Công nghệ PCB - Tìm hiểu về Rigid Flexible Circuit Board

Trước khi đi vào sản xuất, bạn có thể sử dụng một máy tính trở kháng để xác định trở kháng đặc trưng của mạch linh hoạt (. Các nhà sản xuất của mạch linh hoạt có thể giúp bạn với các tính toán của bạn, hoặc bạn có thể mua hoặc tải về một máy tính trở kháng. Một số yếu tố ảnh hưởng đến các đặc tính của trở kháng PCB linh hoạt, các yếu tố chính bao gồm:

Hằng số điện môi của vật liệu cách điện để xây dựng mạch

Chiều rộng của dấu vết mang tín hiệu

Khoảng cách giữa dấu vết tín hiệu và lớp mặt phẳng tham chiếu

Độ dày của dấu vết mang tín hiệu

Khoảng cách giữa các dấu vết tín hiệu trong ứng dụng trở kháng vi sai

Tiêu chuẩn hai lớp mạch knot

Các yêu cầu trở kháng phổ biến nhất là 50 ohms đến 75 ohms (một đầu) hoặc 100 ohms đến 110 ohms cho tín hiệu khác biệt. Nếu bạn muốn đạt được giá trị trở kháng này trong mạch linh hoạt, bạn cần sử dụng vật liệu cách nhiệt dày hơn bình thường, do đó làm cho toàn bộ mạch dày hơn và dày hơn.

: Độ dày của một phần trở kháng có kiểm soát của sơ đồ cấu trúc hai lớp có yêu cầu trở kháng cao hơn tăng lên và do đó linh hoạt

Lớp phẳng và lớp che chắn

Lớp mặt phẳng tham chiếu và lớp che chắn bên ngoài đóng một vai trò quan trọng trong việc kiểm soát trở kháng và tính toàn vẹn của tín hiệu. Các nhà sản xuất có thể thêm các lớp phẳng bằng cách sử dụng:

Thêm lớp đồng khắc

In màn hình nhựa epoxy dẫn điện hoặc mực dẫn điện

Màng dẫn điện nhiều lớp

Đối với các mặt phẳng bên trong cần được kết nối thông qua các lỗ mạ, cần có một lớp mặt phẳng đồng làm lớp mặt phẳng tiêu chuẩn. Các lớp đồng phẳng có thể cho phép mạch linh hoạt duy trì hình dạng tiền hình thành tốt hơn, trong khi nhựa epoxy dẫn điện lưới hoặc mực dẫn điện với màng dẫn điện nhiều lớp có thể tăng cường tính linh hoạt của mạch linh hoạt.

Thanh thép tấm

Một cách tiếp cận thông minh là sử dụng các tấm gia cố cơ học để làm cứng các bộ phận SMT, đầu nối và các khu vực thiết bị đầu cuối khác trên mạch linh hoạt. Các nhà sản xuất mạch linh hoạt có thể thêm các tấm gia cố có độ dày bất kỳ được làm từ các tấm laminate thủy tinh epoxy (FR-4) hoặc màng polyimide. Trong các ứng dụng SMT, các tấm gia cố nên được thêm vào phía đối diện của các thành phần SMT. Trong các kết nối thông qua lỗ và các ứng dụng thông qua lỗ khác, các tấm gia cố nên được thêm vào cùng một mặt của đầu nối hoặc cụm thông qua lỗ. Thêm một tấm gia cố vào khu vực kết nối đòi hỏi các lỗ nhỏ phù hợp với không gian mà đầu nối chiếm. Các lỗ nhỏ trên bảng gia cố phải lớn hơn ít nhất 0,015 so với đường kính lỗ thông qua trên mạch".

Đĩa cách ly nhiệt

Một miếng đệm cách ly nhiệt nên được sử dụng trên mỗi miếng được bao quanh bởi một lượng lớn đồng. Các khu vực rộng lớn của đồng làm tiêu tan nhiệt từ đĩa không cách nhiệt, làm cho việc hàn trở nên khó khăn.

Hướng dẫn thiết kế mạch Rigid Flex

Cho rằng mạch cứng linh hoạt là mạch lai kết hợp PCB cứng và PCB linh hoạt với nhau, có những hướng dẫn đặc biệt cho loại cấu trúc này.

Mạch cứng - linh hoạt điển hình

Trên mạch cứng - linh hoạt, đảm bảo rằng tất cả các lỗ mạ đều nằm trong khu vực cứng (lỗ mạ không nên xuất hiện trong khu vực linh hoạt);

Làm rõ việc sử dụng các vật liệu linh hoạt không dính và liệu sự kết hợp linh hoạt cứng nhắc được thiết kế để sử dụng cấu trúc phủ "cắt" hay cấu trúc phủ "bikini". Keo acrylic là điểm yếu chết người duy nhất của các lỗ mạ trên các mạch cứng và linh hoạt. Tránh sử dụng keo acrylic trong khu vực mạ lỗ có thể cải thiện đáng kể độ tin cậy của mạ lỗ;

Các khu vực cứng kết nối bằng mạch linh hoạt phải cách nhau ít nhất 0,375 ", tốt nhất là 0,5" hoặc lớn hơn;

Sử dụng cấu trúc "không liên kết" để tăng tính linh hoạt. Khi sử dụng cấu trúc không liên kết trên mạch trở kháng được kiểm soát, hãy đảm bảo rằng lớp tín hiệu và lớp mặt phẳng tham chiếu đã được liên kết với nhau. Khi mạch bị cong, khu vực không liên kết sẽ bị cong. Nếu lớp tín hiệu và lớp tham chiếu không được kết hợp với nhau, sẽ có sự không phù hợp trở kháng; Sau khi chỉ định tấm chịu lực hoặc "pallet" để lắp đặt thành phần, hãy liên hệ với nhà sản xuất để đảm bảo rằng tấm chịu lực có thể lắp đặt hiệu quả tấm gia công của nó, nếu không sẽ dẫn đến tăng chi phí đáng kể.

Các yếu tố quyết định chi phí

Tất cả các nhà thiết kế đang tìm kiếm những cách thích hợp để giảm chi phí mà không ảnh hưởng đến hiệu suất. Nghiên cứu của IPC cho thấy các quyết định được đưa ra bởi các nhà thiết kế PCB sẽ ảnh hưởng đến 75% chi phí mạch. Điều quan trọng đối với các nhà thiết kế mạch linh hoạt là phải hiểu những gì có thể làm tăng giá trị và những gì chỉ làm tăng chi phí. Các nhà thiết kế không bao giờ nên hy sinh độ tin cậy để tiết kiệm chi phí. Đồng thời, nhiều mạch linh hoạt được chỉ định là không cần thiết và chỉ làm tăng chi phí mà không làm tăng giá trị gia tăng. Các tính năng sau đây là những động lực chính dẫn đến tăng chi phí mạch.

Số lớp bảng mạch: Tăng số lớp cũng có thể dẫn đến tăng chi phí. Tăng số lượng lớp có nghĩa là sử dụng nhiều vật liệu hơn và thời gian xử lý. Các mạch linh hoạt hoặc cứng nhắc với nhiều lớp gia công có thể gặp phải những thách thức kỹ thuật rất lớn dẫn đến giảm sản lượng.

Kích thước và hình dạng mạch: Hầu hết các mạch linh hoạt được thực hiện ở dạng câu đố. Các mạch chiếm diện tích lớn hơn trên bảng câu đố, chi phí càng cao. Có một số ví dụ cho thấy ngay cả những thay đổi nhỏ về hình dạng mạch có thể tiết kiệm rất nhiều tiền. Những thay đổi nhỏ trong hình dạng mạch linh hoạt cũng có thể làm cho việc lồng các mạch linh hoạt trên bảng câu đố hợp lý hơn, do đó có thể thêm hai mạch nữa vào mỗi bảng câu đố.

Loại mạch (ví dụ: so sánh loại 3 và 4): Các mạch linh hoạt cứng nhắc thường đắt hơn các mạch linh hoạt nhiều lớp với các tấm gia cố. Kiểm tra thiết kế của bạn để xác định xem ứng dụng có yêu cầu cấu trúc mạch cứng và linh hoạt hay sử dụng PCB nhiều lớp với bảng gia cố là đủ. Nếu cần thiết, bạn có thể gọi cho nhà sản xuất PCB linh hoạt

Cấp mạch (ví dụ: so sánh cấp độ 3 và 2): Các mạch cấp độ 3 yêu cầu kiểm tra bổ sung, kiểm tra và các yêu cầu cấu trúc cụ thể, do đó sẽ tốn kém hơn. Xem các yêu cầu của ứng dụng để xác định mức độ mạch linh hoạt để sử dụng

Kích thước được sử dụng trong bản vẽ là quá lớn hoặc quá nghiêm ngặt: Hãy nhớ rằng bạn đang mua một mạch linh hoạt, không phải là một bộ phận gia công. Các vật liệu được sử dụng để sản xuất các mạch linh hoạt có dung sai lỏng lẻo hơn các vật liệu PCB cứng, cũng được cho phép. Mỗi kích thước được thêm vào bản vẽ cần được xác minh, vì vậy bạn phải tự hỏi: "Kích thước này sẽ mang lại thêm giá trị hay chỉ thêm chi phí?"

Số lượng lớp trong khu vực mạ lỗ khác nhau: tất cả các khu vực có lỗ mạ phải có cùng số lượng lớp và cấu trúc

Lớp phủ bề mặt khác nhau: Mặc dù có nhiều lớp phủ bề mặt khác nhau có thể được sử dụng, nhưng thông thường phương pháp này đòi hỏi một loạt các hoạt động mặt nạ thủ công, do đó cũng làm tăng chi phí

Tính năng: Do kích thước không ổn định của vật liệu PCB linh hoạt, các tính năng mạch nhỏ (ví dụ: pad) có thể gây khó khăn trong xử lý và giảm sản lượng. Ví dụ chứng minh rằng việc thêm các lớp có các tính năng lớn hơn sẽ hiệu quả hơn về chi phí so với các thiết kế có các tính năng nhỏ hơn.