Millised väljakutsed tekivad paindlike PCB-materjalide solderimisel?

Elastsed trükkplokkid (FPC-d) on nüüdseks muutunud oluliseks erinevates elektrooniliste seadmete tootmissektorites nende kerguse, kompaktse suuruse ja paindlikkuse tõttu ilma ahela kahjustumiseta. Seetõttu on neid laialdaselt kasutatud kandmisel seadmetes, meditsiiniseadmetes, autotööstuses ja muudes tarbeelektroonikaseadmetes. FPC-materjalide paigaldamine aga esitab üsna erineva väljakutse võrreldes traditsiooniliste jäigete trükkplokkide paigaldamisega. Toodete usaldusväärsuse ja töökindluse tagamiseks peavad tootjad rakendama spetsialiseeritud protsesse ja käsitlusmeetodeid.

Elastsete materjalide soojuslik tundlikkus

Elastsete trükkplaadide (PCB) peamiseks probleemiks solderimisel on sageli kõrge temperatuurile kokkupuude. Tegelikult kasutatakse elastsete trükkplaatide alusmaterjalina enamasti polümiidi või polüesterit, mis on üldiselt õhemad ja soojuslikult tundlikumad kui tavalised jäigates trükkplaatides kasutatav FR-4 materjal.

Näiteks võib liialine soojus solderimisel põhjustada mitmeid probleeme, näiteks:

• Alusmaterjali plastiline deformatsioon
• Plaadi kihtide lahtikiskumine
• Kleepuvate materjalide kahjustumine
• Elastse elektriahela kõverdumine

Kuna elastsete trükkplaatide struktuur ei ole nii tahke ja paks kui traditsiooniliste plaatide oma, ei suuda nad soojust piisavalt hajutada. Seetõttu on täpne temperatuuri reguleerimine väga oluline.

Selleks toetuvad ettevõtted nagu King Field täpselt kohandatud reflow-profiilidele ja temperatuuri jälgimissüsteemidele, mis takistavad toote ülekuumenemist ning samas võimaldavad heade solderühenduste loomist.

Mehaaniline ebastabiilsus solderimisel

Soojus kõrvalt põhjustab probleeme ka paindlike PCB-materjalide paigaldamisel. Kuna jäigad plaadid jäävad montaazhiprotsessi vältel tasaseks ja on väga lihtne neid solderida, võivad paindlikud plaadid solderimise ajal aga kõverduda, pöördua või isegi liikuda algsest asendist.

Tootmisprotsessis võivad tekkida erinevad probleemid:

• Komponentide vale paigutus
• Ühtlane solderühenduste kvaliteet
• Automaatmontaashi raskused
• Solderimise täpsuse vähenemine

Kandplaadi või kõvakese abil kasutamine montaazhi ajal on tõenäoliselt kõige levinum meetod, mida tootja probleemi lahendamiseks kasutab. Sel viisil hoitakse paindlik PCB solderimise ajal tasasel asendil, mis võimaldab täpset paigutust ja ühtlasi stabiilseid solderühendeid.

Lisaks kasutab King Field spetsiaalseid tööriistu ja kinnitusvahendeid, mis on loodud paindlike ahelate fikseerimiseks solderimise ajal ilma, et see mõjutaks montaashikindlust.

Komponentide pinge ja solderühenduste usaldusväärsus

Üks peamisi murekohti, mis tekib mõnede paindlike PCB-komplektide puhul, kus funktsiooni osana kasutatakse painutamise võimalust, on mehaaniline pinge, mis tekib solderühendustele, kuna komponentide solderitud alad painutatakse laualt korduvalt. See on tõeline murepaindega solderitud paindlike PCB-komplektide puhul, mida on mõeldud dünaamilistesse või muutuvatesse keskkondadesse, näiteks kandvatele elektroonikaseadmetele või autotööstuse süsteemidele.

See on see, mida pidev painutamine võib teha solderühendustele:

• Solderühenduste mikropurunemine
• Komponentide kaotumine
• Elektriline katkemine

Tootja, näiteks King Field, vaatab väga tähelepanelikult solderühenduste disaini ja komponentide paigutust kui kahte tegurit, mis võivad vähendada solderühendustele mõjuvat pinget ning samal ajal tagada nende usaldusväärsuse aeglaselt.

Pinnakihis oksüdeerumine ja saastumine

Teine probleem, millega võivad kokku puutuda paindlikud PCB-materjalid solderimisel, on pinnakihis oksüdeerumine. Sellistel paindlikel PCB-del on erinevad pinnakatted, näiteks:

• ENIG (Elektrolüütiline nikkel immuunne kuld)
• OSP (Organiline lõimuvuspraimitsiiv)
• Immersioon-tinna või -hõbeda pinnakate

Nende löögiomaduste halvenemise põhjuseks võib olla saastumine käsitsemise või ladustamise ajal.

Vigane niisutus võib põhjustada väga nõrka löögi, mis omakorda võib tekitada ühendusi üle kattuvaid juhtmeid (bridging), ebapiisavaid ühendusi ja nõrgu löögiühenduste.

Tootjad on enne löögi tegemist rangelt rakendanud keskkonna kontrolli ja puhastusprotsesside. Näiteks King Field kasutab kvaliteedikontrolli protseduure, et tagada paindlike PCB-de pindade puhtus löögi tegemiseks kogu tootmisprotsessi vältel.

Käsitsemise ja kahjustusrisk

Paindlikud PCB-d on jäigamate plaatidega võrreldes õhemad ja kergemini kahjustatavad ning neid saab isegi tahtmatult kahjustada löögi tegemise ajal. Tegelikult võib ebaõige käsitsemine põhjustada järgmist:

• Substraadi kipitumist või pragunemist
• Vaskjuhtmete kahjustumist
• Löögiplatside halvenemist

Rangevad käsitlusprotseduurid on kohustuslikud, eriti puhul, kui toimub keevitamine, ja neid peavad järgima operaatoreid ning tehnikuid. Lisaks võib tootmisliini osana olevaid robotte seadistada uuesti nii, et arvestataks ka paindlike ahelate kergesti kahjustatavat loomust.

Selgelt välja töötatud käsitlusprotseduurid ja operaatortreening on paindlike PCB-de tootmisprotsessi peamised omadused King Fieldis.

Täielikult mitmekihilised struktuurid

Elektroonika arengu ajastul on olemas palju mitmekihilisi paindlikke PCB-sid, millele saab lisada rohkem funktsioone, kuid mitmekihiliste paindlike PCB-de keevitamine on ka üks uusi probleeme, mis tekivad pärast keevitamist:

• Soojus ei jaotu ühtlaselt
• Plaadi kihtide vahelise lahknemise suurem oht
• Kihtide vaheline sisemine pinge.

Kuna mitmekihiline struktuur ise on väga keeruline, on plaadi struktuurilise terviklikkuse tagamiseks absoluutselt vajalikud täiuslikud protsessijuhtimine ja parimad materjalid

Ei mõjuta solderdamist.

Algselt on King Field pühendunud mitte ainult paindlike printplaatide materjalide ja tootmisprotsesside valdamisele, vaid ka pidevale oma meetodite täiustamisele, et maksimeerida keerukate paindlike printplaatide solderdamisprotsesside usaldusväärsust.

Solderdamist mõjutavad disainipiirangud

Tegelikult ei ole paindlike printplaatide solderdamine lihtsalt üks protseduurietapp, vaid see algab õige disainiga. Ainult õige disainilähenemine võimaldab solderimisingenööri tööd teha nii lihtsaks kui ka mugavaks.

Padi suuruse ja vahekauguse valik

Juhtme paigutamine paindemispiirkonna läheduses

Komponentide paigutamise liigutamine painduvatest tsoonidest välja

Suure(te) komponendi(te) jaoks kõva alusplaadi kasutamine

Olenge siis insener käega või ilma käeta, neid disainietapis arvesse võetavaid tegureid arvestades saavutatakse soovitud solderimiskvaliteet ja kogu toote vastupidavus.

King Fieldi tootjad on klientide seas tuntud suurepärase meeskonnana, kes töötavad koos klientidega, et tagada paindliku PCB paigutuse loomine nii, et see võimaldaks tõhusaid ja usaldusväärseid solderimisprotsesse.

Kohustuslik väljaandmine

Elastsed trükitud juhtplaatid on trükitud juhtplaatide liik, mis võib täielikult muuta elektroonikaseadmete välimust ja toimimist. Need võimaldavad oluliselt väiksemate ja äärmiselt paindlike seadmete kujundamist. Siiski on elaste trükitud juhtplaatide materjalide paigaldamise tehnikad arendatud üsna erinevalt kui jäigade plaatide puhul, mistõttu tekib ka üsna erinev probleemide komplekt, mille lahendamiseks on vajalikud erioskused, ettevaatlik käsitlus ja range protsessikontroll. Peamised probleemid on materjali soojuslik tundlikkus, mehaaniline ebastabiilsus, solderühenduste usaldusväärsus, pinnakontaminatsioon, käsitlusriskid, mitmekihilisuse keerukus ja kujunduspiirangud. Lisaks eksperttootjate leidmisele on nende probleemide ületamiseks vajalikud ka kaasaegne tootmisseadistus ja parimad solderimismeetodid.

King Fieldil on erakordselt hea teadmine paindlike ahelate tootmisest ja paigaldamisest. Seetõttu suudab ta pakkuda mitte ainult kõrgkvaliteedilist paindliku PCB lahendust, vaid ka toetada kliente nende teekonnal kiiresti arenevas elektroonikatööstuses igal sammul. Ettevõte on alati järginud kõrgeimaid kvaliteedinõudeid, samal ajal kui see intensiivselt arendas tooteinnovatsioone, ja on seetõttu alati suutnud pakkuda usaldusväärseid paindlikke PCB-projekte koos pikaajaliselt jätkusuutlikkusega.

Järgmiste aastate jooksul, kuni paindlik elektroonika muutub üha arenenumaks, on paindlike PCB-materjalide tootjatel kõige olulisem osata nii solderimise kunsti kui ka teadust, et saaksid toota parimaid uusi elektroonikatooteid.