Công nghệ PCB - Đặc tính vật liệu FPCB cho thiết kế chức năng

Tính linh hoạt của FPCB cho phép kết nối mạch cho các mục đích thiết kế khác nhau.

Việc sử dụng FPCB trong các thiết bị điện tử tiêu dùng đang gia tăng. Ngoài các yêu cầu cao hơn của thị trường hiện tại đối với thiết kế bên ngoài của các sản phẩm điện tử, các giới hạn vật liệu bảng mạch nhiều lớp PCB và HDI hiện có không thể đáp ứng được cấu trúc bên ngoài thay đổi. Thiết kế thích ứng, ngay cả khi mật độ mạch của FPCB không đạt đến mức PCB, nó đã trở thành một vật liệu quan trọng không thể giảm trong hầu hết các thiết bị điện tử tiêu dùng.

Vật liệu FPCB về tính linh hoạt của cấu trúc, cho phép nó thích ứng với các góc uốn khác nhau mà không phải lo lắng về việc phá vỡ tấm tàu sân bay, dưới cấu trúc thiết kế linh hoạt, nó cũng làm cho FPCB đóng một vai trò quan trọng không thể hoặc thiếu đối với xu hướng thiết kế của các sản phẩm điện tử.

FPCB không thể uốn cong vô hạn. Để tránh uốn cong và kéo quá mức, lá đồng thường được gắn với các bản vá gia cố.

FPCB có thể được sử dụng như một tấm linh hoạt kết nối nhiều tấm tàu sân bay chức năng.

Đối với mô hình cấu trúc đặc biệt đòi hỏi các ứng dụng độ lệch lớn, FPCB có thể thực hiện cắt laser đàn hồi để cung cấp cho vật liệu FPCB khả năng uốn tốt hơn.

Đặc tính vật liệu FPCB

Đặc tính sản phẩm của FPCB, ngoài vật liệu mềm, thực tế là kết cấu nhẹ và cấu hình cực kỳ mỏng. Cấu trúc rất nhẹ, vật liệu có thể uốn cong nhiều lần mà không làm hỏng vật liệu cách nhiệt của PCB cứng.

Chất nền nhựa dẻo và hệ thống dây điện của tấm mềm làm cho tấm mềm không thể đối phó với dòng điện dẫn quá cao, điện áp, vì vậy hầu như không thể nhìn thấy thiết kế của tấm mềm trong các ứng dụng của mạch điện tử công suất cao. Ngược lại, trong các thiết bị điện tử tiêu dùng hiện tại thấp, tiêu thụ điện năng thấp, việc sử dụng tấm mềm là khá lớn.

Vì chi phí của tấm mềm vẫn được kiểm soát bởi PI vật liệu quan trọng và chi phí đơn vị cao, khi thiết kế sản phẩm, thường không sử dụng tấm mềm làm tấm mang chính, nhưng thay vào đó, một số ứng dụng của thiết kế quan trọng đòi hỏi các đặc tính "mềm". Ví dụ, các ứng dụng bảng mềm cho ống kính zoom điện tử của máy ảnh kỹ thuật số được mô tả ở trên, hoặc vật liệu bảng mềm cho mạch điện tử đầu đọc của ổ đĩa CD, là do các linh kiện điện tử hoặc mô-đun chức năng phải được di chuyển và chạy, và vật liệu bảng cứng không tương thích. Trong trường hợp này, một ví dụ thiết kế sử dụng mạch linh hoạt.

PI còn được gọi là polyimide. Tùy thuộc vào khả năng chịu nhiệt và cấu trúc phân tử khác nhau, PI có thể được chia thành các cấu trúc khác nhau như PI thơm hoàn toàn và PI bán thơm. Full Aroma PI thuộc loại tuyến tính. Có những chất không hòa tan, không hòa tan và nhiệt dẻo. Các tính chất của vật liệu không nung chảy không thể được ép phun trong quá trình sản xuất, nhưng vật liệu có thể được nén và thiêu kết, và một loại khác có thể được sản xuất bằng cách ép phun.

PI bán thơm thuộc nhóm vật liệu này trong polyetherimide. Polyether imide thường là nhựa nhiệt dẻo và có thể được sản xuất bằng cách ép phun. Đối với Thermosolid PI, các đặc tính nguyên liệu khác nhau có thể được sử dụng để ép, nén hoặc truyền tải các vật liệu ngâm tẩm.

Vật liệu FPCB có khả năng chịu nhiệt cao và hiệu suất ổn định cao

Đối với các sản phẩm tạo hình cuối cùng của vật liệu hóa học, PI có thể được sử dụng làm miếng đệm, đệm và vật liệu niêm phong, và vật liệu Malay kép có thể được sử dụng làm chất nền, vật liệu thơm hoàn toàn và vật liệu hữu cơ cho bảng mạch nhiều lớp linh hoạt. Trong số các vật liệu polymer, nó là vật liệu chịu nhiệt cao nhất, nhiệt độ chịu nhiệt lên đến 250~360 ° C! Đối với PI loại ngựa đôi được sử dụng làm bảng mạch linh hoạt, khả năng chịu nhiệt thấp hơn một chút so với PI thơm đầy đủ, thường là khoảng 200 ° C.

Đôi tai ngựa loại PI có tính chất cơ học tuyệt vời, thay đổi nhiệt độ rất thấp, có thể duy trì trạng thái ổn định cao trong môi trường nhiệt độ cao, biến dạng creep là tối thiểu và tỷ lệ giãn nở nhiệt thấp! Trong phạm vi nhiệt độ -200~+250 ° C, sự thay đổi vật liệu là nhỏ. Ngoài ra, PI loại tai kép có khả năng kháng hóa chất tuyệt vời. Nếu ngâm axit clohydric 5% ở 99 ° C, tỷ lệ duy trì độ bền kéo của vật liệu vẫn có thể duy trì một mức độ hiệu suất nhất định. Ngoài ra, đôi tai ngựa loại PI có đặc tính ma sát và mài mòn tuyệt vời và cũng có thể có một số khả năng chống mài mòn khi được sử dụng trong các ứng dụng dễ mặc.

Ngoài các đặc tính vật liệu chính, thành phần cấu trúc của chất nền FPCB là một yếu tố quan trọng. FPCB là màng phủ (lớp trên) làm vật liệu cách nhiệt và bảo vệ với chất nền cách nhiệt, lá đồng cán và chất kết dính để tạo thành FPCB tích hợp. Vật liệu cơ bản của FPCB có đặc tính cách nhiệt. Thông thường, hai vật liệu chính, polyester (PET) và polyimide (PI) thường được sử dụng. PET hoặc PI đều có ưu và nhược điểm.

Vật liệu và quy trình sản xuất FPCB cải thiện tính linh hoạt của thiết bị đầu cuối

FPCB có rất nhiều ứng dụng trong các sản phẩm, nhưng về cơ bản nó không có gì khác ngoài hệ thống dây điện, mạch in, đầu nối và hệ thống tích hợp đa chức năng. Theo chức năng, nó có thể được chia thành thiết kế không gian, thay đổi hình dạng, áp dụng gấp, thiết kế uốn và lắp ráp, thiết kế FPCB có thể được sử dụng để ngăn chặn các vấn đề nhiễu tĩnh của thiết bị điện tử. Với việc sử dụng bảng mạch linh hoạt, nếu chất lượng sản phẩm được cấu trúc trực tiếp trên bảng linh hoạt mà không tính đến chi phí, không chỉ khối lượng thiết kế tương đối giảm, mà khối lượng sản phẩm tổng thể cũng có thể giảm đáng kể do các đặc tính của bảng.

Cấu trúc bề mặt của FPCB khá đơn giản, chủ yếu bao gồm lớp bảo vệ trên và lớp dây trung gian. Khi sản xuất hàng loạt, bảng mạch điểm mềm có thể được sử dụng với lỗ định vị để căn chỉnh quy trình sản xuất và xử lý sau. Đối với việc sử dụng FPCB, hình dạng của bảng có thể được thay đổi theo nhu cầu của không gian hoặc nó có thể được sử dụng gấp lại. Miễn là cấu trúc nhiều lớp áp dụng thiết kế cách ly chống EMI và tĩnh điện ở lớp ngoài, bảng mạch linh hoạt cũng có thể đạt được các vấn đề EMI hiệu quả cao, do đó cải thiện thiết kế.

Trên các mạch quan trọng của bảng mạch, cấu trúc thượng tầng nhất của FPCB là đồng, bao gồm RA (đồng ủ cán), ED (tiền gửi điện), v.v. Chi phí sản xuất đồng ED khá thấp, nhưng vật liệu dễ bị gãy hoặc hỏng hơn. RA (đồng ủ cán) có chi phí sản xuất tương đối cao, nhưng tính linh hoạt của nó tốt hơn. Do đó, hầu hết các bảng mạch linh hoạt được sử dụng ở trạng thái độ lệch cao là vật liệu RA.

Đối với FPCB được hình thành, cần phải liên kết các lớp phủ, đồng lịch và chất nền của các lớp khác nhau bằng chất kết dính. Các chất kết dính thường được sử dụng bao gồm acrylic và molypden epoxy. Có hai loại chính. Epoxy có khả năng chịu nhiệt thấp hơn acrylic và chủ yếu được sử dụng trong đồ gia dụng. Acrylic có ưu điểm về khả năng chịu nhiệt cao và độ bền liên kết cao, nhưng tính chất cách điện và điện của nó kém, và trong cấu trúc sản xuất FPCB, độ dày của chất kết dính chiếm 20-40 μm (micron) tổng độ dày.

Đối với các ứng dụng có độ cong cao, thiết kế gia cố và tích hợp có thể được sử dụng để cải thiện hiệu suất vật liệu

Trong quá trình sản xuất FPCB, lá đồng và chất nền được thực hiện đầu tiên, sau đó là quá trình cắt, sau đó là hoạt động đục lỗ và mạ. Sau khi lỗ của FPCB được hoàn thành trước, quá trình phủ vật liệu photoreactive được bắt đầu và quá trình phủ được hoàn thành. Trong quá trình phơi sáng và phát triển FPCB, mạch khắc được xử lý trước. Sau khi quá trình phơi sáng và phát triển hoàn tất, việc khắc dung môi được thực hiện. Tại thời điểm này, sau khi khắc đến một mức độ nhất định để tạo thành mạch dẫn, bề mặt được làm sạch để loại bỏ dung môi. Chất kết dính được phủ đều trên bề mặt của lớp cơ sở FPCB và lá đồng khắc, sau đó lớp phủ được đính kèm.

Sau khi hoàn thành các hoạt động trên, FPCB đã hoàn thành khoảng 80%. Tại thời điểm này, chúng tôi vẫn phải đối phó với các điểm kết nối của FPCB, chẳng hạn như tăng mở cho quá trình hàn hướng dẫn, v.v., sau đó xử lý xuất hiện cho FPCB, chẳng hạn như sau khi cắt một cái nhìn cụ thể bằng laser, nếu FPCB là tấm composite mềm và cứng hoặc cần hàn với mô-đun chức năng, thì xử lý thứ cấp tại thời điểm này, hoặc được thiết kế với tấm gia cố.

FPCB rất linh hoạt và không khó để sản xuất. Chỉ là FPCB không thể tự sản xuất mạch quá phức tạp hoặc quá nhỏ gọn, vì mạch quá mỏng sẽ dẫn đến diện tích mặt cắt ngang của lá đồng quá nhỏ. Nếu FPCB bị cong, nó có thể dễ dàng dẫn đến vỡ mạch bên trong, vì vậy hầu hết các mạch quá phức tạp sẽ sử dụng bảng HDI mật độ cao lõi để xử lý các yêu cầu mạch liên quan. Chỉ có một số lượng lớn các giao diện truyền dữ liệu hoặc kết nối I/O dữ liệu đến các bảng vận chuyển chức năng khác nhau yêu cầu kết nối bảng sử dụng FPCB.