EN
Elektronika sa stáva čoraz sofistikovanejšou a očakáva sa, že bude tenšia, ľahšia, výkonnejšia a zároveň spoľahlivejšia. Oblasť nositeľných zariadení, lekársky priemysel, automobilová elektronika a automatizácia výroby sú príkladmi, kde sa konštruktéri produktov potýkajú s dilemou medzi udržaním úrovne elektrického výkonu a mechanickou pružnosťou komponentov, ktoré sú vystavené ohýbaniu, skladaniu a opakovanému mechanickému namáhaniu. Tu prichádzajú na pomoc flexibilné mediene obvody.
Medené flexibilné obvody teraz zohrávajú kľúčovú úlohu vo vývoji stále sa rozvíjajúceho sveta elektroniky, pričom ponúkajú dokonalú kombináciu odolnosti, pružnosti a elektrickej spoľahlivosti. Môžu úplne nahradiť tradičné slepé kabeláže a objemné konektory a ponúkajú rôzne inovatívne možnosti konštrukcie výrobkov, ktoré boli predtým len snom. Medzi spoločnosťami, ktoré sú pioniermi v oblasti medených flexibilných obvodov na riešenie stále sa zvyšujúcich požiadaviek v rôznych odvetviach, patrí King Field.
Pochopenie medených flexibilných obvodov
Pri meďových flexibilných obvodoch hovoríme o elektrických obvodoch vytvorených na pružných izolačných podložkách – zvyčajne polyimidoch – pričom meď slúži ako vodivý materiál. Hlavnou vlastnosťou, ktorá odlišuje tieto obvody od bežných tuhých tlačených spojov (PCB), je ich schopnosť ohýbať sa, krútiť sa alebo prekladať sa bez straty funkčnosti. Meď je navrhnutá v konkrétnych obvodových vzoroch, ktoré umožňujú efektívny prenos elektrických signálov a energie aj vtedy, keď sú obvody mechanicky namáhané.
Vynikajúca vodivosť medi, vysoká tepelná stabilita a vynikajúca mechanická odolnosť sú len niektoré z vlastností, ktoré tento materiál robia najvhodnejším pre použitie vo flexibilných obvodoch. Keď sa tieto materiály kombinujú s modernými výrobnými procesmi, meďové flexibilné obvody ponúkajú robustnosť aj neobmedzené možnosti dizajnu.
Prostredníctvom excelentných materiálov – zvýšená trvanlivosť
Trvanlivosť meďových flexibilných obvodov je pravdepodobne jednou z ich najväčších výhod. Tradičné systémy elektrického zapojenia dlhú dobu výrazne záviseli od spojov pájkovaním a konektorov, čo sú miesta v elektronickom zostave, ktoré vždy vykazujú vyššiu mieru zraniteľnosti. Zavedenie každého pripojenia znamená zároveň vytvorenie jedného potenciálneho miesta poruchy, ktoré môže byť spôsobené rôznymi faktormi, ako je vibrácia, tepelné cyklovanie alebo opakované pohyby.
Medené flexibilné obvody umožňujú minimalizáciu alebo dokonca úplné odstránenie takejto zraniteľnosti už v základe tým, že spoja množstvo pripojení do prakticky jediného, nepretržitého obvodu. Zjednodušením takejto konštrukcie je pracovný materiál vystavený oveľa menšiemu opotrebovaniu počas určitého časového obdobia. Flexibilné obvody vyrobené z medi dokážu odolávať miliónom cyklov ohýbania vďaka vysokému odporu medi proti únave. Preto sa rozsah ich použiteľnosti môže rozšíriť aj na dynamické aplikácie, napríklad zariadenia so sklopným dizajnom, pohybujúce sa časti a prenosné zariadenia.
Výrobca ako King Field sústreďuje svoje úsilie na zdokonaľovanie hrúbky medi, geometrie vodičov a ochranných vrstiev, aby dosiahol najvyššiu trvanlivosť, aj keď sú výrobky používané za náročných podmienok.
Vynikajúca pružnosť bez straty výkonu
Prehýbanie je len jednou časťou flexibility. Druhou časťou je elektrický výkon, ktorý by mal zostať na konštantnej úrovni počas dodržiavania prvej časti. Mediálne flexibilné obvody prirodzene nemajú s týmto problém. Stále dokážu spoľahlivo prenášať signály, aj keď sa obvod opakovane prehýba. Meď, v porovnaní s inými materiálmi používanými ako vodiče, vykazuje extrémne nízky elektrický odpor a vynikajúcu integritu signálu v rôznych situáciách.
Vďaka takejto vlastnosti možno využiť dodatočný priestor vo výrobku na vedenie obvodov, skladanie obvodov za účelom zmenšenia zostáv alebo ich dokonca zabudovanie do mechanických komponentov. V prípade zariadení určených na lekársku aplikáciu alebo nositeľných zariadení sa dodatočná flexibilita prejaví lepšou ergonómiou, menšími rozmermi a vyšším pohodlím pre používateľa, a to bez straty spoľahlivosti, ktorá zostáva na rovnakej úrovni.
Lepšia tepelná a mechanická stabilita
Okrem toho sa môže uviesť aj tepelné riadenie pomocou ohebných medených spojov ako jedna z výhod. Keďže meď je veľmi účinným tepelným vodičom, dokáže prenášať teplo vygenerované v systéme do iných oblastí alebo do okolia a ľahko ho uvoľňovať. Výrazný nárast teploty vo vnútri, ktorý môže spôsobiť degradáciu výkonu výrobku a tým pádom aj skrátenie jeho životnosti, je typickým problémom kompaktných elektronických zariadení, ktorý sa tu rieši.
Z hľadiska mechanického namáhania ohebné medené spoje dokážu stabilizovať vplyv pohybu, čím chránia obvody pred predčasným starnutím, ako je praskanie alebo lomenie. Krycie vrstvy, ktoré chránia, a povrchové úpravy predlžujú prevádzkovú životnosť obvodov a umožňujú im pokračovať v prevádzke napriek vystaveniu vlhkosti, chemikáliám a fyzickému opotrebeniu.
Konštrukčná sloboda a výrobná efektívnosť
Medené flexibilné obvody poskytujú používateľom nielen vynikajúce výkony, ale aj významné výhody v oblasti návrhu a výroby. Zlúčením niekoľkých tuhých dosiek a konektorov do jediného flexibilného obvodu získavajú konštruktéri možnosť zjednodušiť montážne procesy a výrazne znížiť celkovú hmotnosť systému. Navyše menší počet súčiastok vedie k menšiemu počtu montážnych etáp, čo spôsobuje zníženie nákladov aj zlepšenie kontroly kvality.
Spoločnosť King Field využíva túto slobodu návrhu na výrobu riešení medených flexibilných obvodov na mieru podľa požiadaviek zákazníkov. Takéto úpravy môžu zahŕňať elektroniku s vysokou hustotou, vysooko špecializované lekárne vybavenie alebo veľmi odolné priemyselné systémy.
Aplikácie, ktoré určujú budúcnosť elektroniky
Priemyselné odvetvia, ktoré prijímajú flexibilné medené obvody, sa neustále rozširujú. Spotrebná elektronika je len jednou z oblastí, kde tieto obvody dosiahli významný pokrok – umožňujú výrobu tenších smartfónov, skladacích displejov a menej objemných nositeľných zariadení. Automobilový a letecký priemysel sú príkladmi odvetví, ktoré používajú tieto obvody na zabezpečenie spoľahlivého pripojenia v podmienkach, kde dochádza k trvalému pôsobeniu vibrácií, extrémnych teplôt a pohybu. Výrobcovia lekárskych prístrojov sa spoliehajú na flexibilné medené obvody pri výrobe kompaktných, ľahkých a spoľahlivých zariadení, kde sú výkon a bezpečnosť najvyššou prioritou.
Keďže nová generácia zariadení je inteligentnejšia a viac integrovaná, určite bude potrebovať spojovacie riešenia, ktoré sú odolné a flexibilné, čo znamená, že trh pre takéto produkty nevyhnutne bude rásť.
