویین از لایهٔ روکش استفاده کنید.


سایر یادداشت‌های عملی طراحی و فرآیند

  • هنگام بارگذاری قطعات، ردها را از سوراخ‌ها و لبه‌های تیز دور نگه دارید. این خطر شکست را کاهش می‌دهد.

  • از شکل‌های پد دایره‌ای استفاده کنید و فیلت‌ها را روی ردپاها نزدیک پیچ‌ها اضافه کنید.

  • ویاها را از نواحی خمش با تنش بالا دور نگه دارید. اگر مجبور به قرار دادن ویاها هستید، از تقویت استفاده کنید.

  • از گوشه‌های منحنی در ردسه‌ها و پدها استفاده کنید. زاویه‌های قائمی‌الزا فشار را متمرکز کرده و می‌توانند باعث ایجاد ترک شوند.

  • وقتی مسیرهای برداری را از روی یک تاخوردگی عبور می‌دهید، در صورت امکان سعی کنید آن‌ها را عمود بر محور تاخوردگی مسیریابی کنید. این کار تنش کششی را کاهش می‌دهد.

  • برای حرکت مکرر، سعی کنید از یک گذار flex-to-board استفاده کنید که خمیدگی را در ناحیه‌ای آزاد بدون هیچ قطعه یا ویایی نگه دارد.


نکات مربوط به جابجایی و مونتاژ و محیط زیست

  • پلی‌آمید و سایر مواد را در کیسه‌های خشک و بسته‌بندی‌شده نگهداری کنید. رطوبت می‌تواند به چسب‌ها آسیب برساند و باعث جداشدگی لایه‌ها شود.

  • محل‌های کار را تمیز نگه دارید. گرد و غبار و روغن‌ها به چسبندگی آسیب می‌رسانند.

  • برای لحیم‌کاری ری‌فلو، محدودیت‌های زمان–دمای ماده را رعایت کنید. پلی‌آمید گرمای بالا را تحمل می‌کند، اما پلی‌استر چنین نیست.

  • هنگام استفاده از چسب‌ها، منحنی‌های خشک‌شدن و مراحل خنک‌سازی را دنبال کنید. خنک‌سازی بیش از حد سریع می‌تواند باعث ایجاد تنش و تاب‌خوردگی شود.

  • هنگام کار با مدارهای انعطاف‌پذیر از محافظ ESD استفاده کنید. برخی از مدارها دارای آی‌سی‌های حساس هستند.


کاربردهای رایج بردهای مدار چاپی انعطاف‌پذیر

مدارهای انعطاف‌پذیر در بسیاری از محصولات محبوب هستند:

  • تلفن‌های همراه و تبلت‌ها

  • دوربین‌ها

  • دستگاه‌های پوشیدنی

  • دستگاه‌های پزشکی و حسگرها

  • سنسورهای خودرو و قطعات داشبورد

  • الکترونیک هوافضا و نظامی

  • نورپردازی و نمایشگرهای LED

  • اتصالات و مجموعه‌های کابل

Flexible PCB installed inside smartphone for flexible connections
برد مدار چاپی انعطاف‌پذیر مورد استفاده در گوشی‌های هوشمند برای اتصال قطعات در فضایی فشرده

مزایای اصلی آن‌ها اندازهٔ کوچک، وزن سبک و توانایی قرار گرفتن در اشکال نامنظم است.


مزایا و محدودیت‌های مدارهای انعطاف‌پذیر

مزایا:

  • فضای کمتری اشغال کنید و وزن را کاهش دهید.

  • اجازه دهید قطعات متحرک یا تاشو باشند.

  • نیاز به کانکتورهای پایین کمتر است زیرا فِلکس را می‌توان بین بردها سیم‌کشی کرد.

  • عملکرد حرارتی خوب در صورت طراحی صحیح.

  • اعتمادپذیری بهبودیافته در بسیاری از کاربردهای پویا.

محدودیت‌ها:

  • هزینه آن بالاتر از PCBهای سفت و ساده است.

  • دستیابی به آن نیازمند مراقبت بیشتری است.

  • برخی از مواد نمی‌توانند در برابر حرارت بالای لحیم‌کاری مقاومت کنند.

  • خم‌شدگی دینامیکی در صورت نادرست بودن طراحی، خطر کاهش عمر مفید را به همراه دارد.


آزمایش و کنترل کیفیت

برای اطمینان از قابلیت اطمینان:

  • برای بررسی عمر خمش دینامیکی از آزمون خمش استفاده کنید.

  • از چرخه‌های حرارتی برای آزمایش مقاومت در برابر تغییر دما استفاده کنید.

  • برای یافتن ترک‌های پنهان با اشعه ایکس یا میکروسکوپ بازرسی کنید.

  • برای بررسی مقاومت چسبی، از آزمون‌های کشش بر روی سخت‌کننده‌ها و اتصالات چسب‌خورده استفاده کنید.

  • مقاومت دای‌الکتریکی و پیوستگی را برای خطوط سیگنال بررسی کنید.


نکات پایانی و نکات سریع

  • برای تحمل حرارت بالاتر و قابلیت اطمینان بیشتر، پلی‌آمید را انتخاب کنید. وقتی هزینه کمتر و حرارت پایین‌تر قابل قبول است، پلی‌استر را انتخاب کنید.

  • برای انعطاف‌پذیری دینامیک، از دسته‌های نازک یک‌رو و مس RA استفاده کنید.

  • در نواحی اتصال‌دهنده، برای کمک به مونتاژ، تقویت‌کننده‌ها را اضافه کنید.

  • هرگاه امکان دارد، شعاع خمش را بزرگ نگه دارید. شعاع‌های بزرگ‌تر عمر طولانی‌تری می‌دهند.

  • اگر زود متوجه فرورفتگی‌ها یا ترک‌ها شدید، محل خمش و استک را بازبینی کنید. نوع مس را تغییر دهید، ضخامت را افزایش دهید یا یک پوشش اضافی اضافه کنید.

  • اطمینان حاصل کنید که مراحل مونتاژ با محدودیت‌های مواد مطابقت دارند. برای مثال، از فرآیند لحیم‌کاری در دمای بالا روی بردهای انعطاف‌پذیر مبتنی بر پلی‌استر استفاده نکنید.

برد مدار چاپی انعطاف‌پذیر— پرسش‌های متداول

پاسخ: برد مدار چاپی انعطاف‌پذیر (FPC) یک برد مدار چاپی قابل‌خم‌شدن است که روی یک لایه نازک مانند پلی‌آمید (PI) یا پلی‌استر (PET) ساخته می‌شود. این برد می‌تواند تا شود، رول شود و در فضای سه‌بعدی جای گیرد. این امر در فضا صرفه‌جویی کرده و نیاز به کانکتورها را کاهش می‌دهد.

پاسخ: PI (پلی‌آمید) در برابر حرارت بالا مقاوم است، کمتر پاره می‌شود و قابل‌اعتمادتر است. از PI زمانی استفاده کنید که به ریفلو در دمای بالا یا محیط‌های سخت نیاز دارید. PET (پلی‌استر) هزینه کمتری دارد، ضریب دی‌الکتریک پایین‌تری دارد و رطوبت کمتری جذب می‌کند، اما در برابر حرارت بالا مقاوم نیست. از PET برای تلفن‌ها و سایر محصولات با محیط ملایم استفاده کنید.

پاسخ: ورق مسی رایج است. دو نوع آن وجود دارد: ED (الکترو-رسوب‌شده) و RA (نورد-پخته‌شده). مس RA برای طرح‌هایی که اغلب خم می‌شوند بهتر است.

پاسخ: سخت‌کننده قطعه‌ای تقویتی است (برای مثال PI، فلز یا فیبر شیشه). از سخت‌کننده برای تقویت نقاط اتصال یا لحیم‌کاری، آسان‌تر کردن مونتاژ یا محافظت از یک رابط استفاده کنید.

پاسخ: شعاع خمش را در طراحی کنترل کنید. قطعات یا ویای‌های زیاد را در ناحیه خمش قرار ندهید. از ضخامت مناسب مس و دی‌الکتریک استفاده کنید. در نقاط کلیدی از استیفنرها یا کاورلی استفاده کنید. یک چین را بارها تا نزنید.

پاسخ: از یک قاعدهٔ سرانگشتی استفاده کنید: شعاع خمش = (نسبت) × ضخامت کل خمش. برای خمش ایستا تک‌لایه (یک‌بار خم شده و ثابت نگه داشته شده)، یک راهنمای رایج این است که ۱۰ × ضخامت. برای یک خمش دینامیکی تک‌لایه (خم می‌شود و بارها باز می‌شود)، یک راهنمای رایج این است ۱۰۰ × ضخامت.
مثال: اگر انعطاف‌پذیری ۰.۲۰ میلی‌متر باشد، شعاع ایستا = ۰.۲۰ × ۱۰ = ۲.۰ میلی‌متر و شعاع دینامیکی = ۰.۲۰ × ۱۰۰ = ۲۰.۰ میلی‌متر.

توجه: دستورالعمل‌ها بسته به تعداد لایه‌ها، مواد و کاربرد متفاوت هستند. برای اطلاع از محدودیت‌های دقیق، به قرارداد سازنده یا قوانین DFM انجمن IPC/تأمین‌کننده مراجعه کنید.

 

ما معمولاً نمونه‌های PCB را ظرف مدت ... تولید و ارسال می‌کنیم. ۴۸ ساعت پس از تأیید سفارش، تأیید نهایی طرح (گربر) و پرداخت. زمان ارسال جداگانه است و به شرکت حمل‌ونقل و مقصد بستگی دارد.

پیمایش به بالا