Све категорије

Шта треба да узмете у обзир током дизајна пицебола за круга са ригид флексибилношћу?

Jan 05, 2026

Увод: Зашто су ригид-флексибилни ПЦБ?

Строг-флексибилни ПЦБ технологија комбинује снаге традиционалних крутих плоча (обично израђених од ФР-4 или сличних материјала) и прилагодљивост флексибилне штампане плоче често изграђен на висококвалитетним полиимидним субстратима. Ово хибридно решење омогућава дизајнерима да креирају сложене међусобно повезаности, смањују тежину и побољшају укупну поузданост и производњу електронских производа, посебно у окружењима са високом густином, високом вибрацијом и ограниченим простором.

Ригид vs. Флекс vs. Ригид-Флекс: Кључне разлике

Особност

Tvrda PCB

Флексибилна ППП

Строг-флексибилни ПЦБ

Структура

Само крути слојеви (FR-4)

Само флексибилни слојеви (полимид)

Комбиновани крути и флексибилни сектори

Савивљивост

Ниједна

Динамични/статични, цикли високог нагиба

Циљани завои, између крутих зона

Трошкови

Најнижи

Средњи распон

Највиши (али најразноврснији)

Типична употреба

Скупна електроника

Улазни уређаји, спојници, екрани

Аерокосмичка, медицинска, напредна ИОТ

Ригид-флексибилни ПЦБ-ови су посебно погодни у апликацијама у којима електронске збирке морају издржавати понављање нагињањања, вибрације, ударе или температурне циклусе. Уобичајене средине укључују аерокосмичка електроника , медицински уређаји , опрема војног квалитета , издржљиве носиве уређаје, и брзо растући свет ИОТ-а.

Предности и пројектовани циљеви технологије ригид-флексибилних ПЦБ

  • Смањена тежина и простор: Усклађивање грозних конектора и кабелова олакшава електронску паковање, чинећи уређаје лакшим и мањим.
  • Poboljšana pouzdanost: Са мање споја и међусобног повезивања, свако флексно коло смањује потенцијалне тачке неуспеха, посебно у прелазима од флексног до ригидног.
  • Интеграција високе густине: Малог димензије компоненте монтаже и високог густине међусобно повезивање (ХДИ) се лако постиже, омогућавајући напредну минијуризацију.
  • Побољшана трајност: Ригид-флексибилни ПЦБ-уставци издржавају тешке механичке и еколошке услове, укључујући високе вибрације, понављање савијања и топлотне екстреме.
  • Ефикасност производње: Производња "на кључ" са чврстим ДФМ (Дизајн за производњу) смерницама омогућава беспрекоран монтаж и мању укупну трошкову система.

Болеви тачки решени кроз дизајн кругова са чврстим флексијом

Модерна електроника - а посебно уређаји од критичног значаја - суочена је са сложеном комбинацијом захтева: миниатюризација, смањење тежине, отпорност на механичке ударе и вибрације и бескомпромисна поузданост. Традиционални чврсти ПЦБ-ови често не могу сами да испуне ове стандарде, посебно у ваздухопловству, медицинским, војним или чврстим потрошачким производима. У строг-флексибилни ПЦБ се појављује као елегантно решење за многе такве проблеме, захваљујући својим напредним материјалима, пажљивом стаку и јединственој хибридној конструкцији.

Толеранција на окружење

Аерокосмички, одбрамбени, индустријски и медицински уређаји често раде под интензивним механичким напорима: понављајућим ударима, вибрацијама, нагибима, брзим температурним промјенама, па чак и излагањем тешким хемикалијама или влаги. У овим окружењима, конвенционални крути или конзоли на бази кабела могу патити од пукотина спојавача, неуспеха конектора или прекидних отворених кола због вибрационог умора.

Скриће за чврсте флексе минимизирати ове ризике:

  • Уклањање конектора и хардвајдерских џампера између плоча, смањујући повезивање подложно грешкама.
  • Употреба флексибилни полиимидни сектори који апсорбују механички напор, дистрибуирају напетост и остају поуздани кроз стотине хиљада циклима савијањадаље надмашујући лемљене жице или спојнике.
  • Омогућавање беспрекорног прелазе од флексивних до ригидних који чувају осетљиве трагове и жице далеко од зона високог стреса, као што је дефинисано у упутствима ИПЦ-2223.

Предности тежине, простора и поузданости

Смањење тежине и простора су међу главним предностима усвајања дизајна крутих и флексибилних плоча. У апликацијама које су осетљиве на тежину као сателити, медицински уређаји који се могу имплантовати или носити, сваки грам је важан. Уклоњавањем потребе за традиционалним кабловима, тешким коннекторима и помоћним хардвером, строво-флексивни спајачи да испоруче компактне, чисте и снажне електронске платформе.

Список: Поузданост и предности штедње

  • Мање корака за монтажу: Рационализован производњи проток као више крутих плоча, флекс џумпера, и конектори су консолидирани у једном ПЦБ скупу.
  • Мање трошкове монтаже: Мање операција повезивања/наводњавања, смањена инспекција и мање радног труда значи ниже укупне трошкове система.
  • Повећање дуговечности: Без кретања и трљања контактних тачака, резултат је кола која одржава интегритет током целог животног циклуса производа.

Уско коришћење: Поуздана миниатюрна потрошњачка добра

У Интернет ствари (IoT) , носиви фитнес уређаји, паметни сатови следеће генерације и преносиви медицински монитори сви захтевају електроника која је лака тежина , минијуризовани , и способна да издржи понављање савијања. У овим сценаријама, технолошке технологије ригид-флекс и флекс кола се експлозивно прихватају.

Сумјерна табела: Главне користи и циљане индустрије

Погодност

Пример индустрије

Проблем је решен

Висока толеранција на вибрације

Аерокосмичка индустрија, аутомобилска индустрија

Пречека пукотине спојаних зглобова

Смањена тежина/простор

Медицински импланти, дронови

Омогућава миниатюризацију

Повећана трајност

Носиве уређаје, ИОТ, медицински сензори

Преживео је умор кабела/коннектора

Мање недостатака

Војно, надзорне камере

Уклоњује спојке, скокове

Скупљање/штеда времена

Електронике за потрошаче, опрема за тестирање

Рационализује производњу

Уникална конструкција и избор материјала крутих и флексибилних плоча, у комбинацији са пажљивим спајањем и распоредом, омогућавају електронским зглобовима да издржавају најтеже окружења и најдужи животни век, често са значајним смањењем и величине и сложености.

Software development.jpg

Када користити размотрите током црк Дизајн?

Избор за спровођење строг-флексибилни ПЦБ технологија је често диктирана специфичним механичким, електричним или поузданим потребама које иду изван онога што могу понудити чисти флексибилни ПЦБ или традиционални дизајн крутих плоча. Знање када да се усваја упутства за дизајн крутих и флексибилних плоча може направити сву разлику у испуњавању циљева перформанси, производње и трошкова.

Најбоље ситуације за примену

Погледајмо неке идеалне ситуације у којима плоча за кружне плоче са чврстом флексибилношћу пружају јасне предности:

  • Уклањање конектора и каблова: Када производи морају да преведу сигнале између више крутих ПЦБ-а, сваки коннектор и кабл додају тачке неуспеха и рад монтаже. Скриће за чврсте флексе интегрисати те везе помоћу флексибилних полиимидних секција, смањујући физичке и електричне рањивости.
  • Прозори ограничени просторно: У носивим уређајима, миниатюрним сензорима, медицинским уређајима који се могу имплантовати или компактној ваздухопловној електроници једноставно нема места за традиционално каблирање или прекомерно размачење од табле до табле. Ригид-флексибилни спајања омогућавају креативне, тродимензионалне паковањеборд може бити састављен саклопљен или слојевито да одговара сложени корпуси.
  • Окружење са високим вибрацијама или ударима: Војни, беспилотни летали, аутомобилски и индустријски системи за управљање имају користи од елиминисања спојника који могу вибрирати, разлагати се или се сломити.
  • Оправдавање трошкова: Ако би ваш дизајн иначе захтевао више крутих ПЦБ-а повезаних флексибилним кабловима и конекторима, трошкови ових додатних компоненти, радног труда и текућих проблема поузданости често прелазе премију за раствор чврстог флекса посебно када се размотри укупна трошкови живота.

Primeri primene:

  • Дрони и авионички модули камера
  • Пацејмери, системи за доставување дрога, медицинско снимање
  • Смарт часовници, фитнес ленте, преклопни телефони, слушалице за повећану стварност (АР)
  • Индустријска опрема за тестирање високих перформанси

Како круга са чврстим флексибилним колама омогућавају иновације

Технологија ригид-флексивних кола није само за усаглашавање у тешке просторе или преживљавање тешких услова. Уклоњавањем традиционалних физичких ограничења дизајна, инжењери могу:

  • Маршрутише сигнале велике брзине преко више равни без импедансне дискontinuality.
  • Изолирајте осетљиве аналогне или РФ секције у флексној области, минимизирајући ЕМИ.
  • Сглобити комплетне уређаје са више плоча као појединачне модуле драстично поједностављајући интеграцију и тестирање коначног производа.

Трошкови и производња

Важно је да се претеже строг-флексибилни ПЦБ предности од предходних и текућих трошкова:

  • Строг-флексибилни плочи обично коштају 23 пута више по јединици него једноставан флексибилни кола или крута PCB са затеживачем, углавном због сложених спајања и вишестепене производње.
  • Међутим, ови трошкови су надокнађени мање корака монтаже, мање стопе неуспеха и смањени поврат на терену посебно за високовредне или критичне уређаје.

Разумевање огидности у флексивном и ригид-флексивном ПЦБ-у

Једна од дефинисаних карактеристика флексибилна ППП или кругови са чврстом флексибилношћу је његова способност да се савија и прилагођава 3Д облицима и покрету који су потребни за модерне електронске дизајне. Међутим, за да би се постигла поуздана ефикасност савијања, потребно је пажљиво обратити пажњу на механичке детаље, материјал и распоред. Разлика између дизајна који преживљава милионе циклима савијања и једног који не успева након неколико стотина често се налази у разумевању и примене језгра флексибилност ПЦБ-а правила.

Статички против динамичког флексивног ПЦБ дизајна

Флексични кола су подложни било статичан или динамичко савијање :

  • Статички флекс: План је савијен само једном или неколико пута током монтажа или инсталације и остаје фиксиран током свог живота (нпр. модул сензора камере савијен у положај).
  • Динамички флекс: Циркут се понавља у нормалној употреби (нпр. делови завеса у преклопним телефонима, носивим фитнес лентама или роботиком).

Кључни увид: Динамични флексивни кола морају бити дизајнирана много конзервативније, са већим радијусом савијања и чврстијим материјалом и методама рутинга, како би се избегло уморење бакра и траг пуцања.

Радиус и однос огибања

Најважнији параметар за флексибилност је polumjer zakrivljenja минимални радијус на којем се флексивни део може изгибати без ризика од механичког или електричног оштећења.

Опште смернице за минимални радијус огибања:

Број слојева

Радијус статичког флекса

Динамички флексибилни радијус нагиба

1-2 слоја

≥ 6 × дебљина флекса

≥ 100 × дебљина флекса

3+ слојева

≥ 12 × дебљина флекса

≥ 150 × дебљина флекса

Савети за дизајн за области са савијеном

1. Избегавајте оштре савијања

  • Користите широке, прометне криве, никада 90° завоје. Крувени трагови распоређују механички напор и спречавају локализовани неуспех.

2. Оријентски проводници дуж осене нагиба

  • Вођачи (преслед) треба да раде паралелно правцу завоја никада перпендикуларно. Ово усклађује механички и бакарни прав за најбоље флексибилност.

3. Пронађите трагове на неутралној оси

  • Кључни термин: неутрална оска нагиба геометријски центар флексног пресека, где су силе компресије и напетости минималне. Проводилачи који су осетљиви на траку треба да буду што ближе овој оси.

4. Дебљина бакра и крстовања

  • Користите најтјењи бакар (често 0,5 унце или мање) неопходан за ваше потребе за преносом струје; танки бакар може издржати више цикла савијања.
  • Заливање бакра са крстовитим капијем у областима са вијама како би се додатно повећала флексибилност и смањио стрес (уместо чврстих изливања, који могу пуцати).
  • За ЕМИ штитњу, користите плоскост земље са попречним кочијама да би се омогућила савијаност, а истовремено се одржао интегритет сигнала.

5. Изрезани, рељефни и слотови

  • Када је могуће, додајте са сталом од 8 mm у флексиван део да би се уклонио непотребан материјал и омогућило лакше, контролисаније савијање.
  • Ово је критично у широким областима савивања да би се смањило "И-зрачење" (претерано оштрење) и дистрибуирао напетост нагињања.

Дебљина, бакар и животна средина

  • Изаберите ваљану медну режу преко електро-депозитованог (ЕД) бакра за максималну дуктилност и отпорност на уморуод суштинског значаја за динамичке флексивне апликације.
  • Минимизирати укупна дебљина флекса пажљивим дизајном спајања: избегавајте вишак лепила или дебљи покривач, осим ако није потребно за изолацију.
  • Предвиђајте стрес околине: За високог температуре, влаге или хемијски оштре средине потребни су чврсти, хемијски отпорни материјали.

Пример: Таблица о гнусности флексивног кола

Флексиван тип

Дебљина (мм)

Препоручује се статички радијус нагиба (мм)

Препоручује се динамички радијум нагиба (мм)

Једнослојни (1 унција Ку)

0.10

0.60

10

Двоструки слој (0,5 унци Ку)

0.15

0.90

15

Четири слоја (0,5 унци Ку/слој)

0.26

3.0

39

Избор материјала за флексивне и ригид-флексивне ПЦБ

Материјали изабрани за ваше флексибилна ППП или чврсто-флексибилна плоча директно утиче на склоност, поузданост, дуговечност, трошкове, па чак и производњу. Разумевање својстава основних материјала, лепила, затеживача и завршних образаца је од суштинског значаја за примену најефикаснијег упутства за пројектовање чврсто-флексибилних плоча и испуњавају стандарде индустрије као што су IPC-4202, IPC-4203 и IPC-4204.

Уобичајени флексибилни ПЦБ материјали и њихове улоге

1. у вези са Диелектрични и покривени

  • Полимидски филм: Полиимид, који је најважнији производник флексибилних ПЦБ-а, нуди изузетну флексибилност, топлотну стабилност и хемијску отпорност. Највиши полимиди који се користе у флексибилним колама имају диелектрична константа (Dk) у распону од ~2,5 до 3,2 на 10 GHz , омогућавајући поуздани контролисани дизајн импеданце за сигнала високе брзине.
  • Покривање: Слој на бази полиимида ламиниран на горњу и доњу страну флексног кола како би се обезбедила изолација, механичка заштита и олакшање напетости у бочним тачкама.
    • Примена : Дебљина покривача и једноставност лепила су кључни за преживљавање понављања савијања и обезбеђивање изолације између бакра и околине.

2. Уколико је потребно. Вођачи: Избор бакарне фолије

  • За течности од 0,15 до 0,15 mm Златни стандард за динамичне флексивне кола, овај тип бакра је механички гнојив, отпорен на пуцање и идеалан је за високо флексибилне или динамичне апликације.
  • Електро-депонирани (ЕД) бакар: Погодан за статичко флексирање или области са малим савијањемје је јефтиније, али мање толерантан на понављање савијања.
  • Медна тежина: Већина флексних дизајна користи 0,5 унце или 1 унцу бакра. Тончи мед повећава савијаност, али мора бити уравнотежен са потребама за преносом струје.

3. Уколико је потребно. Везу и лепила

  • Акрилни лепило: Универзална и трошковно ефикасна за општу употребу; погодна за већину потрошачке или стандардне електронике.
  • Епоксиацлејв: Понуђује боље температурне перформансе и отпорност на влагу; пожељан за ваздухопловство или високопоуздане збирке.
  • "Прецизни за притисак" (PSA): Корисна за причвршћивање флексивних кола на металне, пластичне или композитне корпусе где је потребно прерађивање или репозиционирање.
  • Тхеро-резистиван лепи филм: Да обезбеди трајну, топлотно оцвршћену везу у критичним стак-апу.

4. Уколико је потребно. ФЦКЛ (флексибилан ламиниран бакар)

  • Овај ламинат се састоји од полиимидног филма обложеног бакарном фолијом и формира основне слојеве свих флексибилних плоча. ФЦЦЛ се производи у форматима који се засновају на лепилу и без лепила, а који немају лепила нуде супериорна електрична и еколошка својства, мању апсорпцију влаге и већу температуру.

Конструкције засноване на лепилу против флексивних конструкција без лепила

Особност

Флексибилност на бази лепила

Флексибилност без лепила

Процес

Везан са липичним слојем

Преносна ламинирана, без интерфејса лепила

Отпорност на влагу

Ниже

Виша (мања апсорпција воде)

Temperaturna klasa

~ 120150°C (гранични цикли рефлоа)

До 250°C или више (идеално за рефлоу)

Цикли савијања

Умерено (преферира се статичка)

Превиша (Динамички/милион циклуса одобрен)

Ризик производње

Виши ризик од деламинације

Одлична трајност, мање проблема

Трошкови

Ниже

Виша почетна трошкови, али боља поузданост

Preporučena praksa:

За високо поузданост и динамичне флексне дизајне, конструкције без лепила сада се сматрају златним стандардом.

Оштрилачи и површинске завршне делове

  • Утврђивачи:  
    • Каптон Стифнер: Користи се за ЗИФ (нуле инсесион силе) спојнике или где флексибилни делови требају локално појачање.
    • ФР-4 Оштривач: Постављено под круте монтажне зоне или спојнике како би се спречило нагињење/напрезање.
    • Металлни затегливач (нпр. нерђајући челик, алуминијум): Користи се у подручјима са великим ударима и високом чврстоћом.
  • Површина:  
    • ENIG (Електролесс Никел Иммерсион Голд): Уобичајено за контролисану импеданцу или контакте високе поузданости.
    • ОСП, ХАСЛ, сребро, калуна: Изабран на основу процеса монтаже и захтева за перформансе.

Брза референца материјала (са ИПЦ стандардима)

Материјал / Компонента

ИПЦ стандард

Типична употреба

Ključne karakteristike

Полимидни филм

ИПЦ-4202

Флексибилна субстрата/покрива

Dk, Tg, апсорпција влаге, топлотна вредност

Ваљану медну режу

IPC-4562

Диригенти

Животност уморности, влажност, дебљина

ФЦЦЛ

ИПЦ-4204

Ламинат за основу

Прилепљивост, флексибилност, отпорност на повратни ток

Бондпли/леп

ИПЦ-ФЦ-234

Склајно везивање

Температура, влага, диелектрична компатибилност

ФР-4 оштривач

IPC-4101

Строг уздрж

ЦТЕ утакмица, механичка подршка

Металлни затегливач

Не

Moguća Podrška

Удар/вибрација, површина са земљом

Избор правог материјалног складишта: ствари које треба запамтити

  • Употреба полимид и ваљанта нагревљен бакар за било који флекс кола очекује преко десетине хиљада цикла савијања (нпр. динамичка флексибилност у носивим или ваздухопловним уређајима).
  • За високофреквентне сигнале, потврдите dielektrična konstanta ваших покривача и основног материјалакритичан за апликације <10 ГГц.
  • Увек се консултујте са својим произвођач флексибилних ПЦБ-а рани опције материјала могу додати трошкове, одложити или чак ограничити слободу дизајна у зависности од локалне понуде и њихових сертификација процеса.

Флексибилни и ригидно-флексибилни ПЦБ-ови и најбоље праксе рутирања

Подеса и рутирања флексибилна ППП или кругови са чврстом флексибилношћу је много више од само повезивања тачака - то је место где се механичко и електрично инжењерство заиста споје. Правилни избор распореда је кључан за максимизацију живота у завиту, минимизацију неуспеха на пољу (као што је крцање или "I-beaming") и осигурање производње и приноса. Испод су основна правила и савети стручњака који ће вас водити у примјењивању најбољих упутства за пројектовање чврсто-флексибилних плоча на ваш следећи пројекат.

Општа правила о облику

  • Користите великодушан радијум нагиба: Сет велики радијуси нагиба у свим флексивним областима, драматично смањујући умору проводника и ризик од трага фрактура. Увек пратите препоручену пропорцију радијуса и кретања из ИПЦ-2223 за ваше стаклање (види претходну секцију).
  • Преферирају криви трагови од углових: Пут се тражи гладко и перпендикуларно преко кривљивих линија. Избегавајте оштре угле (90° и 45°) који концентришу механички напор и могу довести до кршења.
  • Оријентација трага: Управо све траге дуж дужине завоја (паралелно правцу флекса). Практично усправни проводници су много вероватнији да ће се крсти када се понављају савијања.
  • Минимизирајте прелазе у региону Бенд: Не спајајте више трагова директно једна према другој на суседним слојевима да бисте избегли И-зрај механизам за отказ када супротни проводници стварају круту зону подложу пукоћи.

Вишеслојни флекс: напредне смернице

Када се користе вишеслојни флексивни ПЦБ, потребно је више пажње у рутингу:

  • Стрели су у стагнацији: Оффсет проводници између слојева да би се распоредио стрес далеко од одређених тачака.
  • Стрзање и конични прелази: За прелазе између крутих и флексибилних подручја додајте оштирачке структуреоштре траге или бакарне облике које се заглављају на ивици прелаза. Коптар је сашијен од широке на уску, уместо да се користи изненадна промена корака.
  • Особности: Не постављајте виасе, подлоге или компоненте у активне области са савивањем. То минимизира ризик од кркања и трага одласка.
  • Уколико је потребно, може се користити и за решење проблема. Држите најмање 8 мили (0,2 мм) удаљеност бушење-бакар током целог дизајнапосебно критичан за ЗИФ прсте за конекцију или карактеристике за монтажу ивица.

Бутон (само пади) против панореТрадеоффс

Атрибут

Укључење само на дугме/паде

Плански покрив

Електрични пут

Само на подлогама (без бакра)

Бакар у свим траговима

Флексибилност

Превиша (мање укупног бакра у региону)

Ниже (више бакра = чвршће)

Sparivost

Више ризика од подизања са плоче

Боље за чврсту монтажу

Примена

Динамично савијање, осетљива флексија

Статичка флексија, круто причвршћење

Preporučena praksa: За динамичне, високо флексибилне регије, падо-само (глучић) покривање нуди бољи живот на савијању; за статичне или круте регије, панелно покривање може понудити чврстије везе.

Преку дизајна: Поузданост у свакој транзицији

  • Користите сузрене капљице на пасоши и вијама: Трпице за качење (филети) на основи веје и спојева за падице дистрибуирају стрес, смањујући ризик од пуцања бакра на ивици бушилице.
  • Минимум прстеног прстена: Одржи 8 мл минимални прстенски прстен за све виасе и плочице како би се спречили отворени кола и побољшао производњи производи.
  • Ставите Виас далеко од редова за оштрење: Избегавајте постављање у или близу крутих до флексивних прелаза и близу редова за затезање како бисте смањили концентрацију стреса и ефекат ивице пуцање.
  • Промештај од трака до трака и од трака до бакра: Обезбедите довољно растојања како бисте спречили електричне шортове и омогућили производњу толеранција, према ИПЦ смерницама.

Таблица са резюмема рутинга

Правило пројектовања / карактеристика

Препоручена вредност / пракса

Траса у зони завијања

Круг, паралелан са савијањем, без оштрих углова

Облика за излазак у области завијања

Нема подлога, рупа, пролаза; поштујте препоручену пролаз

Стресе који су у стагнацији (вишеслојни)

Оффсет између слојева, а не излажење горе-доле

Удаљеност од бушење до бакра

Минимум 8 мили (0,2 мм)

Минимум прстеног прстена (преко/паду)

≥ 8 мили

Употреба теароп падиња/виаса

Увек у окретањима и прелазним областима

Ослободење рупа/отсеци

Додајте широке флексивне зоне за смањење стреса

Савети за распоред и рутирање

  • Заједница ЕЦАД/МЦАД: Користите дефиниције зоне за стак-ап и алате за визуелизацију области окрива у вашем ПЦБ ЦАД софтверу (нпр. Каденс ОрЦАД Кс или Алтиум) како бисте спровели задржавање, правила падстака и смернице за прелазак.
  • Преглед ДФМ-а: Увек затражите ДФМ проверу од произвођача флексибилних плоча да би ухватили грешке у распореду пре изради. Многи користе власничке алате за анализу и могу да обележи проблеме као што су недовољни растојања, неподржене плоче и неправилна покривеност чврстине.
  • Плоскости са крстосјеченим отвором: Замените чврсте бакарне заливе са крстовитим напуњавањем у флексибилним областима како бисте одржали ЕМИ штитну без жртвовања флексибилности.

Industrial design.jpg

Дизајн за поставку за поуздане круте и флексибилне ПЦБ

Добро дизајниран флексибилна ПЦБ стаклажање је темељ поузданог чврсто-флексибилна плоча , усаглашавајући механичку флексибилност са електричним перформансима. Избор правог броја слојева, дебљине и материјала помаже у оптимизацији савијаности, интегритета сигнала, ЕМИ штитовања и производње. Овај дио разбацује како дизајнирати ефикасан спајање усклађено са вашим производом's механичке и електричне захтеве.

Размисли о дизајну: статичка против динамичке употребе

Статички флексивни стак-упс: Намењен за плоче сагренуте једном или неколико пута (нпр. фиксне преклопе унутар кућа). Они могу да подносе чврстији број слојева (до 8+ слојева) и умерен радиус савијања јер је механичко оптерећење ограничено након монтаже.

Динамички флексивни спаковање: За флексивне кола која су подложена понављању цикличног савијања (стотине хиљада или милиони циклуса), ови пројекти захтевају:

    • Мањи број слојева (обично 1-2 слоја како би се смањили стреси).
    • Велики радијуми савијања (нпр. >100× дебљина флекса).
    • Употреба ваљданог нагреваног бакра.
    • Тонки диелектрични слојеви са високим Тг полиимидним филмовима.

Чињени број слојева и симетрично спајање

Чињени слојеви са симетричним распоредом минимизују деформацију и механички стрес. Правилно уравнотежени унутрашњи слојеви помажу да се одржавају:

  • Механичка стабилност: Избегава се завуљање током израде или савијање у пољу.
  • Електричка перформанса: Балансирана импеданца и смањен услов између трагова.

Специјалне технике у производњи наклапа

Техника везивања књига: Користи се у флексивним ПЦБ-овима са високим бројем слојева за монтажу више флексивних слојева ламинирањем два или више флексивних кола леђа на леђа, одвојених везом. Ова метода повећава механичку чврстоћу без жртвовања флексибилности.

Конструкција ваздушне празнине: Укључује контролисане ваздушне празнине између флексивних слојева или између флексивних и крутих секција како би се смањила диелектрична константа и губитак, побољшала пренос сигнала високе фреквенције и контрола импеданце.

Интегритет сигнала и разматрања за штитњавање ЕМИ/РФИ

  • Да би се одржало kontrolisana impedansa у флексном путу, дизајн спајања мора пажљиво контролисати диелектричну дебљину, тежину бакарне фолије и материјал Dk.
  • Земљопољни и моторни авиони треба да користе са прекораченим капијом од бакра да се обезбеди EMI/RFI штит без компромиса на флексибилности.
  • Склади штитова постављени близу брзе траге смањују буку сигнала, која је критична у ваздухопловству, медицини и телекомуникацијама.

Технике макет-а и алати за дизајн

Физичке макење: Папирни или Миларски прототипи помажу у визуелизацији зона савијања и механичког подешавања пре израде.

Интеграција ЕЦАД/МЦАД: Користите алате као што су Каденс ОрЦАД, Алтиум или Сименс НКС да бисте симулирали зоне за спајање, радијес савијања и механичке напетости.

Инструменти за спајање: Многи произвођачи ПЦБ-а пружају алате за складиштење и избор материјала на мрежи, помажући у израчунавању импеданце и провере компатибилности материјала на раном нивоу процеса пројектовања.

Пример за поставку за 4-слојни статички флексни секцију

Склај

Материјал

Дебљина (mils)

Тежина бакра (унце)

Примећења

1

Покривено (полимид)

1.5

Не

Заштитни горњи слој

2

Сигналски слој (Cu)

0.5

0, 5 унце

Унутрашњи трагови сигнала

3

Препрег (Бондпли)

2.0

Не

Лепиви диелектрични слој

4

Сигналски слој (Cu)

0.5

0, 5 унце

Унутрашња повратна/моћна равна

5

Флексибилна језгра (полиимид)

1.0

Не

Флексибилна основа

6

Сигналски слој (Cu)

0.5

0, 5 унце

Сигнал доњег слоја

7

Покривено (полимид)

1.5

Не

Заштитни слој на дну

Равнотежа између флексибилних и ригидних подручја

  • Флексибилни слојеви обично проширити кроз круте плоче у транзиционој зони.
  • Да би се побољшала поузданост, круте области треба да се склопе у срж, избегавајући склоп као спољашњи слојеви како би се спречило расколовање.
  • Употреба заобљени углови (филе) на кружњама чврстог флекса како би се смањиле концентрације стреса и повећао производњи.

Следећи стандарде за пројектовање, производњу и испитивање ИПЦ-а

Придржавање индустријских стандарда је од кључног значаја за осигурање да ваша строг-флексибилни ПЦБ испуњава очекивања квалитета, поузданости и производње. ИПЦ стандарди служе као кичма за доследан дизајн, производњу, инспекцију и монтажу у целој електронској индустрији. Испод су истакнути кључни ИПЦ стандарди који ће водити ваш проект кружених плоча од концепта до производње.

Кључни ИПЦ стандарди за дизајн кружених плоча са чврстим флексибилним плочама

Стандард

Обхват

Релевантност

IPC-2221 (Генерични стандард за дизајн штампане плоче)

Охваћује опште захтеве за пројектовање ПЦБ-а и других облика монтажа компоненти или међусобно повезаних структура.

Обезбеђује основне смернице за дизајн примењиве на флексивне, круте и круте флексивне ПЦБ-е.

IPC-2223 (Стандард за конструкцију секција флексибилних и ригид-флексибилних кола)

Дефинише специјална правила за дизајн посебно за флексне и ригид-флексне кола, укључујући зоне са вигњем, спајање и транзиције.

Централно за флексибилни радиус на криву ПЦБ-а, траже упутства за рутовање и подручја за избјегавање.

ИПЦ-6013 (Квалификација и перформансе флексибилних штампаних плоча)

Указује критеријуме квалификације за производњу, испитивање прихватања и захтеве за перформансе флексибилних ПЦБ-а.

Уверава флексивне и ригид-флексивне ПЦБ-е да испуњавају показатеље поузданости и квалитета пре испоруке.

ИПЦ-600 (Прихватљивост штампаних плоча)

Обезбеђује визуелне и електричне критеријуме прихватања за завршене плоче штампаних кола, укључујући класификације дефеката.

Користи се за завршну инспекцију, дефинише прихватљиве границе грешака, укључујући специфичне проблеме флекса.

ИПЦ-А-610 (Прихватљивост електронских зглобова)

Опредеља критеријуме изради за монтиране ПЦБ, укључујући спојеве за лемљење и квалитет постављања компоненти.

Критично за конструисање кружених плоча, посебно у прелазним зонама и коннекторима.

ИПЦ/ЕИА J-STD-001 (Призовери за лемљене електричне и електронске зглобове)

Стандард за процеси за лемљење, материјале и критеријуме прихватљивости.

Обезбеђује поузданост споја за чврсто-флексивне зглобове, укључујући ЗИФ спојнике.

IPC-FC-234 (Упутство за лепиле осетљиве на притисак у флексибилним колама)

Одрже инструкције за избор лепила и примену специфичне за ПСА материјале који се користе у флексивним колама.

Важно за поуздану адхезију везања и покривања у флексном и крутом флексном дизајну.

Како ови стандарди утичу на дизајн чврстог и флексибилног уређаја

Радијас савијања и механичке контроле стреса: IPC-2223 дефинише минималне смернице радијуса савијања засноване на броју флексних слојева и дебљини спајања, што је од кључне важности за спречавање умора проводника и пуцања.

Правила за пројектовање транзиционе зоне: ИПЦ-2223 и ИПЦ-6013 наглашавају подручја за излазак око флексивних до ригидних прелазанема падова, виаса или трагова превише близу ивица како би се смањило деламинирање или кршење.

Спецификације ламината и лепила: Избор материјала у складу са ИПЦ-ом осигурава перформансе под продуженим топлотним циклусима, напорима на савијању и влажношћу, а ИПЦ-ФЦ-234 води употребу лепка.

Инспекција и прихватање: Користећи ИПЦ-600 и ИПЦ-610 критеријуме омогућава произвођачима и монтажорима да адекватно класификују несавршености, постављајући нивое толеранције прилагођене захтевима флексибилног кола.

Упутства за монтажу: Према ИПЦ-А-610 и Ј-СТД-001, монтажа у кружним флексибилним ПЦБ-овима захтева ригорозне технике лемљења и контроле влаге (пре-печење), посебно с обзиром на осетљивост полиимида на влагу.

Контрола квалитета и тестирање

ИПЦ стандарди такође прописују:

  • Тестирање за преко интегритета и трага прилепљености путем оптичких, рентгенских и микросецијских тестова.
  • Процеси предпечења са ниском влажношћу за склоп флексивних кола како би се спречило "попкорнинг" током повратака.
  • Испитивање на стрес у окружењу: термички циклус, вибрације и квалификација за живот у завиту.

Реземјер: ИПЦ стандарди и њихове улоге у пројектима чврсто-флексибилних ПЦБ-а

ИПЦ стандард

Главни фокус

Кључна корист

IPC-2221

Опште правила за пројектовање ПЦБ-а

Конзистентност пројекта на основном нивоу

ИПЦ-2223

Уколико је потребно, примењује се упутство за уношење.

Зоне са савијањем, прелазе, излазе

ИПЦ-6013

Квалификација и инспекција производње флексибилних ПЦБ-а

Засигурање поузданости производње

ИПЦ-600

Визуална и електрична прихватљивост ПЦБ-а

Класификација недостатака и границе прихватања

ИПЦ-А-610

Сглобање

Обезбеђује квалитет лемљења и компоненти

Уколико је потребно,

Zavarivanje

Косстантан и поуздани квалитет споја за лемљење

ИПЦ-ФЦ-234

Одржавање лепила у флексибилним колама

Обезбеђује трајне лепило

Вођа трошкова и фактори који утичу на време обраде

Dizajniranje i proizvodnja flex ploče и ригидно-флексибилни ПП укључује сложене променљиве које директно утичу на трошкове и време извршења. Разумевање ових покретача омогућава инжењерима и менаџерима производа да оптимизују пројекте за бржу, економичнију производњу без жртвовања квалитета или поузданости.

Примарни фактори трошкова у дизајну флексивних и ригид-флексивних ПЦБ

Фактор трошкова

Утицај

Опис

Величина и облик плоче

Висок

Веће или нерегуларно обличне флексивне кола захтевају више материјала и сложене алате.

Број слојева

Висок

Сваки додатни слој додаје кораке процеса, препрег, бакар и захтеве за инспекцију.

Избор материјала

Средњи

Специјални материјали као што су полиимид са високим Тг, препрег без протока и ФЦЦЛ без лепила коштају више.

Дебљина бакра и крстовања

Средњи

Тежи бакар повећава трошкове; крстовано хаццхинг штеди флексибилност, али захтева додатну контролу процеса.

Флексибилни и крути секције

Средњи

Комплексне круте и флексивне стапе-а повећавају кораке поставке и ламинације.

Величина бушилице и број

Средњи

Више рупа значи дуже време бушења; мале рупе (<8 мили) додају комплексност.

Особности траке и пада

Средњи

Посебни пролази (микровије, слепи/погребани), велики прстени и капи за слатку чине више трошкова.

Површински прелази и затегливачи

Средњи

ENIG завршке, материјали за оштрење (Каптон, ФР4, метал) и трошкови утицаја количине.

Толеранције и захтеви за изградњу

Висок

Тешке електричне/механичке толеранције захтевају прецизније контроле и инспекције производње.

Уобичајени узроци кашњења у време испоруке

Неприкладни захтеви за савијање Указање радијуса савијања мањих од производних могућности или ИПЦ упутстава ствара прераду производње и кашњења.

Непотпуни или двосмислени подаци о дизајну Недостатак кључне документације као што су спецификације преласка од флексибилног до ригидног, детаљи ЗИФ конектора, дефиниције спајања или просветљења бушење до бакра резултира инжењерским назад и напред и задржењем.

Питања везана за дизајн Примери укључују неправилно рутирање трагова у завојима, путем грешака у постављању или прекомерне бакарне равнице у флекс подручјима означеним ДФМ алатима након подношења.

Нејасне инструкције за монтажу Флексибилна монтажа захтева контролу пред печење/влаге, правилну употребу затегача и смернице за фикстуру. Непостизање ових детаља може изазвати конфузију монтажера и изгубљено време.

Про-напоруч: Обезбеђивање комплетни цртеж за производњу и свеобухватне спецификације , заједно са раним Консултација ДФМ од произвођача флексибилних ПЦБ-а, драматично скраћује време радова и смањује скупе редизајне.

Балансирање трошкова и квалитета

Када оптимизујете трошкове са разматрањима времена обрате, запамтите да:

  • Портирање прототипови за брзу окретање може повећати трошкове по јединици, али убрзава циклусе развоја производа.
  • Консолидација итерација дизајна како би се смањиле промене након почетка производње штеди значајне трошкове.
  • Инвестирање у производња "под кључ" са једним добављачемрађивање и производње и монтажуминимизује кашњења у комуникацији и ризике за квалитет.
  • Ранње ангажовање са произвођачима као што су Сијера Циркути , који нуде алате за онлине цитирање и ДФМ подршку, рационализује цене и тачност рока.

Брза референтна табела: Развојне разматрања против утицаја трошкова и времена обраћања

Фактор дизајна

Утицај на трошкове

Утврђивање утицаја

Стратегија за ублажавање

Превишеброј слојева

Висок

Висок

Ограничите слојеве на основне; користе књиговезање/воздушни прозор ако је потребно

Мале бушилице (<8 мили)

Средњи

Висок

Уколико се то дозволи, мало повећајте величину бушилице.

Комплексни Виа типови (Слепи/погребени)

Средњи

Средњи

Користите стандардне пролазе кад је то могуће

Утврђени радијус нагиба (< IPC стандард)

Висок

Висок

Проектирани радиус кривине по ИПЦ-2223 и спецификације материјала

Зоне са више стапа

Средњи

Средњи

Користите алате ЕЦАД-а за оптимизацију и верификацију пре фабрике

Конструкције без лепила

Виши материјал

Средњи

Претеже дугорочне користи од поузданости и почетне трошкове

Hardware development.jpg

Како изабрати правог произвођача флексибилног и ригид-флексиблног ПЦБ-а

Партнерство са десном флексибилна ППП или произвођач кружених плоча је од кључног значаја да се осигура да ваши софистицирани дизајни претворе у висококвалитетне, поуздане производе који се испоручују на време. За разлику од стандардних кружних плоча, флексибилни и кружни-флексибилни кола захтевају специјализовану израду, прецизно руковање материјалом и строгу контролу квалитета како би испунили захтевне електричне и механичке спецификације.

Кључне квалификације произвођача које треба узети у обзир

Искуство и производња

    • Доказан послушан стаж са производња флексибилних ПЦБ и ригид-флексибилних ПЦБ , посебно за динамичко савијање и вишеслојне конструкције високог густине.
    • Доступност брзо окретање ПЦБ прототипа да убрзају циклусе развоја.
    • Искуство са сложени спајачи , конструкције без лепила и флекс са великим бројем слојева.
    • Способност за производњу скупштине "под кључ" , укључујући влагу препека, руковање фиксером и лемљење компоненти према ИПЦ-А-610 и Ј-СТД-001.

Материјали и технологија

    • Приступ премији полимидни филмови ваљкане, нагреване фолије од бакра , и напредна Ламинати од ФЦЦЛ .
    • Специјалност у оба са малим бројем ланака флексибилне конструкције.
    • Напредни опције завршног обриса површине (ЕНИГ, ОСП, итд.) и избор одговарајућих оштришавача (Каптон, ФР-4, метал).

Подпорука за дизајн за производњу (DFM)

    • Силна инжењерска сарадња током прегледа дизајна за верификацију радијуса загиба, трагања, путем постављања и стакла.
    • Приступ онлине инструменти за цитирање и ДФМ , омогућавајући рано откривање проблема са дизајном и тачне процене времена за реализацију.
    • Давање детаљних цртежи за производњу и контролне листе за монтажу прилагођени флексивним колама.

Certifikati i kvalitetni nadzor

    • У складу са кључним стандардима: ИПЦ-2221, ИПЦ-2223, ИПЦ-6013, ИПЦ-600, ИПЦ-А-610, Ј-СТД-001 .
    • Сертификати ISO 9001 или AS9100 који указују на чврсте системе квалитета.
    • Протоколи за контролу влаге као што су печење и контролисано управљање влагом.

Једноставан објекат, производња кључ-на-клуч

    • Производња која се баве и производња и монтажа флексибилних ПЦБ-а , минимизирајући логистичку комплексност и комуникационе празнине.
    • Способност да се обезбеде брзе повратне петље и брзо решавање проблема.

Питања која треба поставити потенцијалном произвођачу флексибилних ПЦБ

Категорија

Пример питања

Искуство и способности

Колико година производите флексивне/тврдофлексивне ПЦБ? Да ли се носиш са великим бројем слојева и динамичком флексибилношћу?

Материјали и технологија

Које врсте полиимида и ФЦЦЛ материјала имате у залихама? Да ли нудиш флекс без лепила?

ДФМ и подршка

Да ли пружате преглед ДФМ-а и консултације о дизајну? Које онлине алате нудите за цитирање и проверу фајлова?

Савезни сертификати

Које сертификације имате (нпр. ИПЦ, ИСО, УЛ)? Да ли ћете поделити недавни резултате ревизије?

Монтажа и контрола влаге

Који су ваши процеси пре печења? Можете ли да поверите да можете да монтирате флексне кола са ЗИФ коннекторима?

Временско време и обим

Колико је времена за производњу прототипа? Можете ли да се проширите од једног прототипа до 100.000+ производних јединица?

Предности рано ангажовања са произвођачем

  • Препоруке за прилагођено спаљивање искористити своју библиотеку материјала и стручност процеса.
  • Боље ублажавање ризика откривањем проблема производње пре обраде алата.
  • Optimizovano трошкови и времена за реализацију кроз информисане компромисе.
  • Виша вероватноћа успешна производња у једној станици , од прототипа до масовне производње.

Студија случаја: Сијера Цирцитуитс Приступ

Сиера Цирцитутс је пример најбоље праксе индустрије, нудећи:

  • Потпуна инхаус флексивна и ригид-флексивна ПЦБ производња и монтажа.
  • Оштре консултације за ДФМ пре производње.
  • Напређени онлине алати за цитирање и избор материјала.
  • Производствени процеси у складу са ИПЦ-ом и управљање влагом.
  • Брзо прототипирање са доказаним мерилима на време испоруке.

Завршна контролна листа: Избор произвођача флексивних/ригид-флексивних ПЦБ

  • Доказано искуство са производњом динамичких флексивних и вишеслојних крутих флексивних ПЦБ
  • Инвентар напредних материјала, укључујући опције за полиимид и ФЦЦЛ
  • Скупне услуге за ДФМ и консултантске услуге пројектовања
  • ИСО и ИПЦ сертификација и транспарентан систем управљања квалитетом
  • Моћ производње и монтаже на једном месту
  • Докази о испуњавању времена за прототип брзог окретања
  • Чисте, детаљне опције цене и повећања количине

Кључни уроци и најбоље праксе

Dizajniranje i proizvodnja ригидно-флексибилни ПП је софистициран процес који захтева холистички приступод интелигентног избора материјала и дизајна наклањања до прецизног распореда и поузданих партнерских делова у производњи. Испод је кратки састав кључних тачака и најбољих пракси извлечених из индустријских стандарда и искуства на терену како бисте успели са својим следећим флексивним колама високих перформанси.

Sažetak ključnih tačaka

  • Разумејте потребе апликације: Одредите да ли ваш дизајн захтева статички или динамички флекс ... и не само. Динамички флексибилан захтев значито већи радијус огибања и чврстији бакар и материјали.
  • Придржавати се стандарда ИПЦ: Пратити IPC-2221, IPC-2223, IPC-6013, IPC-600, IPC-A-610 и J-STD-001 да се осигура да дизајн, производња и монтаж испуњавају строге захтеве индустрије.
  • Оптимизирајте радијус и однос окрива: Користите препоручене минималне радије савијања засноване на броју слојева и дебљини флекса како бисте избегли прерано оштећење.
  • Važan je materijal: Изаберите материјале као што су: диелектрични полимид, ваљан, нагреван бакар, без лепила FCCL , и одговарајућих затеживача за вашу апликацију.
  • Лайоут и рутинг: Путне траге паралелне завојима са глатким кривима, се крећу вишеслојним траговима, користе адекватне прстење, капљице за сузе и одржавају минималне пролазе од бушење до бакра.
  • Дизајн слојева: Употребити симетричне, равнослојне слојеве, посебне технике као што су повезивање књига или слојеви за ваздушне празнине, и заштитити флексне слојеве одговарајућим покривачима.
  • Уложите стручњаке у производњу рано: Партнер са произвођач флексибилних ПЦБ-а искуство у производњи кључ-на-клуч, брзе производње, пружање подршке пројектовању и придржавање ИПЦ стандарда.
  • Управљајте трошковима и промјеном: Потпуни, детаљни фабрички цртежи и рана ДФМ смањују превишавање трошкова и кашњења у производњи.

Рекомендација о најбољој пракси

Најбоља пракса

Зашто је важно

Рана консултација са произвођачем

Избегавајте редизајне, осигурајте производњу

Користите материјале и процесе који су у складу са ИПЦ

Усаглашавање са стандардима индустрије у погледу поузданости и квалитета

Одржите прави радијус окриве и дизајн неутралне осе

Максимално повећати животни век флексибилних кола

Приоритет ваљкане медни за динамичке флекс

Превиша дуктилност бакра за понављање савијања

Створити симетричне спаке

Смањити механички напор и деформацију

Оптимизацију траса рутинга и преко дизајна

Превенција механичких оштећења и проблема са сигналом

Изаберите произвођаче који имају флексибилну експертизу

Непрекориван прелаз од прототипа на производњу

Препоручени ресурси и алати

  • Преузмите Пројекат за производњу од поузданих добављача као што су Сијера Циркуитс.
  • Употреба онлине алати за складиштење и избор материјала да фино подесите импеданцу и механичке перформансе.
  • Употребите ПЦБ ЦАД софтвер са визуализација вишезоне и вијека способности.

ZAKLJUČNA MISAO

Dizajn Rigid-Flex PCB комбинује електричну прецизност са механичком неопходношћубалансирајући вишеслојне спајања, пажљив избор материјала и елегантно рутирање како би се створила чврста решења за најзахтљивије индустрије. Ако пажљиво примењујете стандарде, сарађујете са искусним произвођачима и држите се доказаних правила дизајна, ваш следећи флексиван или ригид-флексиван ПЦБ ће бити изузетно издржљив, ефикасан и производљив.

 

Добијте бесплатни цитат

Наш представник ће вас ускоро контактирати.
Е-маил
Име
Име компаније
Порука
0/1000