Rigid-flex iespiedshēmu plates (PCB) ir populāras to daudzpusības un izturības dēļ dažādās elektroniskās lietojumprogrammās. Šie dēļi ir pazīstami ar savu spēju izturēt lieces un vērpes spriegumus, vienlaikus saglabājot uzticamus elektriskos savienojumus.Šajā rakstā tiks padziļināti apskatīti materiāli, kas tiek izmantoti cieto elastīgo PCB, lai gūtu ieskatu to sastāvā un īpašībās. Atklājot materiālus, kas padara cietās elastīgās PCB par spēcīgu un elastīgu risinājumu, mēs varam saprast, kā tie veicina elektronisko ierīču attīstību.
1. Izprotietcieta-flex PCB struktūra：
Rigid-flex PCB ir iespiedshēmas plate, kas apvieno stingrus un elastīgus substrātus, veidojot unikālu struktūru. Šī kombinācija ļauj shēmām izmantot trīsdimensiju shēmas, nodrošinot dizaina elastību un telpas optimizāciju elektroniskām ierīcēm. Rigid-flex dēļu struktūra sastāv no trim galvenajiem slāņiem. Pirmais slānis ir cietais slānis, kas izgatavots no cieta materiāla, piemēram, FR4 vai metāla serdes. Šis slānis nodrošina PCB strukturālu atbalstu un stabilitāti, nodrošinot tā izturību un izturību pret mehānisko spriegumu.
Otrais slānis ir elastīgs slānis, kas izgatavots no tādiem materiāliem kā poliimīds (PI), šķidro kristālu polimērs (LCP) vai poliesters (PET). Šis slānis ļauj PCB saliekt, pagriezt un saliekt, neietekmējot tā elektrisko veiktspēju. Šī slāņa elastība ir būtiska lietojumprogrammām, kurās PCB ir jāiekļauj neregulārās vai šaurās vietās. Trešais slānis ir līmējošais slānis, kas savieno stingros un elastīgos slāņus. Šis slānis parasti ir izgatavots no epoksīda vai akrila materiāliem, kas izvēlēti, ņemot vērā to spēju nodrošināt spēcīgu saikni starp slāņiem, vienlaikus nodrošinot arī labas elektriskās izolācijas īpašības. Līmējošajam slānim ir būtiska nozīme cieto elastīgo plātņu uzticamības un kalpošanas laika nodrošināšanā.
Katrs cietās un elastīgās PCB struktūras slānis ir rūpīgi atlasīts un izstrādāts, lai atbilstu īpašām mehāniskās un elektriskās veiktspējas prasībām. Tas ļauj PCB efektīvi darboties plašā lietojumu klāstā, sākot no plaša patēriņa elektronikas līdz medicīnas ierīcēm un kosmosa sistēmām.
2. Materiāli, ko izmanto cietajos slāņos:
Cieto lokanu PCB slāņu konstrukcijā bieži tiek izmantoti vairāki materiāli, lai nodrošinātu nepieciešamo konstrukcijas atbalstu un integritāti. Šie materiāli ir rūpīgi atlasīti, pamatojoties uz to īpašajām īpašībām un veiktspējas prasībām. Daži no visbiežāk izmantotajiem materiāliem cietajiem slāņiem stingrās elastīgās PCB ir:
A. FR4: FR4 ir cieta slāņa materiāls, ko plaši izmanto PCB. Tas ir ar stiklu pastiprināts epoksīda lamināts ar izcilām termiskām un mehāniskām īpašībām. FR4 ir augsta stingrība, zema ūdens absorbcija un laba ķīmiskā izturība. Šīs īpašības padara to par ideālu stingru slāni, jo tas nodrošina izcilu PCB struktūras integritāti un stabilitāti.
B. Poliimīds (PI): poliimīds ir elastīgs karstumizturīgs materiāls, ko tā augstās temperatūras izturības dēļ bieži izmanto stingrās elastīgās plātnēs. Poliimīds ir pazīstams ar izcilajām elektriskās izolācijas īpašībām un mehānisko stabilitāti, kas padara to piemērotu lietošanai kā cietus slāņus PCB. Tā saglabā savas mehāniskās un elektriskās īpašības pat tad, ja tiek pakļauta ekstremālām temperatūrām, padarot to piemērotu plašam lietojumu klāstam.
C. Metāla serde: Dažos gadījumos, kad nepieciešama lieliska siltuma vadība, metāla serdes materiālus, piemēram, alumīniju vai varu, var izmantot kā stingru slāni cietās elastīgās PCB. Šiem materiāliem ir lieliska siltumvadītspēja, un tie var efektīvi izkliedēt ķēžu radīto siltumu. Izmantojot metāla serdi, stingras elastīgās plāksnes var efektīvi pārvaldīt siltumu un novērst pārkaršanu, nodrošinot ķēdes uzticamību un veiktspēju.
Katram no šiem materiāliem ir savas priekšrocības, un tas tiek izvēlēts, pamatojoties uz PCB dizaina īpašajām prasībām. Tādiem faktoriem kā darba temperatūra, mehāniskais spriegums un nepieciešamās siltuma pārvaldības iespējas ir svarīga loma, nosakot piemērotus materiālus stingru un elastīgu PCB cieto slāņu apvienošanai.
Ir svarīgi atzīmēt, ka materiālu izvēle cietajiem slāņiem stingrās elastīgās PCB ir būtisks projektēšanas procesa aspekts. Pareiza materiālu izvēle nodrošina PCB konstrukcijas integritāti, siltuma pārvaldību un vispārējo uzticamību. Izvēloties pareizos materiālus, dizaineri var izveidot cietas lokas PCB, kas atbilst dažādu nozaru, tostarp automobiļu, kosmosa, medicīnas un telekomunikāciju, stingrajām prasībām.
3. Elastīgajā slānī izmantotie materiāli:
Elastīgie slāņi stingrās elastīgās PCB atvieglo šo plākšņu lieces un locīšanas īpašības. Elastīgajam slānim izmantotajam materiālam jābūt ar augstu elastību, elastību un izturību pret atkārtotu liekšanu. Plaši izmantotie materiāli elastīgiem slāņiem ir:
A. Poliimīds (PI): Kā minēts iepriekš, poliimīds ir daudzpusīgs materiāls, kas kalpo diviem mērķiem cieto elastīgo PCB ražošanā. Elastīgajā slānī tas ļauj plāksnei saliekties un saliekties, nezaudējot elektriskās īpašības.
B. Šķidro kristālu polimērs (LCP): LCP ir augstas veiktspējas termoplastisks materiāls, kas pazīstams ar izcilām mehāniskajām īpašībām un izturību pret ekstremālām temperatūrām. Tas nodrošina izcilu elastību, izmēru stabilitāti un mitruma izturību stingras lokas PCB konstrukcijām.
C. Poliesteris (PET): poliesteris ir lēts, viegls materiāls ar labu elastību un izolācijas īpašībām. To parasti izmanto stingri elastīgiem PCB, kur rentabilitāte un mērenas lieces spējas ir kritiskas.
D. Poliimīds (PI): poliimīds ir plaši izmantots materiāls stingros un elastīgos PCB elastīgajos slāņos. Tam ir lieliska elastība, augsta temperatūras izturība un labas elektriskās izolācijas īpašības. Poliimīda plēvi var viegli laminēt, iegravēt un savienot ar citiem PCB slāņiem. Tie var izturēt atkārtotu locīšanu, nezaudējot elektriskās īpašības, padarot tos ideāli piemērotus elastīgiem slāņiem.
E. Šķidro kristālu polimērs (LCP): LCP ir augstas veiktspējas termoplastisks materiāls, ko arvien vairāk izmanto kā elastīgu slāni cietās elastīgās PCB. Tam ir lieliskas mehāniskās īpašības, tostarp augsta elastība, izmēru stabilitāte un lieliska izturība pret ekstremālām temperatūrām. LCP plēvēm ir zema higroskopiskums, un tās ir piemērotas lietošanai mitrā vidē. Tiem ir arī laba ķīmiskā izturība un zema dielektriskā konstante, kas nodrošina drošu veiktspēju skarbos apstākļos.
F. Poliesteris (PET): poliesteris, kas pazīstams arī kā polietilēntereftalāts (PET), ir viegls un rentabls materiāls, ko izmanto stingra loka PCB elastīgajos slāņos. PET plēvei ir laba elastība, augsta stiepes izturība un lieliska termiskā stabilitāte. Šīm plēvēm ir zema mitruma absorbcijas spēja un labas elektroizolācijas īpašības. PET bieži izvēlas, ja izmaksu efektivitāte un mērena lieces spēja ir galvenie PCB dizaina faktori.
G. Poliēterimīds (PEI): PEI ir augstas veiktspējas inženiertehniskā termoplastiska plastmasa, ko izmanto elastīgam, mīksta un cieta savienojuma PCB slānim. Tam ir lieliskas mehāniskās īpašības, tostarp augsta elastība, izmēru stabilitāte un izturība pret ekstremālām temperatūrām. PEI plēvei ir zema mitruma uzsūkšanās un laba ķīmiskā izturība. Tiem ir arī augsta dielektriskā izturība un elektriskās izolācijas īpašības, kas padara tos piemērotus prasīgiem lietojumiem.
H. Polietilēna naftalāts (PEN): PEN ir ļoti karstumizturīgs un elastīgs materiāls, ko izmanto stingra loka PCB elastīgajam slānim. Tam ir laba termiskā stabilitāte, zema mitruma absorbcija un lieliskas mehāniskās īpašības. PEN plēves ir ļoti izturīgas pret UV starojumu un ķīmiskām vielām. Viņiem ir arī zema dielektriskā konstante un lieliskas elektriskās izolācijas īpašības. PEN plēve var izturēt atkārtotu locīšanu un locīšanu, neietekmējot tās elektriskās īpašības.
I. Polidimetilsiloksāns (PDMS): PDMS ir elastīgs elastīgs materiāls, ko izmanto elastīgam mīksto un cieto kombinēto PCB slānim. Tam ir lieliskas mehāniskās īpašības, tostarp augsta elastība, elastība un izturība pret atkārtotu lieci. PDMS plēvēm ir arī laba termiskā stabilitāte un elektriskās izolācijas īpašības. PDMS parasti izmanto lietojumprogrammās, kurās nepieciešami mīksti, elastīgi un ērti materiāli, piemēram, valkājama elektronika un medicīnas ierīces.
Katram no šiem materiāliem ir savas priekšrocības, un elastīgā slāņa materiāla izvēle ir atkarīga no PCB dizaina īpašajām prasībām. Tādiem faktoriem kā elastība, temperatūras izturība, mitruma izturība, rentabilitāte un lieces spēja ir svarīga loma, nosakot piemērotu materiālu elastīgā slāņa stingrā lokanā PCB. Rūpīga šo faktoru apsvēršana nodrošina PCB uzticamību, izturību un veiktspēju dažādās lietojumprogrammās un nozarēs.
4. Līmes materiāli stingri elastīgos PCB:
Lai stingros un elastīgos slāņus savienotu kopā, cieto un elastīgo PCB konstrukcijā tiek izmantoti līmes materiāli. Šie savienojošie materiāli nodrošina uzticamu elektrisko savienojumu starp slāņiem un nodrošina nepieciešamo mehānisko atbalstu. Divi plaši izmantotie līmēšanas materiāli ir:
A. Epoksīda sveķi: Līmes uz epoksīda sveķu bāzes tiek plaši izmantotas to augstās saķeres stiprības un lielisko elektriskās izolācijas īpašību dēļ. Tie nodrošina labu termisko stabilitāti un uzlabo shēmas plates kopējo stingrību.
b. Akrils: Līmes uz akrila bāzes ir ieteicamas lietojumos, kur elastība un mitruma izturība ir ļoti svarīga. Šīm līmēm ir laba saķeres izturība un īsāks sacietēšanas laiks nekā epoksīdiem.
C. Silikons: uz silikona bāzes izgatavotās līmvielas parasti tiek izmantotas stingrās elastīgās plātnēs, jo tās ir elastīgas, lieliskas termiskās stabilitātes un ir izturīgas pret mitrumu un ķīmiskām vielām. Silikona līmes var izturēt plašu temperatūras diapazonu, padarot tās piemērotas lietojumiem, kuriem nepieciešama gan elastība, gan augstas temperatūras izturība. Tie nodrošina efektīvu savienojumu starp stingriem un elastīgiem slāņiem, vienlaikus saglabājot nepieciešamās elektriskās īpašības.
D. Poliuretāns: poliuretāna līmvielas nodrošina elastīguma un saķeres stiprības līdzsvaru stingrās elastīgās PCB. Tiem ir laba saķere ar dažādām pamatnēm un lieliska izturība pret ķīmiskām vielām un temperatūras izmaiņām. Poliuretāna līmes arī absorbē vibrācijas un nodrošina PCB mehānisko stabilitāti. Tos bieži izmanto lietojumprogrammās, kurām nepieciešama elastība un robustums.
E. UV cietinātie sveķi: UV cietinātie sveķi ir līmviela, kas ātri sacietē, pakļaujot ultravioleto (UV) gaismu. Tie piedāvā ātru līmēšanas un sacietēšanas laiku, padarot tos piemērotus liela apjoma ražošanai. UV cietinātie sveķi nodrošina lielisku saķeri ar dažādiem materiāliem, tostarp stingrām un elastīgām pamatnēm. Viņiem ir arī lieliska ķīmiskā izturība un elektriskās īpašības. UV cietinātos sveķus parasti izmanto stingri elastīgiem PCB, kur ātrs apstrādes laiks un uzticama savienošana ir ļoti svarīgas.
F. Spiedienjutīga līme (PSA): PSA ir līmējošs materiāls, kas veido saiti, kad tiek izmantots spiediens. Tie nodrošina ērtu, vienkāršu savienošanas risinājumu stingrās elastīgās PCB. PSA nodrošina labu saķeri ar dažādām virsmām, tostarp cietām un elastīgām pamatnēm. Tos var pārvietot montāžas laikā, un vajadzības gadījumā tos var viegli noņemt. PSA piedāvā arī izcilu elastību un konsekvenci, padarot to piemērotu lietojumiem, kuriem nepieciešama PCB locīšana un locīšana.
Secinājums:
Rigid-flex PCB ir mūsdienu elektronisko ierīču neatņemama sastāvdaļa, kas ļauj izveidot sarežģītus shēmu dizainus kompaktos un daudzpusīgos iepakojumos. Inženieriem un dizaineriem, kuru mērķis ir optimizēt elektronisko izstrādājumu veiktspēju un uzticamību, ir ļoti svarīgi izprast to konstrukcijā izmantotos materiālus. Šajā rakstā galvenā uzmanība ir pievērsta materiāliem, ko parasti izmanto cieto un elastīgo PCB konstrukcijā, tostarp stingriem un elastīgiem slāņiem un adhezīviem materiāliem. Ņemot vērā tādus faktorus kā stingrība, elastība, karstumizturība un izmaksas, elektronikas ražotāji var izvēlēties pareizos materiālus, pamatojoties uz to īpašajām pielietojuma prasībām. Neatkarīgi no tā, vai tas ir FR4 stingrajiem slāņiem, poliimīds elastīgiem slāņiem vai epoksīdsveķi līmēšanai, katram materiālam ir svarīga loma, nodrošinot cieto elastīgo PCB izturību un funkcionalitāti mūsdienu elektronikas nozarē.
Izlikšanas laiks: 16. septembris 2023
Atpakaļ
