Leiterplattentechnisch - Wesentliche Eigenschaften und Kostenanalyse von flexiblen Leiterplatten

1. Flexibility und reliability of flexible circuits

At present, Es gibt vier Arten von flexiblen Schaltungen: einseitig, doppelseitig, Mehrschichtige flexible Platten and starre flexible Platten.

1. Einseitige flexible Platte ist die niedrigsten Kosten bedruckte Pappe das keine hohe elektrische Leistung erfordert. In einseitiger Verdrahtung, Es sollte eine einseitige flexible Platte verwendet werden. Es hat eine Schicht chemisch geätzter leitfähiger Muster, und die leitfähige Musterschicht auf der Oberfläche des flexiblen Isoliersubstrats ist eine gewalzte Kupferfolie. Das isolierende Substrat kann Polyimid sein, Polyethylenterephthalat, Aramidcellulosesester und Polyvinylchlorid.

2. Die doppelseitige flexible Platte ist ein leitfähiges Muster, das durch Ätzen auf beiden Seiten des isolierenden Basisfilms hergestellt wird. Das metallisierte Loch verbindet die Muster auf beiden Seiten des Isoliermaterials, um einen leitfähigen Pfad zu bilden, um die Design- und Verwendungsfunktion der Flexibilität zu erfüllen. Die Abdeckfolie kann ein- und beidseitige Drähte schützen und anzeigen, wo die Komponenten platziert werden.

3. Mehrschichtige flexible Platte besteht darin, 3 oder mehrere Schichten einseitiger oder doppelseitiger flexibler Schaltungen zusammen zu laminieren und metallisierte Löcher durch Bohren und Galvanisieren zu bilden, um leitfähige Pfade zwischen verschiedenen Schichten zu bilden. Auf diese Weise entfällt ein komplizierter Schweißprozess. Mehrschichtschaltungen weisen große funktionale Unterschiede in Bezug auf höhere Zuverlässigkeit, bessere Wärmeleitfähigkeit und bequemere Montageleistung auf. Bei der Gestaltung des Layouts sollte der gegenseitige Einfluss von Baugruppengröße, Anzahl der Schichten und Flexibilität berücksichtigt werden.

4. Die traditionelle starr-flex Platte besteht aus starren und flexiblen Substraten, die selektiv zusammen laminiert werden. Die Struktur ist kompakt, und das Metallisierungsloch L bildet eine leitfähige Verbindung. Wenn sich auf der Vorder- und Rückseite einer Leiterplatte Komponenten befinden, ist eine Rigid-Flex-Platte eine gute Wahl. Aber wenn alle Komponenten auf einer Seite sind, ist es wirtschaftlicher, eine doppelseitige flexible Platte zu wählen und eine Schicht aus FR4 verstärktem Material auf der Rückseite zu laminieren.

5. Die flexible Schaltung der gemischten Struktur ist eine Art Mehrschichtplatte, und die leitfähige Schicht besteht aus verschiedenen Metallen. Eine 8-lagige Platine verwendet FR-4 als das innere Schichtmedium und Polyimid als das äußere Schichtmedium. Die Leitungen erstrecken sich aus drei verschiedenen Richtungen der Hauptplatine, und jede Leitung besteht aus einem anderen Metall. Konstantanlegierung, Kupfer und Gold werden als unabhängige Bleie verwendet. Diese Art von Hybridstruktur wird hauptsächlich in den niedrigen Temperaturbedingungen verwendet, wo die Beziehung zwischen elektrischer Signalumwandlung und Wärmeumwandlung und der elektrischen Leistung relativ hart ist, und es ist die einzig mögliche Lösung.

Es kann durch die Bequemlichkeit des internen Verbindungsdesigns und die Gesamtkosten bewertet werden, um das beste Preis-Leistungsverhältnis zu erreichen.

2. Wirtschaftlichkeit flexibler Schaltkreise

Wenn das Schaltungsdesign relativ einfach ist, das Gesamtvolumen nicht groß ist und der Raum geeignet ist, sind die meisten traditionellen internen Verbindungsmethoden viel billiger. Wenn die Schaltung kompliziert ist, viele Signale verarbeitet oder spezielle elektrische oder mechanische Leistungsanforderungen hat, sind flexible Schaltungen eine bessere Designwahl. Wenn die Größe und Leistung der Anwendung die Kapazität des starren Schaltkreises überschreiten, ist die flexible Montagemethode die wirtschaftlichste. Ein 12mil Pad mit 5mil Durchgangslöchern und einer flexiblen Schaltung mit 3mil Linien und Abständen kann auf einer Folie hergestellt werden. Daher ist es zuverlässiger, den Chip direkt auf der Folie zu montieren. Weil es keine Flammschutzmittel enthält, die eine Quelle für Ionenbohrverschmutzung sein können. Diese Folien können schützend sein und bei einer höheren Temperatur aushärten, um eine höhere Glasübergangstemperatur zu erhalten. Der Grund, warum flexible Materialien im Vergleich zu starren Materialien Kosten sparen, ist der Verzicht auf Steckverbinder.

Kostengünstige Rohstoffe sind der Hauptgrund für den hohen Preis flexibler Schaltungen. Der Rohstoffpreis variiert stark. Die Kosten für die Rohstoffe, die im preiswertesten flexiblen Polyester-Kreislauf verwendet werden, sind 1,5-mal so hoch wie die Rohstoffe, die im starren Kreislauf verwendet werden; Der flexible Hochleistungspolyimid-Schaltkreis ist 4-mal oder höher. Gleichzeitig erschwert die Flexibilität des Materials die Automatisierung der Verarbeitung während des Herstellungsprozesses, was zu einer Verringerung der Leistung führt; Im Endmontageprozess können Fehler auftreten, wie z.B. das Ablösen von flexiblem Zubehör und Abbruchlinien. Diese Art von Situation tritt eher auf, wenn das Design für die Anwendung nicht geeignet ist. Bei hohen Belastungen durch Biegen oder Umformen ist es oft notwendig, Bewehrungsmaterialien oder Bewehrungsmaterialien auszuwählen. Obwohl seine Rohstoffkosten hoch sind und die Herstellung lästig ist, verringert die faltbare, biegbare und mehrschichtige Spleißfunktion die Gesamtkomponentengröße, reduziert die verwendeten Materialien und reduziert die Gesamtmontagekosten.

Die flexible Schaltungsindustrie befindet sich in einer kleinen, aber rasanten Entwicklung. Das Polymerdickfilmverfahren ist ein effizientes und kostengünstiges Herstellungsverfahren. Bei diesem Verfahren werden leitfähige Polymertinten selektiv auf kostengünstige flexible Substrate gesiebt. Sein repräsentatives flexibles Substrat ist PET. Polymerdickfilmleiter umfassen seidengesiebte Metallfüllstoffe oder Kohlenstoffpulverfüllstoffe. Das Polymerdickfilmverfahren selbst ist sehr sauber, verwendet bleifreien SMT-Klebstoff und muss nicht geätzt werden. Aufgrund seiner Verwendung der additiven Technologie und der niedrigen Substratkosten beträgt Polymerdickfilmschaltung 1/10 des Preises der Kupferpolyimidfilmschaltung; Es ist 1/2 bis 1/3 des Preises der starren Leiterplatte. Das Polymerdickfilmverfahren eignet sich besonders für das Bedienfeld des Gerätes. In Mobiltelefonen und anderen tragbaren Produkten eignet sich das Polymerdickfilmverfahren zur Umwandlung von Komponenten, Schaltern und Beleuchtungseinrichtungen auf der Leiterplatte in eine Polymerdickfilmverfahren-Schaltung. Es spart nicht nur Kosten, sondern reduziert auch den Energieverbrauch.

Im Allgemeinen sind flexible Schaltungen tatsächlich teurer und teurer als starre Schaltungen. Bei der Herstellung flexibler Platten muss man sich in vielen Fällen damit auseinandersetzen, dass viele Parameter außerhalb des Toleranzbereichs liegen. Die Schwierigkeit bei der Herstellung flexibler Schaltungen liegt in der Flexibilität der Materialien.

3. Die Kosten flexibler Schaltungen

Trotz der oben genannten Kostenfaktoren sinkt der Preis für flexible Montage und nähert sich traditionellen starren Schaltungen. Der Hauptgrund ist die Einführung neuerer Materialien, verbesserte Produktionsprozesse und Strukturänderungen. Die aktuelle Struktur macht die thermische Stabilität des Produkts höher, und es gibt nur wenige Materialabweichungen. Einige neuere Materialien können aufgrund der dünneren Kupferschicht präzisere Linien erzeugen, wodurch die Komponenten leichter und besser für kleine Räume geeignet sind. In der Vergangenheit wurde die Kupferfolie im Walzverfahren auf das klebebeschichtete Medium geklebt. Kupferfolie kann heute ohne Klebstoff direkt auf dem Medium geformt werden. Diese Techniken können ein paar Mikron dicke Kupferschicht bekommen, 3m. 1 Präzisionslinien mit noch engeren Breiten. Nach dem Entfernen bestimmter Klebstoffe weist der flexible Kreislauf flammhemmende Eigenschaften auf. Dies kann den uL-Zertifizierungsprozess beschleunigen und die Kosten weiter senken. Die flexible Leiterplattenlötemaske und andere Oberflächenbeschichtungen reduzieren die Kosten für flexible Montage weiter.

In den nächsten Jahren, kleiner, komplexer, und teurere Flexschaltungen erfordern neue Montagemethoden, und hybride Flex-Schaltungen müssen hinzugefügt werden. Die Herausforderung für die Industrie für flexible Schaltkreise ist, seine technologischen Vorteile zu nutzen, um mit Computern Schritt zu halten, Fernkommunikation, Verbrauchernachfrage, und aktive Märkte. Darüber hinaus, Flexible Schaltungen spielen eine wichtige Rolle im bleifreien Betrieb.