Шта чини флексибилни ПЦБ идеалом за носиве уређаје?

Мета наслов: ПЦБ монтажа за носиве уређаје Флексибилни ПЦБ материјали, СМТ технике и ДФМ Мета Опис: Научите најбоље праксе за монтажу носивих ПЦБ-а: флексибилни ПЦБ материјали (полимид, покривање), СМТ / рефлоу профили, конформни премаз, РФ подешавање, ДФМ смернице и заједничка превенција неуспеха.

1. у вези са Увод: Револуција флексивних и ригид-флексивних ПЦБ-а

Последња деценија је обележила револуционарну промену у начину на који се дизајнирају електронски уређаји, посебно у области технологија која се носи и медицински уређаји - Да ли је то истина? Данас потрошачи очекују не само паметне функције, већ и ултракомпактне, пуне и јаке гађете као што су паметни сатови , фитнес тракери , слушна апарати , биосензорски пластири , и још много тога. Ове захтеве су подстакле плећани ПЦБ монтаж у светлост пажње, присиљавајући дизајнере и произвођаче да преиспитају све, од материјала до стратегија повезивања.

Флексибилни ПЦБ (ФПЦ) и строг-флексибилни ПЦБ технологије су постале кичма овог новог таласа. За разлику од традиционалних ПЦБ-а, флексибилни плочи за штампане кола савијају, окрећу и прилагођавају се малим, чудно обличеним кутијама производа. Ригидно-флексибилни ПП и даље, интегришући и савијане и круте регије у истој плочи, стварајући беспрекорно електрично повезивање у најтежим угловима производа. Ове иновације у ФПЦ монтажа не само да смањују величину и тежину, већ и побољшавају трајност уређаја, побољшавају перформансе и омогућавају нове могућности као што су дизајни закривљених екрана или медицински сензори који се удобно уклапају на тело.

Према истраживању индустрије за 2025 (IPC, FlexTech), преко 75% нових дизајна носиве електронике и медицинских уређаја сада имају неки облик флексибилни коло или интеграција чврсто-флексибилне - Да ли је то истина? Овај тренд ће се убрзати док производи постају паметнији, танчији и отпорнији. У ствари, високог густоће међусобног повезивања (HDI) , ултра-мало 0201 СМТ компоненте , и напредна полимидни флексибилни ПКБ материјали постали стандардни у ПЦБ монтажа за носиве уређаје .

срце иновација у вези са носивим уређајима је минијуризација. Али минијатуризација је могућа само захваљујући пробивима у производњи и монтажу флексибилних плоча.  — Пол Томе, менаџер производа Флекс и Ригид-Флекс, Епек Инжењер Технологије

Ево шта чини ову нову еру пКД за носиву електронику тако узбудљиво:

• Штедња простора и смањење тежине: Модерни носиви уређаји могу бити танки као новчић, а ипак нуде потпуну повезивост, захваљујући њиховим флексибилним ПЦБ-овима и миниатюризованим компонентама.
• Izdržljivost i Udobnost: Полиамидни ФПЦ може поуздано издржати хиљаде циклуса савијања, што их чини савршеним за завојке, завојке и завојке за главу који се морају померати са носиоцем.
• Snaga i Performanse: Ефикасна распореда, прецизно рутирање и напредна монтација, укључујући оптимизовано SMT лемљење и конформно премазивање за ПЦБ-ове, помажу у управљању губицима енергије и електромагнетним интерференцијама (ЕМИ / РФ).
• Брзина до иновација:  ДФМ за флексибилне ПЦБ и технике брзе производње прототипа (као што су флексно печатане кола 3Д) омогућавају компанијама да брзо итерације и доноси нове идеје на тржиште.

Таблица 1: Сравња ПЦБ технологија у носивим уређајима

Док се дубоко улазимо у овај водич, научићете не само "шта" већ и "како" иза нове генерације плећани ПЦБ монтаж избора правог флексибилни материјали и овладавање СМТ за флексибилне ПЦБ-е да се надмину стварни проблеми сакупљања и поузданости. Без обзира да ли сте инжењер, дизајнер или менаџер ланца снабдевања у ИОТ , здравствени технолог , или електроника за потрошаче у свим секторима, ови увид ће вам помоћи да испоручите боље, паметније уређаје.

2. Постављање Шта су флексибилни и тврдо-флексибилни ПЦБ-ови?

У области дизајн ПЦБ-а за носиву електронску опрему , нису све плоче са штампаним колама једнаке. Флексибилни ПЦБ (ФЦБ) и ригидно-флексибилни ПП су се појавили као златни стандард за модерне носиве уређаје, ИОТ модуле и медицинске уређаје, где су издржљивост, ефикасност простора и јединствени форм фактори најважнији. Хајде да истражимо шта ове напредне ПЦБ технологије разликује и како оне отварају иновације у производима као што су паметни сатови, фитнес тракери и биосензорски пластири.

Флексибилни плочи за штампане кола (ФПЦ)

А флексибилна штампана плочица је изграђен користећи танку, савијајућу подлогеобично филм од полиимида (PI) који се може савијати, савијати и окретати без кршења. За разлику од традиционалних крутих плоча заснованих на ФР-4, ФПЦ су специјално изграђени да се прилагоде динамичном, компактном окружењу носивих уређаја.

Типично спајање флексибилних ПЦБ-а:

Кључне чињенице:

• Рајас савијања: За чврсте конструкције, минимални радиус савијања треба да буде најмање 10× укупна дебљина плоче .
• Ширина трага/растојање: Често је тако фино као 0,050,1 мм растојање на напредним плочама.
• Дебљина бакарне фолије: Обично се налази у 1270 мкм размај, са танкијим фолијама које омогућавају чврстије савијања.
• Филм за покривање: Обезбеђује и механичку заштиту и електричну изолацију.

ФПЦ монтажа подржава и једнослојне и сложене вишеслојне конструкције и омогућава дизајнерима да креирају кухиње уређаја танке као 0,2 мм идеално за следећу генерацију фитнес тракера или паметне пластире.

Ригидно-флексибилни ПП

А строг-флексибилни ПЦБ комбинује најбоље од оба света: делови плоче круга изграђени су као тврде, издржљиве круте плоче за монтажу деликатних компоненти СМТ, док су друга подручја остала флексибилна како би се олакшало савијање или савијање. Ове флексибилне и круте регије су без пречине интегрисане кроз прецизне процесе израде, смањујући сложеност монтаже и потребу за грубом спојком.

Типична структура кружених и флексибилних ПЦБ-а:

• Строви просекције: Стандардни ФР-4 (или слични) са слојевима бакра, који се користе за монтажу компоненти.
• Флексибилни делови: Политимидни слојеви од ФПЦ који повезују круте секције, омогућавајући динамично кретање и компактно укупљање.
• Појава између слојева: Микровије или кроз вије, често спроводине за HDI (povezivanje visoke gustine) пројектовање, подршка вишеслојним путевима сигнала и испорука енергије.
• Прелазне зоне: Пажљиво дизајниран да избегне стрес и ширење пукотина.

Предности носивих уређаја:

• Максимална слобода пројектовања: Омогућава дизајн уређаја који би био немогући са крутим ПЦБ-ом.
• Мање спојника/појасника: Смањује укупну тежину, дебљину и тачку неуспеха.
• Надмоћна поузданост: Критичан за апликације са високом поузданошћу (нпр. медицински импланти, војни носиви).
• Побољшано ЕМИ и РФ штитње: Кроз слојене површине и ближу контролу импеданце.

Реалне апликације у носивим уређајима и медицинским уређајима

Смарт часовници:

• Користите вишеслој флексибилна ПЦБ-наклањања за рутирање сигнала, тач-скрине, диспечер драйвере и бежичне модуле око закривљених кутија за сатима.
• Флексибилне антене и батеријске везе имају користи од ФПЦ монтажа да се одржи интегритет уређаја током флексије зглоба.

Фитнес тракери и биосензорски пластири:

• Полимидични флексибилни ПКБ са фино-наглашеним СМТ компонентама омогућавају једнократне или полу-једнократне, ултра-тене форм факторе (<0,5 мм).
• Уграђени сензори (као што су акцелерометри, срчани путар или СПО2 ЛЕД-ови) директно на ФПЦ-овима побољшавају квалитет сигнала и удобност производа.

Медицински уређаји:

• Ригидно-флексибилни ПП монотери за имплантацију снаге и пацијентови носиви комбинујући поузданост, малу тежину и отпорност на понављање флексибилног циклуса 10.000 циклуса у флексном тестирању.

Казус студија:  Водећи произвођач фитнес тракера искористио је 6-слојне ФПЦБ са траговима од 0,05 мм и 0201 компоненте, постижући коначну дебљину монтаже плоче од 0,23 мм. То је омогућило уређај под 5 грама са континуираним ЕКГ-ом и праћењем кретања - нешто што је једноставно недостижимо са класичним крутим ПЦБ-ом.

Терминологија Брза референца

У резюме:  Флексибилни и ригид-флексивни ПЦБ нису само алтернатива крутим плочама, они су мотори који покрећу следећу генерацију паметнијих, мањих носивих и медицинских уређаја. Разумевање материјала, структура и основних концепта иза њих представља основу сваке друге одлуке о дизајну и монтажу у монтажу носивих ПЦБ-а.

Спреман за Секцију 3? Упишите "Следећи" и наставићу са Предности флексибилних ПЦБ за носиве и медицинске уређајеукључујући листе, детаљна објашњења и корисна знања из индустрије.

3. Уколико је потребно. Предности флексибилних ПЦБ-а за носиве и медицинске уређаје

Када је инжењерство напредовало пКД за носиву електронику решења или стварање компактних медицинских уређаја, fleksibilne štampane ploče (ФПЦ) су основа и иновација и функције. Њихова јединствена својства подстичу минијатуризацију, побољшавају поузданост и омогућавају карактеристике које мењају оно што је могуће у потрошачкој и здравственој технологији.

Минијатуризација и штедња простора: Отварање нових дизајна

Једна од најзначајнијих предности флексибилна штампана плочица је његова изузетна танкоћа и конформичност. За разлику од конвенционалних крутих плоча, ФПЦ-ови могу бити танки као 0,10,2 мм , са стак-упа који су направљени за једно и вишеслојне конфигурације. То омогућава дизајнерима да преведу критичне сигнале и енергију у уским, закривљеним или слојеним просторима унутар најмањих носивих уређаја.

Пример таблице: Флексибилна дебелина ПЦБ-а по апликацији

Кључна чињеница: Флексибилна ПЦБ често може заменити неколико крутих плоча и њихове међусобно повезане површине, смањујући тежину до 80%и запремине за толико колико 70%у односу на традиционалне ПЦБ за носиве приступе.

Издржљивост и поузданост под поновљеним савијањем

ФПЦ на бази полимида дизајниране су да издрже хиљаде, чак и десетине хиљада савијања, окретања и флексибилног циклуса. То је од виталног значаја за носиве уређаје, који су рутински подложени покретима за зглоб, глезло или тело и морају да раде безупречно годинама.

• Испитивање флекси-цикла: Водећи произвођачи тестирају своје плећеви ПЦБ сборишта стандардима који прелазе 10.000 флексибилних циклуса без структурних или електричних оштећења.
• Опорност на деламинирање: Комбинација бакарну фолију и јаки лепили у ФПЦ-у смањују раздвајање слојева, чак и под физичким стресом.
• Избегавање пуцања лемења: Стратешко постављање компоненти СМТ-а и употреба подпуњавања у зонама стреса спречава неуспех умор који је уобичајен у крутим плочама.

Цитат:

без флексибилног трајности ПЦБ-а, већина паметних здравствених и фитнес носивих уређаја би пропала након само неколико дана или недеља употребе у стварном свету. Робуст ФПЦ конзоле су сада база индустрија. Главни инжењер, глобални бренд фитнес уређаја

Мање међусобног повезивања, већа поузданост система

Традиционални ПЦБ сглобови, посебно у 3Д, преклопљени распореди уређаја, захтевају коннекторе, скокове и лемљене каблове. Свака међусобно повезаност је потенцијална тачка неуспеха. Флексибилно склапање штампаних плоча омогућава интегрисање више сегмената кола у једну структуру, смањујући број:

• Спој за лемљење
• Завезе за жицу
• Механички спојници

То доводи до:

• Већа отпорност на ударе/вибрације (од суштинског значаја за носиве уређаје активног живота)
• Једноставнији процеси монтаже
• Мање гаранционих проблема због неисправности конектора/кабела

Чињеница: Типични фитнес тракери који користе један ФПЦ могу смањити број међусобног повезивања са 10+ на 2 или 3, а истовремено и смањити време монтаже за више од 30%.

Слобода дизајна: сложени облици и слојенисти

Способност "уклоњавања и задржавања" модерних полимидични флексибилни ПКБ омогућава нове нивое слободе дизајна:

• Окружање кола око закривљених батерија или модула за приказивање.
• Склајање више слојева електронике за пЦБ са високом густином међусобног повезивања (HDI) .
• Стварање оригами скупова који се савијају да би се уклапали у биомиметичке или не-угловите кутије.

Листа: Дизајнерске карактеристике које омогућавају флексибилни ПЦБ

• Плештари за носивање (медицинске електроде, континуирано праћење глукозе): ултратънки, завесе преко коже
• АР/ВР прстење за главу или наочаре : У складу са обликом лица, повећава удобност
• Смарт прстени/браслети : Окружује мале радије без пуцања или неуспеха
• Биоинтегрисана електроника : Скицања или савијања са меким људским ткивом

Смањена цена у масовној производњи

Док је почетна алатка за флексибилни кола може бити већа, то се надокнађује:

• Нижи број компоненти (укључавање конектора/кабела)
• Кратке СМТ конзоле (мање ручног рада)
• Побољшање приноса са мање дефеката везаних за међусобно повезивање

Преко високих запремина видених у потрошачким носивим уређајима и медицинским пластирима, укупна трошкови власништва трендови нижи од кружених зглобова, посебно када се рачунају повраћаји гаранције или неуспехи након продаје.

4. Уколико је потребно. Предности крутих и флексивних ПЦБ-а

У путу плећани ПЦБ монтаж и напредне електронике за преносиве уређаје, инжењерска заједница је открила моћ комбиновања оба света круте и флексибилне ПЦБ да створимо неповредљиве производе. Ригидно-флексибилни ПП су извукли суштинску улогу у медицинској технологији, војној опреми, АР/ВР уређајима и високим потрошачким носивим уређајима нудећи савршену комбинацију издржљивости, свестраности и перформанси.

Шта је тврдо-флексивна плоча?

А строг-флексибилни ПЦБ је хибридна структура која интегрише слојеве чврстих (FR-4 или сличних) печатних кола са слојевима флексибилне штампане плоче (ФПЦ), обично направљени од полиимида. Флексибилни делови повезују круте области, омогућавајући 3Д преклопање, употребу у јединственим облицима и директну интеграцију у покретне делове као што су завојци за руке или поклопци за главу.

Кључне предности технологије чврсто-флексибилних плоча

1. Постављање Превишана структурна поузданост

Ригидно-флексибилни ПП знатно смањује потребу за коннекторима, жицама, кримпима и спојима за лемљење. Ово је од виталног значаја у пКД за носиву електронику састав који је изложен честаку савијању, падању и вибрацијама.

• Смањене тачке међусобног повезивања : Сваки елиминисани коннектор смањује потенцијалну точку за отказ, смањујући укупни ризик од отказа уређаја.
• Појачана отпорност удару/вибрацијама : Интегрисане структуре издрже боље механичке злоупотребе од скупова са спојницима и жичаним жицима.
• Боље прилагођени за носаче високе поузданости и критичне за мисију , као што су имплантабилни медицински уређаји или војне комуникационе јединице, где је неприхватљива једна тачка неуспеха.

2. Постављање Компактна и лага упаковања

Пошто су крути и флексибилни делови беспрекорно интегрисани, ригидно-флексибилни ПП драматично смањити укупну дебљину и тежину уређаја. То је од суштинског значаја за паметне сатове, бежичне слушалице и компактне медицинске мониторе.

• Интегрисане кола и мање каблова омогућити иновативне, миниатюризоване паковање које може да одговара органским облицима.
• Смањење телесне тежине: Флекс области обично додају само 10–15%од комбиноване величине и тежине у поређењу са одвојеним чврстим ПЦБ-овима са кабловима.
• Уштеда простора: Решења за ригид-флекс често смањују запремину кола за 30–60%, и омогућавају праве 3Д архитектуре паковања (свргнуте, постављене или закривљене збирке).

3. Уколико је потребно. Побољшана електрична ефикасност

Сигнали за брзе стазе и РФ трагови изузети су и контролисана диелектрична својства и заштиту од земље, док флексибилни региони управљају међусобношћу у уским просторима.

• Контролисана импеданца: Одлично за високофреквентне кола (Блуетоотх, Ви-Фи, медицинска телеметрија).
• Побољшано ЕМИ/РФ штитње: Склајено спајање и изолација од земље омогућавају бољу усаглашеност са ЕМЦ стандардима.
• Integritet signala: Микровије и ХДИ рутирање осигурају да су трасе сигнала кратке, директне и оптимизоване за ниску буку.

Табела: Кључне способности које су откључане од стране чврсто-флексибилних ПЦБ-ова

4. Уколико је потребно. Рационализована монтажа ПЦБ-а и смањена трошкови (дуготрајно)

Иако су почетне трошкове за круто-флексивне ПЦБ веће од једноставних ПЦФ или само круто-флексивних, дугорочна уштеда је значајна:

• Опроштено монтирање: Једина, интегрисана плоча значи мање делова, корака и потенцијалних грешака.
• Брже аутоматско монтаже: СМТ и ТХТ линије раде глатко са мање одвојених ПЦБ-а и конектора за усклађивање.
• Цоун-ефективни у односу на запремину: Смањење трошкова за поправку, повраћање или поновно састављање после продаје користи се за уређаје који трају неколико година.

5. Појам Издржавање сурових окружења

Ригидно-флексибилни ПП су идеални за употребу у непријатељским медицинским или спољним окружењима:

• Толеранција на високе температуре: Полиимид флекс и високо-Тг круте секције издржавају до 200°C (кратотрајно), подржава стерилизацију или распоређивање на отвореном.
• Отпорна на корозију, хемикалије и ултравиолетове: Од суштинског значаја за уређаје који су у контакту са знојем, растворима за чишћење или сунчевом светлошћу.
• Заштита од влаге: Unapređeno sa конформни премаз за ПХБ и парилен/силиконски инкапсулација у флек зоне.

6. Уколико је потребно. Слобода пројекта за проналазне примене

Скриће за чврсте флексе дозволите нову геометрију:

• Камери за носивање пЦБ се може навијати око батерија и сензора
• Невролошког мониторинга прстена пЦБ следи контуре главе без изложеног жица
• Медицински пластири за бебе танки, преклопљив, али чврстомогућава континуирано праћење без узроковања оштећења коже

Зашто је ригид-флексибилност значајна за будућност

Фузија крутост и флексибилност у једном ПЦБ-у отвара нови свет носивих могућности, пружајући дизајнерима снажно платно за паметна, повезана медицинска технологија, следеће генерације фитнес тракера, АР/ВР носиви , и даље.

5. Појам Кључни изазови у дизајну у монтажу носивих ПЦБ-а

Предности иновација и минијатуризације плећани ПЦБ монтаж су огромне, али ипак носе јединствен и сложен дизајн изазове који инжењери морају да се баве да би се осигурала поузданост, трајност и оптимално корисничко искуство. Ови изазови директно произилазе из захтева флексибилни штампани кола и строг-флексибилни ПЦБ у овом случају, уколико се не буде користило више од једног уређаја, то ће бити тешко да се оствари.

Минијуризација и интерконнекције високе густине (ХДИ)

Минијатуризација је у самом срцу дизајнирања кола за носиве уређаје. Уређаји као што су паметни сатови и здравствени пластири захтевају ПЦБ са тањом од неколико десетих милиметара, са све већим бројем функција у сваком квадратном милиметру.

• Технологија ХДИ: Користи микровије (мале од 0,1 мм), ултрафине траге (≤0,05 мм) и конструкције слојева које се спајају како би се омогућило високо густо рутирање.
• Величина компоненте:  0201 СМТ компоненте обично се користе у sklapanje fleksibilnih PCB ploča за носиве уређаје, стављајући огроман притисак на тачност избора и постављања (<0,01 мм) и прецизност лемљења.
• Ограничења размака: Интегритет сигнала, рутинговање енергије и топлотно управљање морају бити одржани у отпечатку који може бити 15×15 мм или мање.

Таблица: ХДИ и минијатуризација у монтажу носивих ПЦБ

Флексибилност: Напређење материјала, радијус огибања и ограничења постављања

У уређајима који се носе, потребни су делови плоче који се крећу у складу са покретом - потенцијално хиљаде пута дневно. Дизајн за флексибилност значи разумевање концентрације стреса, осигурање минимални радијум нагиба (≥10 × укупна дебљина), и оптимизацију слојева слојева како би издржали понављану деформацију без губитка перформанси.

• Флексибилни полиамидни ПЦБ слојеви су изабрани због њихове отпорности на умору, али неправилно распоређивање или скупљање и даље може изазвати пукотине или делиминацију.
• Упутства за постављање:  
  • Тешке или високе компоненте морају бити смештене на крутим или ниским зонама стреса.
  • Следе треба да буду промјењене дуж неутралне оси завоја и избегавају се кроз кластере или оштре углове.
• Најбоље праксе рутинга:  
  • Користите искривљене траге, а не оштре угле.
  • Уколико је могуће, одржавајте шире размаке између трагова.
  • Избегавајте пролазнице у областима које се често савладавају.

Енергетска ефикасност и ограничења батерије

Већина носивих уређаја се покреће батеријом и морају да раде неколико дана или недеља једном пуњењем. Управљање енергијом флексибилни плочи за штампане кола је равнотежа између простора, отпорности на трагове, топлотних ефеката и укупне ефикасности система.

• Микроконтролери ниске снаге, Блуетоут модули и ИЦ за управљање енергијом су стандардни.
• Dostavljanje snage:  
  • Користите широке трагове снаге и чврсте површине за најнижи могући отпор.
  • Предупредно постављање одвајача како би се ограничили пад напона и спречили осцилације.
  • Стацкап-ап и рутирање треба да минимизирају ИР губитак и крос-тоцк при високој густини.

Отпорност на влагу и чврстоћа у окружењу

Носиви су изложени зноју, масноћи коже и елементима, подижући лиму на конформни премаз за ПХБ , инкапсулација и чистоћа састава.

• Типови конформних премаза:  
  • Парилен: Тнак, без дупка; одличан за медицинске и високо поуздане апликације.
  • Акрилни, силиконски: Економније, добро влажно и хемијски отпорно.
• Селективно премазивање: Употребљавана само када је потребно да се уштеди тежина, трошкови и време производње.
• Испитивање чврстоће:  
  • Уређаји морају проћи тестове високе влаге, корозије и прскања воде који симулишу месечне континуиране ношење.

Стабилност РФ/ЕМИ

Напредно ПЦБ монтажа за носиве уређаје често укључује бежичне радио уређаје (Блуетоотх, НФЦ, Ви-Фи, Зигби). За осигурање чисте преносе сигнала потребна је пажња на рф дизајн и ЕМИ штит у изузетно компактним просторима:

• Контрола импеданце:  
  • 50 Ω трага, преко ограде, константно балансирање бакра.
  • Употреба контролисаног рачунара импеданце за критичне антене и РФ траге.
• РФ/цифрова изолација: Поставити РФ модуле и дигиталну логику у посебне зоне на плочи, додати локалне наземне штитове и користити изолационе празнине.

Сравњење крутог ФР-4 и флексибилног полиимида (ФПЦ)

Савршене контролне листе за успех у монтажу носивих ПЦБ

• Дизајн ХДИ са микровијама и финим траговима
• Утврдити радијус савијања ≥10× дебљину спаја
• Држите осетљиве/веће делове изван флексибилних зона
• Траге руте дуж неутралне оси и избегавајте концентраторе стреса
• План за влагу/заштиту животне средине
• Проектирање за РФ и ЕМИ/ЕСД поузданост од самог почетка

Успешно превазилажење ових изазова је од суштинског значаја за испоруку трајних, минијутризованих и поузданих пКД за носиву електронику производима. Сваки избор, од наклањања и материјала до СМТ метода монтаже и заштите животне средине, утиче на реалну чврстоћу и задовољство потрошача.

6. Уколико је потребно. Материјали и дизајн за складиштење флексибилних и ригид-флексибилних ПЦБ-а

Модерно плећани ПЦБ монтаж у великој мери се ослања на науку о материјалима и прецизно инжењерство за спајање. Избор флексибилни ПЦБ материјали , бакарне тежине, лепила, покривање и више директно утиче на перформансе, поузданост и производњу оба флексибилни плочи за штампане кола (ФПЦ) и ригидно-флексибилни ПП - Да ли је то истина? Избор одговарајућих материјала и распоред поставке осигурава да ваш носиви уређај испоручује величину, тежину, флексибилност и трајање живота, чак и под константним физичким стресом.

Основни материјали за флексибилне и ригид-флексибилне ПЦБ

Филм од полиимида (PI)

• Златни стандардни субстрат за флексибилне и ригид-флексибилне ПЦБ.
• Обезбеђује одличну механичку флексибилност, високу отпорност на топлоту (до 250°C) и одличну хемијску стабилност.
• Тене гајбе, обично 1250 мкм , задовољавају и ултра-тене тешке пластире и јаче флексивне секције.

Бакарну фолију

• Сигнал и напон слоја: Обично доступна у 1270 мкм debljina.
  • 1218 μm: Омогућава ултра-тјене савијања, која се користе у областима са високом густином флексибилности.
  • 3570 мкм: Подржава веће струје за снагу или наземне авионе.
• Ваљану медну режу је пожељан за динамичко савијање због своје супериорне отпорности на умору, док електрично депониране бакра понекад се користи за мање захтевне, углавном статичке апликације.

Сливни системи

• Уједини слојеве (ПИ и бакар, покривање и бакар итд.).
• Акрилни и епоксидни лепила су популарни, али за високо поуздане/медицинске ФПЦ, процеси без лепила (директно ламинирање бакра на ПИ) смањује ризик од неуспеха и побољшава топлотну издржљивост.

Покривац/покривац филм

• Филмови за покривање на бази полимида од 1225 мкм дебљине делују као заштитни и изолациони слојеви преко кола, посебно критични у носивим материјалима изложеним зноју или механичком стресу.
• Заштићује кола од абразије, влаге и хемијског уласка, док задржава флексибилност.

Материјали за круте секције (струте-флексибилни)

• FR-4 (пластерово/епоксично): Стандард за круте делове, који нуде стабилност компоненти, чврстоћу и трошковну ефикасност.
• У медицинским или војним носивим материјалима, специјализовани FR-4 са високим Тг или без халогена побољшавају перформансе и у складу.

Пример за спајање: ФПЦ који се носи против ригид-флексибилних ПЦБ-а

Једноставни носиви ФПЦ (2-слој)

ПЦБ са чврстим флексибилом (за паметне сатове)

Флексибилна ПЦБ-а за носиве уређаје: Дизајнски увид

• Баланс бакра: Држење горње и доњег бакарних тегова близу минимизира искривљење и кривину након етирања.
• Stupnjeviti mikrozaklopni spojevi: Расподаје механички стрес, продужава живот вишецикличних носивих флекс зона.
• Технике везивања:  
  • Преносна ламинација од ПИ бакра без лепила за поузданост у биосензорима за имплантацију или за једнократну употребу, смањујући ризик од деламинације.
  • Акрилни лепила за уобичајене потрошачке носиве производе, балансирање трошкова и флексибилности.

Опције за завршну површину за носиве уређаје

Термичка и хемијска издржљивост

• Полимидне флексног кола издржати температуре врхунског повратног тока (220240°C) током монтаже.
• Уношење мора бити отпорно пот (сол), уља за кожу, детергента, и УВа због чега су полиимид и парилен омиљени у индустрији.
• Студије старења открити да правилно произведене ФПК одржавање електричног и механичког интегритета за 5+ година дневне активне употребе (10.000+ флек цикла) када је заштићена одговарајућим покривањем или премазом.

Ključne razmatranja i najbolje prakse

• Оптимизирајте стек-ап за флексибилност: Број слојева и дебљина лепка треба одржавати на минималном нивоу који је потребан за поузданост и капацитет сигнала.
• Одржите минимални радијус огибања (≥10 × дебљина): Критично за спречавање кршења, замор у зглобовима или деламинацију у свакодневној употреби.
• Користите висококвалитетни бакар РА и ПИ филм: Посебно за динамичне завоје (рукавице, фитнес тракери).
• Укажите резве покривености: Само излагајте подлоге, смањујући ризике од уласка у животну средину.

Проверка за носиве ПЦБ материјале:

• Полимидни филм (без лепила, ако је могуће)
• За превртење
• FR-4 за круте просекције (само круте-флексе)
• Акрилни или епоксидни лепила (зависи од класе уређаја)
• Оврло ENIG или OSP површине
• Парилен/ПИ покривач за заштиту

Избор и конфигурирање правог флексибилни ПЦБ материјали и спајање није само инжењерски детаљ, то је одлучујући фактор у удобности, чврстоћи и у складу са регулативама вашег производа. Размишљано материјала и стекла-up избора су основна за сваки успешан ПЦБ за носиве уређаје пројекат.

7. Најбоље праксе постављања компоненти и рутинга сигнала

Ефикасан postavljanje komponenti и паметна усмеравање сигнала су темељ успеха било које плећани ПЦБ монтаж посебно када се ради о флексибилним ПЦБ-има или дизајнима ПЦБ-а са тврдим флексибилом. Неправилно поступање у овој фази може довести до пукотина споја, радио-фреквенционих интерференција, раних механичких грешака или распореда који је тако тешко саставити да се износи и поузданост смањују. Да разложимо најбоље праксе у индустрији, засноване на оба флексибилна штампана плочица теорија и хиљаде "урок научен" у носивој електроници.

Постављање компоненти: Принципи за поузданост и трајност

1. Постављање Структурне зоне: држите тешке делове подаље од флексибилних подручја

• Строви зони за стабилност: Поставите тешке, високе или осетљиве компоненте (као што су микроконтролери, сензори, Блуетоут/Ви-Фи модули и батерије) на круте површине ПЦБ-а. То смањује оптерећење спојаних зглобова и смањује ризик од пуцања током савијања и износњавања.
• Флексне зоне само за рутинговање: Користите флексне регије првенствено за сигнално и енергетско рутинговање. Ако морате поставити лаке пасивне компоненте (резисторе, кондензаторе) или конекторе у флекс зоне, уверите се да су исправљени дуж неутрална оска (средња линија кроз коју је оптерећење на савијеној делови минимално).

2. Уколико је потребно. Размислите о освијети сагитања и неутралној освијети

• Постављање компоненте на завијања: Избегавајте монтажу било каквих СМТ уређаја директно на оси нагиба (линија око које се кола савија). Чак и наизглед мало постављање изван осе може удвостручити циклусе преживљавања у тестирању понављања.
• Таблица: Упутства за постављање компоненти

3. Уколико је потребно. Виаси и Падс

• Држите виасе далеко од зоне флексивне високог стреса: Виаси, посебно микровиаси, могу да делују као иницирачи пукотина под понављаним савијањем. Постави их у подручја са малим притиском и никада на оси савијања.
• Користите подложке у облику капи за суза: Слзење смањује концентрацију стреса где се трагови повезују са подлогама или жицама, што минимизира ризик од пуцања током савијања.

Рутирање сигнала: обезбеђивање интегритета, флексибилности и радио-фреквенцијских перформанси

1. у вези са Круте траге и глатки прелази

• Нема оштрих углова: Увек рутирајте трагове са нежним кривинама, а не у угловима од 45° или 90°. Оштри углови стварају стрес-ризеер, што чини трагове склоним крвавинама након понављања нагибања.
• Ширина трага и размацање:  
  • ширина трага ≤ 0,1 mm за носиве уређаје са високом густином, али шире ако простор то дозвољава (минимизује отпор и побољшава поузданост).
  • Одржавати jednoliko razmakivanje за стабилност ЕМИ-а.

2. Уколико је потребно. Контролисани радијум нагиба

• Најбоља пракса радијуса савијања: Сет минимални радиус савијања на најмање 10× укупну дебљину за све динамичке зоне флексибилности, смањујући шансе за пукотине или деламинирање бакра (нпр. за ФПЦ од 0,2 мм, држите кривине радијуса ≥2 мм).
• Ако су потребне чврстије завоје: Тонко бакар и танки ПИ филм се могу користити, али је тестирање циклуса обавезно да би се дизајн валидовао у реалним условима.

3. Уколико је потребно. Складно складиштење у флексибилним и крутим зонама

• Стрели су у стагнацији: Стагер трагови и виаси између слојева у вишеслојном флексу, спречавајући стресна акумулација на једном месту.
• Одвојеност сигнала/енергије: Дигитални, аналогни и РФ сигнали се прелазе на одвојене слојеве/зоне.
  • Група снаге и земљишта враћа заједно за мању ЕМИ и буку.
  • Користите штитне траге или плокове за антене и радио-функционалне линије.

4. Уколико је потребно. Сврста сензора и брза рутинга

• Директна веза: Постави сензоре (ЕКГ електроде, акцелерометре, фотодиоде) близу аналогних предних крајева, минимизирајући буку и одржавајући интегритет сигнала, посебно на аналогним траговима високе импеданце.
• Микростипе и копланарне геометрије таласног вођа: Користи се за РФ траге, одржавајући 50 Ом импеданс. Употребити контролисане импедансне калкулаторе када рутирате за Блуетоут или Ви-Фи модуле.

5. Појам Заштита, РФ и заземљавање

• Земља у близини антена: Обезбедите барем 510 мм раскида око антена, са обилним путевима повратка на земљу и преко ограде за побољшано штитње.
• Изолиране дигиталне и РФ секције: Користите површине и одсеке плоча да бисте смањили ЕМИ спој.

Česte greške i kako ih izbeći

• Капа: Рутирање критичне часовничке линије преко флексне зоне са више изоба.
  • Решење: Упутство за брзе/РФ траге у правним путевима са контролисаном импеданцом, што је могуће ближе чврстом осцилатору.
• Капа: Постављање тестових тачака/путева у областима са високом флексибилношћу.
  • Решење: Користите конзоне или локализујте тестове у крутим, доступним подручјима.

Брзи савети

• Поставите све ИЦ и тешке уређаје на круте секције.
• Поставите пасивне компоненте на неутралну оску, далеко од савијања.
• Користите искривљене траге и тетраже за сузе.
• Уколико је могуће, одржавати широку ширину трага и раздвајање.
• Штит и одвојене РФ, дигиталне и аналогне домене.
• Избегавајте пролазнице и тачке за испитивање на било ком делу ФПЦ-а који ће се редовно савијати.
• Потврдити распоред са алатима за ДФМ како би се предвидели проблеми у производњи.

Пажљиво продужена postavljanje komponenti и усмеравање сигнала су од суштинског значаја за постизање функционалне дуговечности и у складу са регулаторним прописима у свим земљама. ПЦБ за носиве уређаје - Да ли је то истина? Уколико сте у сумњи, проверите са флексибилним циклом тестових станица и пре-продукционим монтажним пробимаваша гаранција статистика ће вам захвалити!

8. Уколико је потребно Технике монтаже ПЦБ-а: СМТ, лемљење и инспекција

Појава плећани ПЦБ монтаж и ултратънке уређаје је померао границе не само у дизајну, већ и у производњи. Било да се граде флексибилни ПЦБ, ФПЦ или ригид-флексибилни ПЦБ дизајне, технике монтаже морају осигурати поузданост, тачност и минимални стрес на компоненте током и након процеса. Да истражимо најсавременије стратегије које омогућавају производњу високог приноса модерних пКД за носиву електронику решења.

СМТ монтажа за флексибилне ПЦБ и носиве уређаје

Технологија површинског монтажа (СМТ) је подразумевани избор за ФПЦ монтажа у носивим уређајима, али процес мора да се прилагоди јединственим својствима флексибилни плочи за штампане кола .

Кључне адаптације за флексивне и ригид-флексивне ПЦБ:

• Употреба чврстих носачких палета или џигова:  
  • FPC, будући да је танак и савијајући, захтева подршку током узимања и постављања и повратака. Тврди носачи спречавају искривљавање и искривљавање.
• Запне за вакуум или привремене затежне уређаје:  
  • Привремено причвршћено за флексибилно коло како би се створила равна, стабилна основа за СМТ, а затим уклоњено након монтаже.
• Прецизни фидуциални маркери и рупе за оруђање:  
  • Од суштинског значаја за прецизно регистровање током аутоматизованог постављања (толеранција < 0,01 mm за 0201 компоненте).

СМТ Поставка компоненте:

• 0201 & Микро-БГА: Веребли често користе неке од најмањих СМД компоненти на свету како би уштедели простор и тежину.
• Калибрација за избора и постављање: Потребне су високопрецизне машине; за исправно оријентисање и позиционирање обавезно је визуелно или ласерско вођење.
• Брзина против флексибилности: Брзина постављања може бити спорија од чврсте плоче због потребе за пажљивим руковањем и избегавањем флексибилности плоче током постављања.

Технике лемљења и профили повратног пролаза за флексибилне ПЦБ

Комбинација танких слојева полиимида, ваљантираног бакра и лепила ствара ФПЦ монтажа јединствено осетљиви на температуру и механичке напоре.

Препоручени профил повратног протока за полиимидне флексибилне ПЦБ-е

• "Стицање" је процес који се врши на ниском нивоу. Користи се за заштиту лепих слојева и спречавање деламинације у осетљивим дизајнима или где су присутне компоненте осетљиве на температуру.
• Завршни ток азота: Инертна азотна средина спречава оксидацију током лемљења, што је критично за ултрафине подлоге и побољшање квалитета зглобова.

Напређени процеси и алати

Недопуњење и појачање

• Недопуњење: Наноси се испод великих или осетљивих компоненти у флексибилним областима како би се апсорбовали механички напори.
• Ојачање ивице: Локални затегливачи или густи покривач пружају отпорност на пробој или подршку за зоне за повезивање.

Проводилац лепила

• Користи се за температурно осетљиве или органске супстрате где традиционално лемљење може оштетити плочу.
• Дајте ниже зглобове који одржавају флексибилност.

Инспекција и испитивање

Откривање дефеката је изазовније на флексибилним ПЦБ-има, па су напредне технике инспекције од кључне важности.

Automatizovana optička inspekcija (AOI)

• АОИ за високу величину: Открива спојне мостове, камене, погрешне поделе на компонентама у микро-скали.
• Рентгенска инспекција: Од суштинског значаја за БГА, микро-БГА и фино-печ скривене зглобовенепрецењиво за ХДИ носиве ПЦБ сглобове.
• Испитивање летећих сонда: Користи се за откривање отворених/кратких стаза када су ИКТ уређаји непрактични за многомешане, малообјамљене стазе.

Флексибилни циклус и тестирање околине

• Динамичке реге за савијање: Подвргнути састављене плоче хиљадама флексивних циклуса како би се осигурала издржљивост зглобова и трага.
• Испитивање влаге и солине магле: Оцјењује конформну покривеност за ПХБ-е, осигуравајући отпорност у окружењу бољем од зноја или влажности.

Студија случаја: СМТ састав за носиви фитнес трацкер

Један велики произвођач носивих уређаја је усвојио следеће кораке за свој ултратанки фитнес трацкер:

• Монтирани ФПЦ на носиоце од нерђајућег челика за одржавање плоскости.
• Коришћени AOI и рентгенска инспекција након сваке фазе SMT.
• Употребљен је врхунски рефлоу температуре од 225°C и време изнад ликидуса од 60 сек , оптимизована да би се избегло спаљивање лепила.
• Извршено је 10.000 флексибилних циклуса за симулацију 2 године дневног савијања; нема пуцања лемпи у производњи у лотама у којима је примењена недоволна попуња.

Брза СМТ и контролна листа за лемљење за флексивне/ригид-флексивне носиве ПЦБ

• Увек користите крути или вакуумски носилац.
• Калибрирајте пицк-ан-помес за флексибилни трчање.
• Следите препоручене произвођачеве рампе, пропирање и пик температуре.
• Изаберите лемљење ниске температуре на осетљивим стапалима.
• Проверите валидацију свих зглобова АОИ и рентгенским зрацима, посебно за микро-БГА.
• Размислите о недовољном попуњавању или оштришавању у зонама са високим стресом.
• Симулирати савијање/испитивање животног циклуса пре масовне производње.

9. Заштита од влаге, удара и корозије

У захтевном окружењу носивих уређаја, јака стратегије заштите су једнако важне као и паметни дизајн и прецизна монтажа. Пот, киша, влага, телесна масти и свакодневна кретање подлежу свакој ПЦБ за носиве уређаје корозивном, флексуралном и ударном стресу. Без одговарајуће заштите, чак и најнапреднији флексибилни штампани кола или кружњак може да претрпи деградацију перформанси, кратке колаче или чак катастрофални неуспех за неколико месеци. Хајде да се уронимо у доказане начине за штит sklapanje fleksibilnih PCB ploča за дугу и поуздану трајање живота у стварном свету.

Зашто је важно заштитити од влаге и корозије

ПКД за носиву електронику укупности су редовно изложени зноју (који садржи соли, киселине и органске молекуле), влажности околине и контакту са кожом. Кључни начини неуспеха укључују:

• Upijanje vlage: Смањује отпор изолације, изазива пропусте и електричне шорт-судове.
• Korozija: Изједе трагове бакра и спојаних зглобова, посебно у присуству зноја богатог хлорима.
• Деламинирање: Опуцање или хидролиза слојева лепила, што доводи до одвајања и механичке неисправности.
• Механички напон: Поновно савладавање може довести до микро пукотина у изложеном трагу и спојама за лемљење, које се додатно убрзавају уносом влаге.

Конформантно премазивање за ПЦБ: врсте и избор

Конформне прекоатке су танки заштитни филмови наведени на монтиране ПЦБ-е. Њихова главна улога је да искључе влагу и корозивне агенсе, изолирају од лука или шортова, а понекад пружају баријеру против абразије или физичког удара.

Уобичајене врсте премаза:

Селективно премазивање и инкапсулирање

• Селективна примена: Само подручја која су изложени потењу или ризицима за животну средину се покривају, остављајући топлотно осетљиве или тестове неперане за производњу и дијагностику.
• У кувши/у капсули: У неким издржљивим уређајима, критичне зоне плоча или компоненте су директно у садници са силиконским или епоксидним инкапсулантима, пружајући механичке ударе и баријере за влагу.

Стратегије за влажно и корозионски отпорне стапе

• Запечаћене ивице: Филми за покривање треба да чврсто оптерећују кола, са минималним изложењем бакра на ивицама. Када је потребно, користи се затварање ивица смолом или конформним премазом.
• Неизложена пролаза: Сви пролази у флексним областима треба да буду заплетени или напуњени како би се спречио директен улазак зноја.
• Избор завршног деловања површине: ENIG и OSP завршетак повећавају отпорност на корозију; избегавајте HASL у носивим сегментима због неједнакости примене и веће подложности за поткосирање.

Побољшање трајности од удара, вибрација и механичких оштећења

• Оштрилачи: Наноси се око површина конектора који апсорбују снагу за улазак, или где ФПЦ среће тврду пластику.
• Недопуњење: Убризгнута испод великих компоненти премости јаз механичке усаглашености, смањујући ризик од пуцања споја за лемљење при понављању савијања.
• Са више од 50 мм Повећава локалну отпорност на пробој и абразију, посебно важно за танке уређаје који долазе у контакт са кожом.

Протоколи за тестирање чврстоће

• Плећани ПЦБ се подвргну:  
  • Испитивање флекси-цикла: Хиљаде до десетина хиљада флексија.
  • Испитивање влаге и солине магле: Изложеност ~ 85% RH, > 40°C, током дана до недеља.
  • Испитивање пада/удар: Симулације пада или изненадних удара.

десет. Управљање енергијом и оптимизација РФ

Енергетска ефикасност и снажна бежична перформанса су суштински стубови успешног плећани ПЦБ монтаж - Да ли је то истина? Мало трајање батерије или ненадежљива повезивост су честа извора жалби потрошача и неуспелих лансирања производа, чинећи управљање енергијом и ОФ (радио фреквенција) оптимизацију централним за вашу стратегију дизајна. Хајде да истражимо како је десно флексибилни штампани кола и строг-флексибилни ПЦБ распоред, спајање и избор компоненти обезбеђују енергетску ефикасност, високу перформансу и отпорност на интерференције пКД за носиву електронику .

Савете за управљање енергијом за носиве уређаје

1. у вези са Шире траге снаге и чврсте површине земље

• Стручњаци против трага: Минимизирајте падање напона и губитке отпора коришћењем најшире дозвољене снаге и трагова земљеидеално ≥0,2 мм широка кад год је то могуће на ФПЦ-у. Тонки бакар или уски трагови брзо смањују ефикасност нисконапонских литијумских батеријских система.
• Тврде плочице: У вишеслојним флексивним и ригид-флексивним дизајнима, пут земље и снаге као континуиране плочице. Овај приступ смањује подложност ЕМЦ/ЕСД и смањује ИР губитке, што је од кључне важности у уређајима који се често буде и комуницирају бежично.

2. Уколико је потребно. Одвођење и интегритет енергије

• Пажљиво постављање одвођења: Поставите кондензаторе што ближе пину за напајање/земе и ЛДО-овима/Бак регулаторима.
• Кратке, широке везе: Користите најкраће могуће трагове између кондензатора и ИЦ плоча да бисте потиснули буку и таласи.

3. Уколико је потребно. Регулатори са ниским излазом и прекидачима

• Уколико је потребно, додајте: Аналогне/РФ секције обично користе ЛДО-е за ниску буку, ако на рачун неке ефикасности.
• Регулатори за прелазак за ефикасност: Цифране и сензорске платформе фаворизују прекидаче за високу ефикасност на трошков сложенијег распореда (шума више фреквенције преласка; потребно пажљиво планирање и штитње ПЦБ-а).

4. Уколико је потребно. Сегментиране електричне шине

• Премијените домене снаге: Користите прекидаче за оптерећење или МОСФЕТ-е да бисте одсекли струју од секција (нпр. сензори, Блуетоут, дисплеји) када се не ради, спречавајући пролаз струје у режиму спавања.
• Батеријски мерилачи: Постављање мерника батерије на главном улазу ФПЦ-а поједноставља мерење СОЦ-а на нивоу система и омогућава паметне протоколе за пуњење.

Оптимизација РФ-а за монтажу носивих ПЦБ-а

Улазни уређаји живе и умиру због своје способности да комуницирају поуздано. Било да је то Блуетоут за слушалице, Ви-Фи за мониторе пацијената, или НФЦ за бесконтактно плаћање, РФ дизајн у флексибилни штампани кола скупштине морају да се боре против безбројних главобоља интеграције.

1. у вези са Контролисана импеданца и трага дизајн

• Усаглашавање импеданце: Одржавати 50 Ω карактеристичне импеданце на РФ траговима, користећи микроположеве или копланарне структуре таласног вођа, како су предложили произвођачи чипова.
  • Поредоставити ширину трага, размакавање на земљу, и ПЦБ спаливање у складу са калкулатор импеданце .
• Кратки, директни радио-функционални промјези: Држите линије за додавање антене што су краће и директније могуће како бисте смањили губитак и искривљење сигнала.

2. Уколико је потребно. Пропуштање и постављање антене

• Обезбеђење је кључ: Дајте најмање 510 мм раскида око антена, без бакра, земље и великих компоненти.
  • За мале ФПЦ-е, користите штампане антене на области флексаове флексе са уређајем и захтевају снажно подешавање / одговарање.
• Нема метала изнад/доле: Избегавајте пакове батерија, штитове или екране директно изнад антена или предњих крајева РФ-а; они могу детонацију антене и ублажити зрачуну снагу.

3. Уколико је потребно. Заштита, заземљавање и изолација

• РФ Земљни штитови: Створите површине и ограде око граница раздвајања радио- / дигиталног.
  • Употребити преко ограде (редовица пролаза на 0,51,0 мм пролаза) да би се изоловале РФ зоне.
• Цифрова/РФ изолација: Сложите дигитални сат, линије података и прелазнице далеко од осетљивих радио-функционалних секција. Уколико је потребно, користите изрезање или изолационе реме у земљишним равнима.

Касе студија: Блуетоут модул у фитнес тракеру

Изгледни тим за дизајн фитнес тракера користио је шест слојева ФПЦ-а са посвећеним горњим и доњем површином. Блуетоот антена је била одржавана на крајњем врху флексног региона појаса, дајући јој 15 мм слободног бакра, без компоненти. Проектанти су користили контролисани калкулатор импеданце како би се осигурало да је трага за исхрану прецизно усавршена са 50 Ω.

11. Упутства за дизајн за производњу (ДФМ)

Прелазак на бриљантан плећани ПЦБ монтаж концепт у реалност великог броја значи дизајнирање за више од само функционалности производња је одлучујући фактор. Заборави ДФМ за флексибилне ПЦБ или чврсто-флексибилне структуре могу довести до одбацивања производње, губитка приноса, повећаних трошкова или чак кашњења лансирања. За носиве уређаје, са њиховим малим, неправилним факторима облика и захтевима за поузданост, сваки детаљ у вашем ДФМ приступу чини разлику.

Основне смернице за ДФМ за флексибилне и тврдо-флексибилне ПЦБ-е

Држите радијус окрива довољно велики

• Радијус окривљења ≥10 × Дебљина Правило: За било коју динамичку зону флекса (регијуму која ће се савијати током употребе), минимални унутрашњи радијус савијања треба да буде 10 пута укупна дебљина флексибилне стеакапу .
  • Пример : ФПЦ дебљине 0,2 мм никада не би требало да се савија чврсто више од радијуса од 2 мм током нормалног рада.
• Потеже криве могу се користити за статичке примене, али увек захтевају тестирање пред производња цикла за квалификацију.

Избегавајте компоненте и препреке у флексибилним/кривљивим подручјима

• Не постоје компоненте/прозорци у близини ивица или савијаних сегмената:  
  • Уколико је потребно, за да се не би било оштећења, треба да се примењује и заштите.
  • Правило: Држите буфер од најмање 1 мм између најближе компоненте/пролаза и почетка динамичког завоја.
• Само са палицама или пуним виасами: Пречекање пролаза струје или касније улазак влаге/корозије.

Укључите поверенике, рупе за алате и карактеристике регистрације

• Фудуцијални маркери: Дају се јасне тачке за СМТ усклађивањекритичне за прецизну монтажу, посебно са 0201 деловима.
• Очи за алате: Олакшавање прецизног постављања на носаче за монтажу, од суштинског значаја за брзи аутоматски флексибилан монтаж.

Одржи симетрију бакра и наклањања

• Уравнотежена дистрибуција бакра: Обезбеђује једнака механичка својства и смањује ризик од деформације или кривине плоча након повратка или савијања.
• Сложите се симетрично: За цврсто-флексивне пројекте, огледала стека-у-доле када је могуће тако да плоча не куцка пост-производња или премазивања.

Користите одговарајуће оштришаваче и појачачаре

• Строви подручја захтевају појачање: Додајте оштривач (FR-4 или полиамидни комади) испод зона СМТ конектора, тестних плоча или компоненти које ће вероватно имати снаге уноса/изузимања.

Савети за дизајн за монтажу носивих ФПЦ-а

• Дизајн плочице: Употребити не-пољују маску дефинисану (НСМД) падице за побољшање квалитета споја за спој.
• Размак између компоненти: Уколико је потребно, може се користити и за претрагу и за претрагу.
• Очишћење од ивице: Најмање 0,5 мм од бакра до контура плоче како би се избегли кратки, деламинирање или лоше завршетак ивица.

Таблица са смерницама за рутинговање

Употреба алата за анализу ДФМ

Индустријски алати од водећих произвођача ПЦБ-а олакшавају прелаз од дизајна до производње. Користите бесплатне/онлајн ДФМ провернике да бисте означили ризике производње пре него што пустите Гербер-е вашем флексном добављачу.

• Улазак за ДФМ у JLCPCB: Веб базиран, подржава флексиван, ригид и ригид-флексиван дизајн.
• Аналзатори за ДФМ АЛЛПЦБ/ЕПЕК: Укључују флексибилне библиотеке за стековање дизајна, заједничка ИПЦ правила и могу симулирати кораке производње.
• Интерна проверка ДФМ: Многи алати за ЕДА подржавају флексно и ригидно флексно анализу ДФМ базиран на правилима активирају и прилагођавају што је раније могуће у распореду.

Проверна листа за преглед ДФМ

• Потврдите да сви планирани завои испуњавају минимални радијум.
• Нема компоненти или тестне плочице у областима са свијањем/уклоном.
• Складан балансиран и симетрично слојеван.
• Фудуцијали и рупе на алатима на сваком панелу.
• Затеживачи наведени под спојницима и локацијама велике снаге.
• Сви ДР-ови (правила пројектовања) су проверени од стране добављача пре масовне производње.

Пример: Избегавање скупих грешака

Водећи носиви стартап није успео да се рачуна за радијус савијања и путем постављања у њиховом првој генерацији фитнес пач, што је резултирало 32% стопа одбијања одбора због пуцања трага и отворених ваја у производњи број 1. Након редизајна са одговарајућим ДФМ-ом, додавањем буфера од 1 мм и повећањем минималног радијуса савијања на 8× дебљину, приносе су се повећали на 98,4% у следећој партији и гаранције су нестале.

12. Уобичајене грешке у ПЦБ монтажу и како их спречити

Упркос напретку у материјалима, монтажу и аутоматизацији дизајна, стварна перформанси плећани ПЦБ монтаж често је диктирана неколико рекурдивних и спречивих начина неуспеха. Разумевање коренских узрока и спровођење најбољих превентивних стратегија је од суштинског значаја да би се избегло скупо повлачење, повраћање или незадовољне купце. Овај дио детаљно описује најчешћи механизми неуспеха сусреће у флексибилни штампани кола и строг-флексибилни ПЦБ производњу, и оцртава доказана, примењива решења.

Пољуљање и умор

Шта се поправило: Пошто флексибилне плоче штампаних кола понављају понављање савијања, понекад хиљаде флексибилних циклуса у свакодневном употреби, стрес се акумулише на спојивачким зглобовима за СМБ, посебно на оси савијања или у областима са високим диференцијалима на На крају се у лемљиви могу формирати мале пукотине, што доводи до отпорних веза или катастрофалних отвара.

Зашто се то дешава:

• Постављање компоненти на или у близини динамичких области са кривином.
• Употреба крхких лемних легура или неискоришћавање подпуњавања где је потребно.
• Превише температурне изложености током монтаже/преработке (што доводи до микроструктурног раста зрна или повећања стреса).
• Лоша флексибилност/ригидност зглоба, концентришући стрес на једној ивици.

Како спречити:

• Увек ставите велике или круте компоненте далеко од оскице савијања у идеалном случају, у крутим зонама.
• Нанесите подпуњење под БГА, КФН или великим компонентама у флексибилним областима како би се распршио и апсорбовао механички напор.
• Користите флексибилне лембене легуре (нпр. оне са већим садржајем сребра за дугалност).
• Симулирати нагиб током фазе прототипирања (испитивање флекси-цикла до > 10 000 циклуса).
• Дизајн нежних прелаза слојева (не постоје наглости између крутих/сложених зона).

Деламинирање и одвајање лепила

Шта се поправило: Склаји ФПЦ или круте флексивне плоче се одвоје или дуж интерфејса бакар-полимид, унутар слоја лепила или под покривањем у окружењима са високом влажношћу. Деламинирање је често катастрофално, што доводи до непосредног прекида кола.

Главни узроци:

• Увлачење које је заробљено током монтаже (не препекање флекс плоча).
• Превише висока температура повратног пролаза деградира лепила.
• Слаба адхезија бакра на ПИ због контаминације или погрешног секвенца спајања.
• Напреза на слојеве због неправилног причвршћивања за чврстило.

Како спречити:

• Увек препекајте флексибилне ПЦБ панеле (125 °C, 24 сата) пре монтажа СМТ-а како би се одбацила апсорбована влага.
• Користити ниско-температурне лемења и подешавање рефлоу профила да би се избегло распадле лепиле.
• Укажите висококвалитетне полиимидне и доказане системле за лепило.
• Пажљиво дизајнирање/примена затеживача наноси се са компатибилним филмовима, а не са чврстим лепима.

Таблица: Контролна листа за спречавање деламинације

Корозија и улазак влаге

Шта се поправило: Незаштићени трагови бакра, виаса или подлога се кородирају, посебно у уређајима подложним зноју, што доводи до зелених бакарних соли, високог отпора, отворених кола или дендритних шортова.

Основни узроци:

• Непотпуна или лоше примењена конформна премаза.
• Утврђивање на изложеном/непуњеном пролазу у флексним областима.
• Незапечени ивице или деламинирани покривач.
• Лош избор површинске завршнице на изложеним плочама (ХАСЛ уместо ENIG/OSP).

Како спречити:

• Изаберите чврсто конформно премазивање (парилен, акрил, силикон) за запечатање животне средине.
• Покривено/пуни све пролазе у флек зонама; избегавајте непотребне пролазе.
• Запчавање ивица и континуирано обложење покривача флексивних ПЦБ-а.
• Користите ENIG или OSP површинске завршетке доказано за отпорност на корозију у носивим уређајима.

РФ дрифт и безжични неуспјех

Шта се поправило: Уређај који ради у лабораторији губи опсег или пати од повремених Bluetooth/Wi-Fi перформанси у дивљини. Често, прерада или премазивање уређаја мења резонанцу антене или повећава губитак уноса.

Уобичајени узроци:

• Недовољан или неповторљив прозор антене.
• Земља заливање или штит постављен превише близу антене / трага након редизајна или као пластир.
• Неисправна стакла или неуређена импеданца на радио-функционалним линијама.
• Превише дебљи премаз или погрешна диелектрична константа нанесена на антене.

Како спречити:

• Уколико је потребно, за да се може користити антена, треба да се примењује један од ових параметара:
• Пажљиво контролисање импеданце: Увек користите калкулаторе за спајање и тестирајте монтиране импеданце у производњи.
• Ин-ситу антена: Коначно подешавање мора бити извршено након свих премаза и монтажа кућа.
• Уставити РФ тест као производњу ислазећи КЦ став , а не само контролна листа за фазу пројектовања.

Таблица за превенцију брзе референце

Флексибилно тестирање циклуса и трајања је обавезно

За сваки дизајн намењен за ношење или флекс употребу, узорци за предпроизводњу морају проћи убрзану флекси-цикл , каска, влажност и тест солне магле. Резултати ових испитивања треба да подстакују итеративно побољшање дизајна дуго пре масовне производње.

У резюме: Већина неуспеха у ФПЦ монтажа и струјења за чврсте флексивне ПЦБ проблем је у томе што се не примећују основне темеље: постављање, управљање влагом, премазивање и интегритета електричног дизајна. Ако проактивно инжењер за ове тачке, ви ll испоручити најбоље у класи пКД за носиву електронику који напредују у стварном свету, а не само у лабораторији.

13. Будући трендови у производњи флексивних и ригид-флексивних ПЦБ

Свет плећани ПЦБ монтаж и флексибилна електроника се развија у врхунској брзини. Како потрошачки и медицински уређаји настоје да добију све мање, паметније и трајније облике, следећи талас иновација у флексибилни штампани кола и строг-флексибилни ПЦБ дизајн и производња ће трансформисати не само носиве уређаје, већ и целу индустрију електронике. Погледајмо најзначајније појављају се трендови спремни да обликују будућност пКД за носиву електронику технологија.

1. у вези са Напређени материјали: изван полиимида

• Графен и наноматеријали: Увођење grafit и других 2Д материјала, очекује се да ће отворити нове границе за ултратене, високопроводљиве и веома флексибилне кола. Првичне студије показују већу флексибилност, повећани струјни капацитет и потенцијал за интегрисане биосензоре или апликације за истегли дисплеј (мислите на електронске пластире за кожу или меку роботику).
• Полимидски мешавини за истезање: Нове варијанте полиимида са уграђеним својствима истезања и повлачења омогућиће ПЦБ да издрже не само савијање, већ и истезање и вијањеодговарајућим медицинским носилима следеће генерације који се прилагођавају крећућим зглобовима или паметној спортској одећи.
• Биокомпатибилни и биодеградибилни субстрати: За импланте и еколошки прихватљиве производе за једнократну употребу, напредује истраживање материјала који се безбедно разлагају након употребе или дуго остају инертни у телу.

2. Уколико је потребно. Флексибилни ПЦБ 3Д штампања и брзе прототипирања

• 3Д штампани ПЦБ и интерконнекције: Комбинација аддитивног произвођања и функционалних мастила сада омогућава директно штампање читавих кругова, антена, па чак и хибрида чврстог и флексивног у једном процесу. То смањује време прототипа са недеља на сатима и ослобађа креативност у формирању органских или уграђених распореда.
• Персонализовани медицински уређаји: Клинике и истраживачке болнице ће ускоро брзо штампати прилагођене мониторе које пацијенти носе, који се тачно уклапају у анатомију или медицинске потребе, драматично смањујући трошкове и побољшавајући исходе пацијента.

3. Уколико је потребно. Раст високог густине и вишеслојне интеграције

• Повећани број слојева: Како паметни сатови и медицински уређаји захтевају више функција на истом (или мањем) простору, индустрија брзо напредује према 6 слојева, 8 слојева, па чак и 12 слојева флексибилног ПЦБ-а користећи ултратън мед (до ~ 9 мкм) и суперфине диелектрике.
• Ултра-фин пич и микровија технологија: Микровије мале као 0,05 мм и компонента заглавља испод 0,3 мм постају рутински, омогућавајући спајање све више сензора, меморије и управљања струјом ИЦ-а у милиметровим стапалима.
• Систем у пакету (СиП) и чип-на-флекс: Директно монтирање голих штампа (чип-он-флекс), мулти-чип модула и интегрисаних пасива на флексибилне супстрате смањиће величину и повећаће функцију у носивим уређајима.

4. Уколико је потребно. Интеграција са истеглим и текстилном електроном

• Уграђени текстилни: Електронике које се могу носити све су више преплете са одећом (паметне кошуље, чоколаде и пластиче), где се флексибилна кола или крутежно-флексибилне структуре могу инкапсулирати или зашивати директно у тканине за беспрекорно искуство корисника.
• Иновације у истеглих кола: Металне мреже, змијасти трагови и инжењерство субстрата чине заиста истеглих кола способних за 2050% продужење - стварност за фитнес и медицинске уређаје који морају да се савладају, окрећу и истежу са телом без губитка функције.

5. Појам Автоматизовани тест, инспекција и побољшање приноса на основу вештачке интелигенције

• Интеграција паметне фабрике: Производне линије за флексибилно састављање ПЦБ-а сада прихватају инспекцију засновану на АИ (АОИ, рентгенски зраци и тестирање летећих сонда) како би открили микро-дефекте, предвидели неуспехе и оптимизовали приносе.
• Пробање циклуса као стандард: Автоматизовани флексибилни циклус и еколошки тестови ће ускоро постати стандардни, осигурајући да свака сећања носивих електронских ПЦБ испуњавају функционалне услове животног векане као додатак, већ уграђени у процес.

6. Уколико је потребно. ИОТ и бесжична експанзија

• Безпрекорна повезивост: Са 5Г, УВБ и протокола ИОТ-а, носиви ПЦБ ће интегрисати више антена, напредне РФ прелазе и чак само-здрављање или фреквенцијски подешаване траге како би оптимизовали перформансе у динамичним условима (потање, кретање, промене у
• Укупљање енергије на броду: Следеће генерације FPC распореда већ истражују уграђене соларне, трибоелектричне или РФ елементе за прикупљање енергије, продужујући време рада уређаја или чак омогућавајући паметне тачке без батерије.

Промишљна перспектива и цитати

ми се крећемо изван једноставне флексибилности; ПЦБ следеће генерације ће бити меки, истегли и скоро невидљиви за корисника. Раздел између картона и производа нестаје.  — Директор за истраживање и развој, носиве технологије, Топ-5 ОЕМ-ов

сваки скок у технологији субстрата графен, истегли полиимид не само да смањује уређај. Она ствара потпуно нове категорије производа: паметне тетоваже, ткани сензори, биосензорске пилуле и даље.  — Научник о оловни материјали, иноватор медицинских уређаја

Таблица: Футуре-реаде функције које долазе у флексибилну и ригид-флексибилну производњу ПЦБ-а

14. Закључак: Зашто флексивни и ригид-флексивни ПЦБ-и покрећу следећу генерацију

Путовање кроз плећани ПЦБ монтаж од основних материјала и стратегија спајања до нијансиране монтаже, заштите и будућих трендоваоткрива једну основну истину: флексибилни штампани кола и строг-флексибилни ПЦБ технологије су темељ на коме ће се градити следећа деценија носивих и медицинских иновација.

Кључ за минијатуризацију и функционалност

Било да је то дискретан здравствени пластич или паметни сат богат функцијама, минијатуризација дефинише модерне носиве уређаје. Само флексибилни плочи за штампане кола и њихови рођаци са чврстим флексима могу у потпуности искористити доступни простор, виљајући кроз криве, слојеве критичне функционалности у мање од милиметар дебелине, и пружајући перова тежина удобност за крајње кориснике.

Таблица: СавршенеЗашто флексибилност и ригид-флексибилност побеђују за носиве уређаје

Поузданност и дуговечност производа

У носилима се хиљаде пута савладавају, зноје, шокују и свакодневно се носи. Само ако буде пажљиво ФПЦ монтажа , конформне премазе, паметно постављање компоненти, и потврђена DFM правила можете избећи замке које осуде мање дизајне. Најуспешнији, поузданији производи на тржишту сви следе ове основне праксе, што даје прави комерцијални успех и задовољне кориснике.

Учинки вожње и управљање енергијом

Од трајања батерије до радио-функционалности, ПЦБ за носиве уређаје поставља решетку. Складности контроле импеданце, сусипације буке и интегрисаних кола са малом енергијом које су омогућиле најновије технике производње осигурају да носиви производију снажно док пију енергију из малих батерија.

Омогућавање револуционарних примена

Строг-флексибилни ПЦБ и напредне флексибилне кола не само да задовољавају потребе данашњег дана, већ отварају врата за пробије сутрашњих:

• Паметни медицински пластири који стално прате здравље пацијента
• Фитнес уређаји који могу нестати у одећу или тело
• АР/ВР модули који су неприметни, лагани и скоро безтеже
• IoT и AI-абилни носиви са комуникацијом у реалном времену, жњевљењем енергије и уграђеном интелигенцијом

Све о сарадњи

Коначно, искоришћавање пуне моћи пКД за носиву електронику решењапосебно за апликације за масовно тржиште или за регулаторне потребеозначају рад са експертним партнерима у производњи, монтажу и тестирању ПЦБ-а. Користити њихове алате за ДФМ, прихватити тестирање у стварном свету пре лансирања производа и третирати лекције из терену као гориво за континуирано побољшање.