EN
Flexibilné tlačené spojovacie dosky (FPC) sa dnes považujú za nevyhnutné v rôznych odvetviach elektronického výrobného priemyslu vzhľadom na ich nízku hmotnosť, kompaktnosť a flexibilitu bez poškodenia obvodu. Práve preto sa široko využívajú v nositeľných zariadeniach, lekárskych prístrojoch, automobilových elektronických systémoch a iných spotrebných elektronických zariadeniach. Spájkovanie materiálov FPC však predstavuje oveľa väčšiu výzvu v porovnaní so spájkovaním tradičných tuhých spojovacích dosiek. Aby boli výrobky spoľahlivé a výkonné, výrobcovia musia uplatňovať špeciálne postupy a techniky manipulácie.
Citlivosť flexibilných materiálov na teplo
Problémy, s ktorými sa flexibilné DPS stretávajú počas spájkovania najčastejšie, sú vystavenie vysokým teplotám. V skutočnosti sa pre podklady flexibilných DPS najčastejšie používajú polyimid alebo polyester, ktoré sú zvyčajne tenšie a citlivejšie na teplo ako veľmi bežný materiál FR-4 používaný v tuhých doskách plošných spojov.
Napríklad nadmerné teplo môže počas spájkovania spôsobiť rôzne problémy, ako napríklad:
- Plastická deformácia podkladu
- Rozpájanie sa vrstiev dosky
- Poškodenie lepiacich materiálov
- Skreslenie flexibilného obvodu
Keďže flexibilné DPS nie sú pevné a hrubé ako tradičné, nedokážu správne odvádzať teplo. Preto sa presná kontrola teploty stáva skutočne nevyhnutnou.
Na tento účel firmy ako King Field využívajú reflow profilov, ktoré sú jemne nastavené, a systémy monitorovania teploty, ktoré zabraňujú prehriatiu výrobku a zároveň umožňujú vytvorenie kvalitných spájkových spojov.
Mechanická nestabilita počas spájkovania
Okrem tepla predstavuje mechanická slabosť problém pri spájkovaní flexibilných PCB materiálov. Zatiaľ čo tuhé dosky počas celého montážneho procesu zostávajú rovné a ich spájkovanie je veľmi jednoduché, flexibilné dosky sa počas spájkovania môžu ohýbať, skrúcať alebo dokonca vysunúť z pôvodnej polohy.
Rôzne problémy výroby potom môžu byť:
- Nezhoda umiestnenia súčiastok
- Nerovnomerné spájkové spoje
- Ťažkosti pri automatickej montáži
- Znížená presnosť spájkovania
Použitie nosných dosiek alebo zvyšovacích dosiek počas montáže je pravdepodobne najbežnejšou metódou, ktorú výrobca používa na riešenie tohto problému. Týmto spôsobom je počas spájkovania flexibilná PCB udržiavaná v rovnej polohe, čo umožňuje presné umiestnenie a konzistentné spájkové spojenia.
Okrem toho King Field používa špeciálne nástroje a prípravky navrhnuté tak, aby udržiavali flexibilné obvody na mieste počas spájkovania bez ovplyvnenia spoľahlivosti montáže.
Mechanické namáhanie súčiastok a spoľahlivosť spájkových spojov
Jednou z hlavných obáv vyplývajúcich z niektorých flexibilných DPS, ktoré využívajú funkciu ohybu, je mechanické namáhanie spájkovaných spojov, keďže sa opakovane ohýbajú spájkované oblasti súčiastok na doske. Toto je skutočná obava pri spájkovaní flexibilných DPS určených pre dynamické alebo sa meniace prostredia, ako napríklad nositeľná elektronika alebo automobilové systémy.
Toto je to, čo môže nepretržité ohýbanie spôsobiť spájkovaným spojom:
- Mikropraskliny v spájkovaných spojoch
- Strata súčiastok
- Elektrická nespojitosť
Výrobca, napríklad King Field, veľmi dôkladne analyzuje návrh spájkovaných spojov a rozmiestnenie súčiastok ako dva faktory, ktoré môžu znížiť mieru namáhania pôsobiaceho na spájkované spoje a zároveň zabezpečiť ich spoľahlivosť v čase.
Povrchová oxidácia a kontaminácia
Ďalším problémom, ktorý môžu mať flexibilné DPS pri spájkovaní, je povrchová oxidácia. Takéto flexibilné DPS majú rôzne povrchové úpravy, napríklad:
- ENIG (Elektrolytický nikl s ponorným zlatom)
- OSP (Organický prostriedok na zachovanie spájkovateľnosti)
- Ponorné cínovanie alebo striebrovanie
Znečistenie počas manipulácie alebo skladovania môže spôsobiť zníženie ich spájateľnosti.
Nesprávne zmáčanie môže viesť k veľmi slabému spájkovaciemu spoju, čo môže spôsobiť premostenie, neúplné spojenia a slabé spájkovacie spoje.
Výrobcovia striktne zaviedli environmentálne kontroly a procesy čistenia pred spájkovaním. Napríklad spoločnosť King Field má postupy kontroly kvality, ktoré zabezpečujú čisté povrchy flexibilných DPS pre spájkovanie počas celého výrobného procesu.
Manipulácia a riziko poškodenia
Vzhľadom na svoju tenkosť a krehkosť v porovnaní s tuhými doskami sa flexibilné DPS veľmi ľahko poškodia, dokonca aj náhodne počas spájkovania. V skutočnosti nesprávna manipulácia môže mať za následok:
- Zvrásnenie alebo prasknutie podložky
- Poškodenie mediánových dráh
- Zhoršenie kvality spájkovacích plôšok
Prísne postupy manipulácie sú nevyhnutné, najmä počas spájkovania, a musia ich dodržiavať operátori a technici. Okrem toho sa roboty, ktoré sú súčasťou výrobnej linky, môžu prekonfigurovať tak, aby zohľadnili krehkú povahu flexibilných obvodov.
Jasne definované postupy manipulácie a školenie operátorov sú hlavnými charakteristikami výrobného procesu flexibilných DPS v spoločnosti King Field.
Zložité viacvrstvové štruktúry
V dobe pokročilého rozvoja elektroniky existuje množstvo viacvrstvových flexibilných DPS, ktoré umožňujú začlenenie ďalších funkcií; spájkovanie viacvrstvových flexibilných DPS je však jednou z nových výziev spojených s týmito DPS po spájkovaní:
- Nerovnomerné rozloženie tepla
- Vyššie riziko oddelenia dosky do jednotlivých vrstiev
- Vnútorné napätie medzi vrstvami.
Keďže samotná viacvrstvová štruktúra je veľmi zložitá, na zachovanie štrukturálnej integrity dosky sú nevyhnutné vynikajúce procesné kontroly a najlepšie materiály.
Nebude ovplyvnený počas spájkovania.
Od začiatku sa King Field nezameriaval len na zvládnutie materiálov a výrobných procesov pre flexibilné tlačené spojovacie dosky, ale stále zdôrazňoval aj neustálu optimalizáciu svojich metód s cieľom maximalizovať spoľahlivosť spájkovacích procesov pre zložité návrhy flexibilných tlačených spojovacích dosiek.
Návrhové obmedzenia ovplyvňujúce spájkovanie
V skutočnosti správne spájkovanie flexibilných PCB nie je len jednou krokom postupu; začína sa vlastne už pri správnom návrhu. Iba správny prístup k návrhu umožňuje spájkovaciemu technikovi vykonávať prácu jednoducho a pohodlne.
Výber veľkosti a rozostupu pádov
Vedenie vodiča v blízkosti oblasti, kde bude doska ohýbaná
Presunutie umiestnenia komponentov mimo flexibilných zón
Použitie tuhých podložiek pre veľký(é) komponent(y)
Či ide o technika s manuálnym výkonom alebo bez neho, zohľadnenie týchto faktorov v návrhovej fáze určuje mieru kvality spájkovania a celkovej trvanlivosti výrobku.
Výrobcovia značky King Field sú medzi klientmi známi ako vynikajúci tím, ktorý spolupracuje s klientom s cieľom zabezpečiť, aby bola rozmiestnenie flexibilných DPS (PCB) navrhnuté tak, aby sa uspokojivo podporovali účinné a spoľahlivé procesy pájkovania.
Záver
Flexibilné tlačené spojovacie dosky (PCB) sú druh tlačených spojovacích dosiek, ktoré môžu úplne zmeniť vzhľad aj funkčnosť elektronických zariadení. Umožňujú výrazne menšie a veľmi flexibilné návrhy zariadení. Techniky spájkovania pre materiály flexibilných PCB sa však vyvíjali dosť odlišne od techník používaných pre tuhé dosky, čo predstavuje inú množinu problémov vyžadujúcich špeciálne zručnosti, starostlivý prístup a prísne kontrolu procesov. Hlavnými problémami sú citlivosť materiálu na teplo, mechanická nestabilita, spoľahlivosť spájkových spojov, kontaminácia povrchu, riziká pri manipulácii, zložitosť viacvrstvových konštrukcií a obmedzenia návrhu. Okrem vyhľadávania odborných výrobcov sú pre prekonanie týchto problémov nevyhnutné aj moderné výrobné zariadenia a najlepšie metódy spájkovania.
King Field má výnimočne dobré znalosti v oblasti výroby a montáže flexibilných obvodov. Preto je schopný nielen poskytovať riešenia flexibilných DPS vysokej kvality, ale tiež sprevádzať zákazníkov v každom kroku ich cesty prostredníctvom rýchlo sa rozvíjajúceho elektronického priemyslu. Spoločnosť sa vždy držala najvyšších štandardov kvality a súčasne intenzívne rozvíjala inovácie výrobkov, čo jej umožňovalo dlhodobo dodávať spoľahlivé projekty flexibilných DPS spolu s udržateľnosťou.
V nasledujúcich rokoch, kým sa flexibilná elektronika stane čoraz viac rozvinutou, bude pre výrobcov materiálov pre flexibilné DPS najdôležitejšie ovládať umenie aj vedu pájkovania týchto materiálov, ak chcú vyrábať najlepšie nové elektronické produkty.
