Elektronik bliver mere og mere sofistikeret og forventes samtidig at være tyndere, lettere, kraftigere og mere pålidelig. Områder som bærbare enheder, den medicinske industri, bilteknologi og fabriksautomatisering er alle eksempler, hvor dilemmaet mellem at opretholde det elektriske ydniveau og den mekaniske fleksibilitet i komponenter, der udsættes for bukning, foldning og gentagne mekaniske belastninger, beskæftiger produktudviklere. Det er her, fleksible kobberkredsløb kommer til undsætning.
I dag spiller kobber flekskredsløb en afgørende rolle i udviklingen af den stadig voksende elektronikverden, idet de yder en perfekt kombination af holdbarhed, fleksibilitet og elektrisk pålidelighed. De kan fuldstændigt erstatte traditionelle døde slutninger og spændingskabler og tilbyde mange innovative produktdesignmuligheder, som tidligere kun var drømme. Blandt virksomhederne, der er pionerer inden for kobber flekskredsløb til at imødekomme de stadig stigende behov på tværs af forskellige industrier, er King Field.
Forståelse af kobber flekskredsløb
I kobberflekskredsløb taler vi om elektriske kredsløb, som er oprettet på fleksible isolerende substrater—typisk polyimid—hvor kobber anvendes som det ledende materiale. Den vigtigste egenskab, der adskiller disse kredsløb fra almindelige stive printkort (PCB’er), er, at de kan bøjes, drejes eller foldes uden tab af funktion. Kobber udformes i specifikke kredsløbsmønstre, der muliggør en højeffektiv ledning af elektriske signaler og strøm, selv når kredsløbene udsættes for mekanisk belastning.
Den fremragende ledningsevne, høje termiske stabilitet og fremragende mekaniske holdbarhed hos kobber er blot nogle af de egenskaber, der gør dette materiale til det mest velegnede til fleksible kredsløbsapplikationer. Når disse materialer kombineres med moderne fremstillingsprocesser, yder kobberflekskredsløb både robusthed og frihed til designmuligheder.
Gennem materialeoverlegenhed—forbedret holdbarhed
Holdbarheden af kobber flekskredsløb er måske deres største fordel. Traditionelle ledningsystemer har i lang tid været stærkt afhængige af lodninger og tilslutninger, som er de punkter i en elektronisk samling, der altid har en større svaghed. Indførelsen af hver forbindelse betyder samtidig indførelsen af et muligt fejlpunkt, som kan skyldes forskellige faktorer såsom vibration, termisk cyklus eller gentagne bevægelser.
Kobber flekskredsløb gør det muligt at minimere eller helt eliminere sådanne sårbarheder fra starten ved at kombinere mange forbindelser til ét enkelt, kontinuerligt kredsløb. Ved at forenkle layoutet på denne måde udsættes arbejdsmaterialet for langt mindre slitage over en bestemt periode. Flekskredsløb fremstillet af kobber kan tåle millioner af bøjningscyklusser takket være kobbers høje modstand mod udmattelse. Derfor kan deres anvendelsesområde udvides til dynamiske anvendelser, f.eks. foldbare enheder, bevægelige dele og bærbare enheder.
En producent som King Field koncentrerer sig om at perfektionere kobbertykkelse, spor-geometri og beskyttende lag for at sikre førsteklasses holdbarhed, selv når produkterne anvendes under vanskelige forhold.
Overlegen fleksibilitet uden tab af ydelse
Fleksionering er kun en del af fleksibiliteten. Den anden del er den elektriske ydeevne, som bør forblive på et konstant niveau, samtidig med at den første del overholdes. Kobberflekskredsløb har af natur ikke noget problem i dette område. De kan stadig overføre signaler pålideligt, selv om kredsløbet gentagne gange bøjes. Kobber viser i forhold til andre materialer, der anvendes som ledere, ekstremt lav elektrisk modstand og fremragende signalkvalitet i mange forskellige situationer.
Takket være denne egenskab kan det ekstra rum inden i et produkt udnyttes til at føre kredsløb, folde dem sammen for at gøre samlingerne mere kompakte eller endda integrere dem i mekaniske komponenter. I tilfælde af medicinske enheder eller bærbare enheder opleves den ekstra fleksibilitet som bedre ergonomi, mindre størrelse og øget brugerkomfort, uden at det går ud over pålideligheden, som forbliver på samme niveau.
Bedre termisk og mekanisk stabilitet
Desuden er termisk styring via fleksible kobberforbindelser også en af fordelene, der kan nævnes. Da kobber er en meget effektiv varmeleder, kan det overføre varme genereret i et system til andre områder eller omgivelserne og let afgive den. En kraftig stigning i temperatur indeni, som kan føre til nedbrydning af et produkts ydeevne og dermed også forkortelse af dets levetid, er et typisk problem i kompakte elektroniske enheder, som løses her.
Set fra en mekanisk belastningsmæssig synsvinkel kan fleksible kobberforbindelser stabilisere virkningen af bevægelser, så forbindelserne undgår tidlig aldring som revner eller brud. Beskyttende overlæg (coverlays) samt overfladebehandlinger forlænger levetiden for forbindelserne og giver dem mulighed for at fortsætte drift, selv når de udsættes for fugt, kemikalier og fysisk slitage.
Designfrihed og produktionseffektivitet
Kobber flexprint giver brugerne ikke kun overlegen ydeevne, men også betydelige fordele inden for design og produktion. Ved at kombinere flere stive boards og forbindelser til en enkelt fleksibel kreds får designere mulighed for at forenkle montageprocesserne og markant reducere det samlede systemvægt. Desuden resulterer færre komponenter i færre monteringsfaser, hvilket reducerer omkostningerne samt forbedrer kvalitetskontrollen.
King Field udnytter denne designfrihed til at skabe kobber flexprint-løsninger baseret på kundens krav. Sådanne modifikationer kan omfatte højtydende elektronik, meget specialiseret medicinsk udstyr eller et yderst robust industriel system.
Applikationer der driver fremtidens elektronik
Industrier, der anvender kobber flekskredsløb, udvides løbende. Ved at gøre smartphones tyndere, skærme foldbare og bærbare enheder mindre sperrige, er forbrugerproduktelektronik blot et af de områder, hvor kobber flekskredsløb har vundet stort indtog. Både bil- og rumfartsindustrien er eksempler på sektorer, der bruger disse kredsløb for at sikre pålidelige forbindelser i situationer med konstant vibration, ekstreme temperaturer og bevægelse. Producenter af medicinsk udstyr anvender kobber flekskredsløb til at fremstille kompakte, letvægts og pålidelige enheder, hvor ydelse og sikkerhed er afgørende.
Da den nye generation af enheder bliver smartere og mere integrerede, vil de helt sikkert få brug for interconnect-løsninger, der er holdbare og fleksible, hvilket betyder, at markedet for sådanne produkter nødvendigvis må vokse.