Hvorfor er stiv-fleksible PCB-produktion ideel til kompakte elektronik?

Med den hurtige udvikling i elektronikindustrien i dag stiger efterspørgslen efter kompakte, pålidelige og højt funktionelle enheder dramatisk. Producenter står over for en vedvarende udfordring med at udvikle elektronik, der er mindre, lettere og mere holdbar inden for en bred vifte af industrier, herunder bærbare enheder, medicinske instrumenter og rumfartsteknologi, blandt andre. Netop her bliver en rigid flex PCB helt til historiens heltefigur – det er en fremragende innovativ løsning, som kombinerer fordelene ved både stive og fleksible kredsløbsteknologier. Hos King Field leverer vi innovative rigid flex PCB-løsninger, der specielt er udviklet til at imødekomme de krævende behov for kompakt elektronik i dag. Men hvad er det så helt præcis, der gør rigid flex PCB'er så gode? Lad os afsløre det.

Forståelse af fremstilling af rigid flex PCB

Teknikken til at fremstille stive fleksible PCB'er består i at kombinere to forskellige kredsløb i én enkelt konstruktion – en stiv del giver hele strukturen stabilitet, mens den fleksible del tillader kredsløbet at blive bøjet eller foldet. I modsætning til almindelige PCB'er, som enten er stive eller fleksible, kombinerer stive fleksible PCB'er begge egenskaber i ét sammenhængende element og kan derfor designes i komplekse tredimensionelle former.

Fremstillingen af produktet er meget omhyggelig og indebærer indlejring af flere lag med kobberbaner, polyimid isoleringsfilm og stive FR-4 materialer. Disse lag er tæt forbundet med hinanden, hvilket betyder et særdeles godt elektrisk udbytte, mekanisk styrke og lang levetid. Ligegyldigt som alle andre førsteklasses virksomheder anvender King Field også den nyeste teknologi i fremstillingsprocessen for at sikre ensartet kvalitet, selv i meget tætte designs.

Pladsparende design til kompakt elektronik

Årsagen til, at ingeniører ofte vælger stive fleks-PCB'er blandt andet, er, at sådanne PCB'er virkelig kan hjælpe med at spare en betydelig mængde plads. Det er klart, at i kompakt elektronik gør hver millimeter en forskel. I tilfælde af en typisk 2- eller 3-plade montering, kræves der ekstra stik og ledninger, hvilket uundgåeligt øger størrelsen, vægten og forøger risikoen for, at produktet fejler.

Ved at integrere stive og fleksible sektioner i én enkelt plade, eliminerer stive fleks-PCB'er behovet for disse ekstra forbindelser. Fleksible områder kan vikles rundt om hjørner, dele og foldes ned i små kabinetter, hvilket resulterer i en markant reduktion af hele enhedens størrelse. Smartphones, smartwatches, fitness-ur og kompakte medicinske apparater er eksempler, hvor denne pladssparende egenskab er særlig afgørende.

Øget holdbarhed og pålidelighed

Udover pladshensyn er holdbarhed endnu en meget betydelig fordel ved et stift-fleksibelt PCB. En af svaghederne ved de fleksible områder i traditionelle flekskredsløb er, at de ofte beskadiges ret let, især når de anvendes i højt dynamiske situationer med konstant bøjning. Da stift-fleksible PCB'er kombinerer stive dele for strukturel stabilitet og fleksible dele til bevægelse, opnås der lavere mekanisk påvirkning i disse dele.

Derudover gør denne strukturelle egenskab enheden meget pålidelig, når den skal bruges i situationer med vibration, stød eller andre hårde miljøforhold. Her handler niveauet for pålidelighed i bund og grund om liv og død for medicinske instrumenter og militære enheder, som selvfølgelig også anvendes i luft- og rumfart. King Fields omhyggelige test af deres rigid flex PCB’er inkluderer termisk cykling, vibrationsanalyse og bøjningstest, hvorfor produkterne er meget stabile og kan forlades selv under meget barske forhold.

Forenklet montage og reducerede produktionsomkostninger

Kompleksiteten i kompakte elektroniske enheder bliver ofte forstørret ved brug af flere plader, stikforbindelser og forbindelseskabler. Ud over at øge risikoen for monteringsfejl er denne kompleksitet også en meget betydelig årsag til højere produktionsomkostninger. Produktionen af rigid flex PCB’er løser begge problemer ved effektivt at slå flere plader sammen til en enkelt enhed.

Dette betyder, at der vil være færre forbindelser og loddekontakter, og det samlede montageforløb vil blive enklere. Ved at gøre denne proces mere effektiv formindskes risikoen for forbindelsesfejl, hvilket resulterer i kortere produktionscyklusser. Selvom de oprindelige fremstillingsomkostninger for stive fleksible PCB'er kan være højere end for traditionelle PCB'er, vil de samlede omkostninger være væsentligt lavere på grund af besparelser i montage, testning og mere pålidelig ydelse på lang sigt.

Fremragende elektriske ydeevne

Desuden er rigid flex PCB'er helt klart førende, når det kommer til elektrisk ydeevne. Den kompakte design reducerer antallet af stik og forbindelser mellem kredsløbskort, som typisk er de største årsager til signalnedbrydning og elektromagnetisk interferens (EMI). Dette sikrer en renere signalmægling og dermed et bedre samlet ydeevne, især i højfrekvente eller hastigheds​krævende applikationer.

Derudover gør rigid flex PCB'er det muligt at nøjagtigt styre spor geometri og impedans, hvilket letter meget komplekse konstruktioner såsom højdensitets-forbindelser (HDI), differentielle signaler og flerlagskonfigurationer. For moderne forbrugerprodukter, telekommunikation og industriautomatisering er disse elektriske fordele uundværlige for pålidelig drift, selv i meget trange rum.

Anvendelsesmulighed

Tænk blot på det store udvalg af produkter fra militær- og rumfartsteknologi, sundhedsudstyr til forbrugerelektronik; produktion af stive fleksible PCB'er er den eneste teknologi, der kan levere en sådan alsidighed. Designere benytter stive fleksible PCB'er til at udvikle komplekse 3D-kredsløb, som de ikke kunne opnå selv med alene konventionelle stive PCB'er. Disse egenskaber ved stive fleksible PCB'er kan anvendes til foldbare smartphones, diagnostiske instrumenter, der ikke kun yder højt, men også er små, samt bærbare sensorer, der knapt mærkes i daglig brug.

Hos King Field har vi hjulpet vores kunder, som kommer fra forskellige sektorer af økonomien, med at opfylde deres specifikke mekaniske og elektriske behov gennem vores skræddersyede løsninger med stive fleksible PCB'er. Vores ekspertise inden for feltet giver os mulighed for at levere et produkt, der ikke blot overholder enhedens fysiske begrænsninger, men også lever op til krævede ydelsesstandarder.

Bæredygtighed og langsigtede værdi

Til sidst, men ikke mindst, vil stive fleksible PCB'er hjælpe producenterne med at udøve smart bæredygtighed og samtidig tilføje mere værdi for længere brug. Ved at bruge færre individuelle plader, forbindelser og kabler, opstår der også mindre affald af materialer og mindre emballage. Desuden betyder færre forbindelser naturligvis mindre vedligeholdelse, og der vil også være færre reservedele i løbet af produktets levetid.

For ethvert selskab, der stræber efter at balancere et produkt med høj ydelse og høj effektivitet med deres ansvar over for miljøet, er fremstilling af stive fleksible PCB'er et fremadrettede valg. Vi hos King Field forbliver forpligtede over for grønne og bæredygtige produktionskanaler, og vi bruger materialer og processer, som har den mindst mulige negative indvirkning på miljøet, men alligevel sikrer produkter med meget lang levetid.

Konklusion

Brugen af stive fleksible PCB-produktion, i en æra hvor miniaturiserede højtydende elektronik dominerer markedet, er generelt en meget god idé på grund af de forskellige krav fra kompakte enheder, som det kan opfylde samtidigt. De uadskillelige egenskaber ved produktet, nemlig pladsbesparelse, holdbarhed gennem øget styrke, nem montering, fremragende elektriske egenskaber og et bredt anvendelsesområde, gør det til en absolut nødvendighed for den moderne elektronikdesigner.

Producenterne og innovatørerne, som ser frem til den dag, hvor de vil kunne fremstille uendeligt små elektronikkomponenter, der kan gøre alt – en dag, som vi mener ikke er så langt ude i fremtiden – vil gøre klogt i at sikre sig tjenesterne fra en ekspert som King Field, der er dygtig til at levere kvalitetsfulde, pålidelige og førende rigid-flex-løsninger. Da enhedernes størrelse bliver mindre år for år, samtidig med at kravene til ydelse stiger, kan man kun forestille sig, hvilken hjælp produktionen af rigid-flex printede kredsløbsplader kan give for at føre fremtidens elektronik op på næste niveau.