Leiterplattentechnisch - Funktion und Rolle des FPC

Diskussionen über die Merkmale, Vorteile und Auswirkungen von FPC von verschiedenen Parteien im Design, Herstellung und Anwendung flexibler Schaltungen.

1. Die Eigenschaften von flexiblen Schaltungen

Der flexible Schaltkreis ist klein und leicht im Gewicht. Das ursprüngliche Design der flexiblen Leiterplatte besteht darin, den größeren Kabelbaum zu ersetzen. Auf modernen Baugruppen elektronischer Geräte sind flexible Schaltungen meist die einzige Lösung, um die Anforderungen an Miniaturisierung und Mobilität zu erfüllen. Flexible Schaltungen (manchmal auch flexible gedruckte Schaltungen genannt) sind Kupferschaltungen oder gedruckte Polymerdickfilmschaltungen, die auf einem Polymersubstrat geätzt werden. Für dünne, leichte, kompakte und komplexe Geräte reichen die Designlösungen von einseitig leitfähigen Leitungen bis hin zur komplexen mehrschichtigen dreidimensionalen Montage. Das Gesamtgewicht und das Volumen der flexiblen Baugruppe sind 70% kleiner als die traditionelle Runddrahtbaummethode. Flexible Schaltungen können auch ihre Festigkeit erhöhen, indem verstärkte Materialien oder Liner verwendet werden, um zusätzliche mechanische Stabilität zu erreichen.

Der Einsatz flexibler Komponenten nimmt rasant zu. Strataflex Hudson, President und General Manager von NH Jim Barry, sagte: "Fast, wenn Sie heute ein Elektrogerät abholen, finden Sie darin eine flexible Gruppe?". Öffnen Sie eine 35mm Kamera und es gibt 9 bis 14 Unterschiede darin. Die flexible Schaltung der Kamera wird kleiner und funktioneller. Die einzige Möglichkeit, die Größe zu reduzieren, besteht darin, mehr filiale Komponenten, feinere Linien, engere Neigungen und biegsame Objekte zu haben. Schrittmacher, medizinische Geräte, Videos Kameras, Hörgeräte, tragbare Computer – fast alles, was wir heute verwenden, hat flexible Schaltkreise."

2. Die Vorteile und Auswirkungen flexibler Schaltungen

2.1 Flexibilität und Zuverlässigkeit von flexiblen Schaltungen

Doppelseitige flexible Platte ist ein leitfähiges Muster, das durch Ätzen auf beiden Seiten der Basisfolie 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 doppelseitige Drähte schützen und anzeigen, wo die Komponenten platziert werden.

Mehrschichtige flexible Platte besteht darin, drei oder mehr Schichten einseitiger flexibler Schaltung oder doppelseitiger flexibler Schaltung durch Bohren und Galvanisieren miteinander zu laminieren, um metallisierte Löcher zu bilden und leitfähige Pfade zwischen verschiedenen Schichten zu bilden. Auf diese Weise entfällt ein komplizierter Schweißprozess. Al Balzano, Vice President und General Manager von Basic Electronics in Garden Grove, Kalifornien, sagte: "Mehrschichtige Schaltungen haben große funktionale Unterschiede in Bezug auf höhere Zuverlässigkeit, bessere Wärmeleitfähigkeit und einfachere Montageleistung." Obwohl die Anzahl der leitenden Schichten für diesen flexiblen Typ unbegrenzt sein kann, Um eine einfache Montage bei der Gestaltung des Layouts zu gewährleisten, sollte der gegenseitige Einfluss von Baugruppengröße, Anzahl der Schichten und Flexibilität berücksichtigt werden.

Die traditionelle Rigid-Flex-Platte besteht aus starren und flexiblen Substraten, die selektiv miteinander laminiert werden. Die Struktur ist kompakt, und die leitfähige Verbindung wird mit metallisierten Löchern gebildet. Mario Amalfitano, International Sales Manager von Aero Flexible Ciruitry in Torrance, Kalifornien, kommentiert: "Wenn Ihre Platine Komponenten auf der Vorder- und Rückseite hat, ist Rigid-Flex-Platine eine gute Wahl. Aber wenn alle Komponenten auf einer Seite sind, ist es wirtschaftlicher, eine doppelseitige flexible Platine zu wählen und eine Schicht FR-4 verstärkten Materials auf der Rückseite zu laminieren. FR-4 wird keine elektrischen Verbindungen mit metallisierten Löchern oder effektiven flexiblen Schaltungen bilden, sondern nur Verstärkung. Dies nicht nur Erhöht die Zuverlässigkeit, reduziert aber auch die Schäden im Herstellungsprozess oder dem Prozess der Installation von Komponenten oder nach der Installation der Komponenten. "Amalfitano schlägt vor, dass der Hersteller unter Berücksichtigung von Zuverlässigkeit und Preisfaktoren versuchen sollte, die Anzahl der Schichten so gering wie möglich zu halten.

Die flexible Schaltungsindustrie befindet sich in einer kleinen, aber schnellen Entwicklung. The polymer thick film method (PTF) is an efficient and low-cost production process for circuit boards. Das Verfahren besteht darin, leitfähige Polymertinten selektiv auf einem billigen flexiblen Substrat zu drucken. Sein repräsentatives flexibles Substrat ist PET. PTF-Leiter umfassen seidengesiebte Metallfüllstoffe oder Kohlenstoffpulver-Füllstoffe. Das PTF selbst ist sehr sauber, mit bleifreiem SMT-Kleber, kein Ätzen erforderlich. Al Hollenbeck, Technischer Direktor von Poly-Flex in RI Cranstom, sagte: "Wegen des Einsatzes additiver Verfahren und kostengünstiger Substrate, PTF-Schaltungen sind zehnmal billiger als Kupfer-Kapton-Schaltungen und 2-3-mal billiger als PCBs. PTF ist besonders geeignet für das Bedienfeld der Ausrüstung wegen seiner niedrigen Kosten und der einfachen Montage und des Austauschs unter dem flachen Grafikpanel. Auf Mobiltelefonen und anderen tragbaren Produkten, PTF eignet sich zum Umrüsten der Bauteile, Schalter und Beleuchtungseinrichtungen am Hauptplatine für Leiterplatten in PTF-Schaltung. Es spart nicht nur Kosten, reduziert aber auch den Energieverbrauch.

Ob die Struktur dieser flexiblen Schaltkreise Kosten spart und ob sie optimal genutzt werden, lässt sich anhand der Bequemlichkeit des Verbindungsdesigns und der Gesamtkosten beurteilen.. George Serpa ist Lohnhersteller von Flextronics International in San Jose, Califonia.kgm. As a senior product R&D engineer, Ich habe ein gutes Verständnis für flexible Baugruppen. "Die gesamte Art der Zusammenschaltung ist anders. Mobiltelefone sind in Blocklayout; Laptops in XY-Ausrichtung; Drucker sind in Starrflex-Leiterplatte Format. Diese Produkte werden aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlichen Preisen hergestellt, um die Kosten für Verbindungsleitungen zu reduzieren. Jedes Design muss typologisch bewertet werden, um das beste Preis-Leistungs-Verhältnis zu erreichen."

2.2 Die Wirtschaftlichkeit flexibler Schaltkreise

Kostengünstige Rohstoffe sind der Hauptgrund für den hohen Preis flexibler Schaltungen. Joseph DiPalermo, Application Engineering Manager von Parlex, Maß., in Methuen, sagte: "Der Preis der Rohstoffe variiert stark. Die Kosten für den flexiblen Polyester-Kreislauf mit den niedrigsten Rohstoffkosten betragen das 1,5-fache des verwendeten Rohstoffs; Hochleistungspolyimid. Flexible Kreisläufe sind bis zu 4-fache oder höher. Gleichzeitig erschwert die Flexibilität des Materials die Automatisierung der Verarbeitung während des Herstellungsprozesses, was zu einer Verringerung der o utput; Fehler können in der Endmontage auftreten, wie z.B. das Ablösen von flexiblem Zubehör, Linienbrüche. Diese Art von Situation tritt eher auf, wenn das Design für die Anwendung nicht geeignet ist. Unter der hohen Belastung durch Biegen oder Umformen ist es oft notwendig, Verstärkungs- oder Verstärkungsmaterialien zu wählen. "Obwohl die Rohstoffe teuer sind und die Herstellung lästig ist, glaubt DiPalermo immer noch, dass faltbare, biegbare und mehrschichtige Spleißfunktionen die Größe der Gesamtmontage verringern, die verwendeten Materialien reduzieren und die Gesamtmontagekosten senken werden.

2.3 Die Kosten für flexible Schaltungen werden weiter reduziert

Trotz der oben genannten Kostenfaktoren, der Preis der flexiblen Montage sinkt, dem traditionellen PCB. Dies ist vor allem auf die Einführung neuerer Materialien zurückzuführen, Verbesserung der Produktionsprozesse und Strukturänderungen. Nachdem der Klebstoff aus dem flexiblen Kreislauf entfernt wurde, Der flexible Kreislauf ist flammhemmend. Dies kann den UL-Zertifizierungsprozess beschleunigen und die Kosten weiter senken. Wenn flexible Schaltkreise sich von den ersten militärischen industriellen Anwendungen zu zivilen Anwendungen und Verbraucheranwendungen schnell weiterentwickeln, Noch wichtiger ist die UL-Zertifizierung. Die flexible Platinenlötemaske und andere Oberflächenbeschichtungen reduzieren die Kosten für flexible Montage weiter. Barry glaubt immer, dass in den letzten zehn Jahren, Einige dieser neuen Materialien und Verfahren haben die Kosten erheblich gesenkt. Zur gleichen Zeit, Gerade weil solche Produkte weithin anerkannt und gefordert wurden, sinken auch die Kosten für flexible Materialien.

In den nächsten Jahren werden flexible Schaltungen, die filialer, komplexer und teurer zu montieren sind, eine neuartigere Montage erfordern, und hybride flexible Schaltungen müssen hinzugefügt werden. Die Herausforderung für die flexible Schaltungsindustrie besteht darin, ihre technologischen Vorteile zu stärken und mit Computern, Telekommunikation, Verbrauchernachfrage und aktiven Märkten Schritt zu halten. Darüber hinaus spielen flexible Schaltungen eine wichtige Rolle im bleifreien Betrieb.