Elastyczne płytki PCB wzięły przemysł szturmem. Choć pojawiły się nagle, nie trzeba było długo czekać, aby stały się niezwykle popularne wśród użytkowników.
W tym artykule omawiamy możliwości rozwoju i wyzwania związane z elastycznymi płytami PCB. Opowiemy o korzyściach płynących z zastosowania płytek flex, a także o materiałach i technologiach wykorzystywanych w procesie ich tworzenia.
Czytaj dalej, aby poszerzyć swoją wiedzę i dowiedzieć się, jak skutecznie radzić sobie z różnymi wyzwaniami!
1、Dlaczego elastyczne płytki drukowane są tak popularne?
Statystyki są jasne i wskazują, że produkcja elastycznych obwodów drukowanych wzrasta każdego dnia. Intrygujące jest to, że stały się one popularne teraz, mimo że elastyczne obwody drukowane zostały po raz pierwszy użyte w latach 50-tych. Czy zastanawiałeś się kiedyś, w czym tkwi sekret ich popularności?
Duża liczba użytkowników uważa je za atrakcyjne z następujących powodów:
- Zdolność do zginania - podstawowa zaleta jest oczywista, ale i najważniejsza.
- Zwiększona niezawodność - mała ilość (lub eliminacja) złączy, połączeń lutowanych i innych połączeń interfejsowych sprawia, że płytki te są bardziej niezawodne.
- Cienkie i lekkie - zapewniając elastyczność, producenci znaleźli również sposób na zmniejszenie rozmiarów i wagi elastycznych PCB. Dzięki temu łatwiej jest je zmieścić w ograniczonych przestrzeniach.
- Odpowiednie do wysokich temperatur - elastyczne materiały mogą lepiej odprowadzać ciepło niż materiały stosowane w sztywnych płytkach. Lepsze zarządzanie termiczne jest również możliwe dzięki odporności na kwasy, oleje i promieniowanie UV.
- Przystępny koszt - matematyka jest prosta i mówi, że zapłacisz mniej za mniejszą płytkę PCB. Nawet jeśli wiele płyt flex ma dużą gęstość, ogólny koszt jest zazwyczaj przystępny.
- Trwałość - to zawsze zależy od wybranych materiałów, ale elastyczne płytki PCB mogą być bardzo trwałe. Dlatego też niektóre z nich są używane w zastosowaniach medycznych i wojskowych.
Obraz 1: Ilustracja płytki drukowanej z napisem "flexible" nad nią
2、Wyzwania związane z projektowaniem elastycznych płytek drukowanych dla produktów noszonych
Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się nad zastosowaniami, które wykorzystują elastyczne płytki drukowane? Takie płytki PCB można spotkać w różnych branżach, od medycznej po rozrywkową. Jest jednak jedna rzecz, która łączy wszystkie te branże - produkty nadające się do noszenia!
To właśnie technologia wearable spowodowała ogromny wzrost zapotrzebowania na elastyczne płytki PCB. Istnieje duże prawdopodobieństwo, że masz wokół siebie przynajmniej jedną płytkę elastyczną. Może to być Twój smartfon lub smartwatch, który sam zrobiłeś.
Płytka drukowana zaprojektowana dla produktu typu wearable musi być kompaktowa, ponieważ użytkownik nie powinien być w stanie jej zauważyć. Może to mieć wpływ zarówno na projekt, jak i na wydajność. Jeśli nosisz smartwatch, nie chciałbyś, aby jego płytka drukowana była widoczna, i jest to całkiem logiczne.
Płytki przeznaczone do produktów noszonych często mają specyficzne projekty. Niektóre aplikacje wymagają, aby płytki PCB były eliptyczne, a inne okrągłe. Częściej niż rzadziej, napotkasz kształt, którego nie możesz uznać za "zwykły".
Dlatego też największym wyzwaniem dla projektantów jest trasowanie i rozmieszczanie. Muszą być kreatywni, aby zapewnić, że mogą umieścić wszystko prawidłowo, nawet jeśli mają do dyspozycji ograniczoną przestrzeń.
Obraz 2: Elektroniczne obwody elastyczne
3、Materiały i technologie dla elastycznych PCB
Wydajność płytki drukowanej zawsze ma wiele wspólnego z materiałami użytymi podczas jej projektowania. Dlatego też identyfikacja nowych i ulepszanie istniejących materiałów jest sposobem na zwiększenie elastyczności PCB.
Przemysł obwodów drukowanych zawsze pracuje nad wprowadzaniem pozornie niewielkich innowacji. Mogą to być ulepszenia w foliach metalowych, klejach stosowanych w warstwach pokrycia lub w innych obszarach.
Należy zauważyć, że producenci nie biorą pod uwagę tych samych rzeczy przy wyborze materiałów dla elastycznych i sztywnych obwodów drukowanych. W przypadku elastycznych obwodów drukowanych, integralną kwestią staje się zarządzanie termiczne, jak również możliwość zginania materiału.
Oprócz stosowania ulepszonych materiałów, innym sposobem na ulepszenie elastycznych płytek drukowanych jest zastosowanie nowych technologii w procesie projektowania i montażu. Technologia mikro przelotek jest jedną z ostatnich głównych innowacji w branży. W tym momencie nie można znaleźć lepszego podejścia do galwanizacji, wytrawiania i łączenia.
Mimo, że stosowanie metody micro via jest wyzwaniem, wielu producentów doprowadziło ją do perfekcji. To właśnie doświadczenie sprawia, że są oni w stanie poradzić sobie ze wszystkimi wyzwaniami związanymi z tą częścią procesu produkcyjnego.
Należy pamiętać, że jest jeszcze wiele miejsca na dalsze udoskonalanie elastycznych płytek. Wiele aplikacji czeka na rozwiązanie związane z ich specyficznymi problemami. Na przykład, aplikacje oświetlenia LED mogłyby skorzystać na znalezieniu materiału, który będzie miał jeszcze lepszą odporność termiczną.
Zdjęcie 3: Elastyczna płytka drukowana trzymana przez ludzką rękę
4、Wspólne problemy w projektowaniu elastycznych PCB
Nie jest łatwo zaprojektować elastyczną płytkę, zwłaszcza jeśli przez lata projektowałeś sztywne PCB. Brak praktyki może prowadzić do problemów lub błędów w procesie projektowania.
Poniżej znajduje się przegląd niektórych typowych problemów, które zdarzają się podczas projektowania elastycznych płytek PCB:
- Niewystarczające otwarcie maski lutowniczej lub otworów na nakładki - różne etapy procesu mogą zmienić wygląd elastycznej płytki. Trawienie i galwanizacja mogą zmienić kształt płytki PCB, dlatego należy upewnić się, że otwory na nakładki mają odpowiednią szerokość.
- Bliskość spoin lutowniczych i miejsca gięcia - jest to dość proste - spoina lutownicza powinna znajdować się w wymaganej odległości od miejsca gięcia. Zbyt bliskie ich położenie może spowodować rozwarstwienie lub pęknięcie lutu.
- Rozstaw padów lutowniczych - eksperci zalecają zapewnienie odpowiedniej przestrzeni pomiędzy padami a sąsiadującymi z nimi ścieżkami przewodzącymi, w przeciwnym razie może dojść do utraty laminacji.
Obrazek 4: Kroki do skutecznego rozwiązania problemu
5、Obecne wyzwania w rozwoju elastycznych i sztywnych obwodów drukowanych
Wszystko zaczęło się od sztywnych płytek PCB, ale przemysł zaczął stopniowo zmierzać w kierunku elastyczności. Dziś mamy płyty, które są całkowicie giętkie, ale także takie, które łączą w sobie najlepsze cechy obu światów. Są to tak zwane sztywne płytki drukowane typu flex.
Prawda jest taka, że te płytki borykają się z podobnymi problemami i przynoszą te same korzyści, co elastyczne PCB. Na przykład, są one zazwyczaj cieńsze i lżejsze niż płytki sztywne, a także mogą się zginać. Jednak ich zdolność do zginania nie jest zwykle tak imponująca, ale może przyczynić się do zwiększenia wydajności płyty w inny sposób.
W przypadku sztywnych płyt PCB należy starannie dobierać materiały. Ponieważ będziesz łączył warstwy elastyczne i sztywne, ważne jest, aby były one odpowiednio dopasowane. Dlatego projektanci starannie dobierają materiały podłoża przy projektowaniu płyt flex-rigid.
Ci, którzy projektują sztywno-elastyczną płytkę PCB muszą również wziąć pod uwagę inne kwestie, takie jak rozmiar, waga i niezawodność płytki. Ale nie chodzi tylko o wybór odpowiednich materiałów. Istotne jest również upewnienie się, że producent dysponuje sprzętem niezbędnym do przekształcenia projektu w rzeczywistość. Można zaprojektować najlepszą płytkę drukowaną na świecie, ale będzie ona niewiele warta, jeśli nikt nie będzie dysponował technologią potrzebną do jej zmontowania.
Obecnie projektanci chętnie stosują elastyczne CCL z lub bez adhezji, o ile płytki flex-rigid mają do ośmiu warstw. Konieczne jest również skupienie się na osadzeniu kondensatora i rezystora w sztywnej części płytki. Jest to najlepszy sposób na uniknięcie sytuacji, w której będą one miały wpływ na działanie części elastycznej. Wbudowana struktura może być wyzwaniem podczas procesu projektowania, a przemysł stale poszukuje lepszych rozwiązań w tym zakresie.
Zdjęcie 5: Znak przedstawiający dwa pasy ruchu - sztywny i elastyczny
6、Jakie są przyszłe trendy w elastycznych płytkach PCB?
Obraz 6: Elektroniczna elastyczna płytka PCB
Zawsze ciekawie jest próbować przewidzieć przyszłość danej branży. O ile jest oczywiste, że płytki PCB będą nadal integralną częścią produktów elektronicznych, co stanie się z płytami elastycznymi?
Oto kilka przewidywań, które naszym zdaniem się spełnią:
- Będziemy nadal widzieć mniejsze i cieńsze, elastyczne płytki.
- Płytki PCB będą zdolne do pracy z większą prędkością przetwarzania danych.
- Płytki będą w stanie osiągnąć jeszcze większą gęstość niż obecnie.
- Możliwa będzie możliwość wykorzystania płyt w jeszcze wyższej temperaturze.
7、Why Do You Need a Reliable Flexible PCB Manufacturer?
Obraz 7: Detal z wnętrza fabryki PCB
Jeśli chcesz mieć pewność, że proces montażu przebiega bezproblemowo, musisz znaleźć producenta, który może spełnić Twoje wymagania dotyczące elastycznych płyt PCB.
Pierwszą rzeczą, którą należy się upewnić, jest posiadanie przez firmę odpowiedniego sprzętu do montażu płyty. Następnie należy sprawdzić, czy personel jest wystarczająco doświadczony, aby poradzić sobie z wyzwaniem, jakim jest produkcja elastycznych płyt.
OurPCB jest producentem PCB z wieloletnim doświadczeniem w projektowaniu prostych i złożonych obwodów drukowanych. Firma posiada nowoczesny sprzęt i wykwalifikowanych inżynierów, którzy pracowali nad setkami projektów montażu elastycznych płytek drukowanych.
Firma gwarantuje:
- Podążanie za Twoimi instrukcjami i pragnieniami do najmniejszego szczegółu.
- Wybór najlepszego materiału dla danego zastosowania i budżetu.
- Zmontowanie i dostarczenie płytki w określonym czasie.
- Zapewnienie wsparcia podczas całego procesu i odpowiedzi na wszystkie pytania w dowolnym momencie.
Jeśli potrzebujesz elastycznej płytki, nie wahaj się skontaktować z OurPCB. Otrzymasz wycenę w ciągu kilku godzin, a współpraca z firmą będzie przyjemnym doświadczeniem od pierwszej chwili!
Elastyczne płytki PCB osiągnęły wysoki poziom niezawodności i wydajności, a imponujące jest to, że mają one jeszcze wiele miejsca do poprawy.
Osoby poszukujące płytek flex powinny jednak mieć świadomość, że na drodze do zaprojektowania i złożenia niezawodnej płytki PCB stoi wiele wyzwań. Dlatego tak ważne jest, aby szukać producenta, który dysponuje odpowiednim sprzętem i inżynierami zdolnymi do sprostania wyzwaniom związanym z montażem płyty, jakiej potrzebuje dana aplikacja!