Obwody giętkie (Flex) oraz sztywno-giętkie (Rigid/Flex) zyskują w ostatnim czasie na popularności. Ten rodzaj obwodów drukowanych przynosi wiele korzyści. Podstawowe z nich, to:
- brak konieczności łączenia kilku obwodów drukowanych za pomocą złącz, kabli i przewodów
- możliwość połączenia i wykonania dwóch lub trzech obwodów drukowanych w jednym procesie technologicznym
- szansa na zminimalizowanie wymiarów obwodów drukowanych
- możliwość testowania wszystkich podzespołów aplikacji w jednym procesie
- możliwość montażu komponentów elektronicznych w jednym procesie technologicznym zamiast dwóch lub trzech.
Dokumentacja produkcyjna obwodów giętkich oraz sztywno-giętkich tworzona jest wg tych samych zasad, jak obwodów sztywnych. Należy jednak uwzględnić dodatkowe ograniczenia technologiczne, wynikające z procesu produkcyjnego.
Projekt – istota dobrych obwodów drukowanych giętkich
Długoterminowa niezawodność obwodu drukowanego zależy w dużej mierze od projektu rozłożenia warstw w przekroju PCB. Szczególnie w przypadku wielowarstwowych laminatów sztywn-/giętkich zalecane są konstrukcje symetryczne, w których polimidowe warstwy elastyczne znadują się w środku stack-up.
Przykładowy stack-up dla obwodu drukowanego sztywno/giętkiego:
- finalna grubość laminatu 1.0
- grubość Cu na wszystkich warstwach 35um
- 6 warstw Cu w części sztywnej
- 4 warstwy Cu w części giętkiej
Rekomendowane wartości i cechy obwodów drukowanych giętkich
Nie zaleca się konstrukcji stack-up, w której taśma elastyczna doklejana jest do zewnętrznych warstw części sztywnej. Takie rozwiązanie nie zapewnia dlugoterminowej niezawodności obwodu drukowanego, zwłąszcza gdy elementy sztwyno-giętkie pracują dynamicznie. Przy projektowaniu obwodów sztywno-giętkich należy dodatkowo uwzględnić, że:
– sugerowana długość części elastycznej zależy od promienia zagięcia i liczona jest wg dwóch wzorów:
- dla polimidu z warstwą dwustronną Cu minimalna zalecana długość części elastycznej to 12 x grubość taśmy, sugoerowana to 20 x grubość taśmy
- dla polimidu z warstwą jednostronną Cu minimalna zalecana długość części elastycznej to 6 x grubość taśmy, sugoerowana to 10 x grubość taśmy
– minimalna zalecana odległość komonentu SMD od krawędzi łączenia części sztywnej i giętkiej powinna wynosić 1,0mm
– minimalna zalecana odległość otworu metalizowanego od krawędzi łączenia części sztywnej i giętkiej powinna wynosić 0,5mm
Duże możliwości zastosowań obwodów drukowanych giętkich
Obwody giętkie i sztywno-giętkie to technologia wykorzystywana w aparaturze medycznej, systemach militarnych, dronach, a nawet kosmicznych satelitach. Ich zastosowanie rośnie z roku na rok, ponieważ pozwalają zmniejszyć masę, zwiększyć niezawodność i zmniejszyć koszty montażu w skali produkcyjnej.
Sztywno-giętkie PCB – u podstaw leży konstrukcja
Obwody sztywno-giętkie łączą w sobie stabilność klasycznych laminatów z elastycznością polimidowych taśm. Jednak z tym połączeniem wiąże się szereg wyzwań konstrukcyjnych. Kluczowa jest tu odpowiednia struktura warstw, tzw. stack-up. Dla zachowania trwałości i odporności mechanicznej, rekomenduje się konstrukcje symetryczne, gdzie elastyczne warstwy znajdują się centralnie – nie są doklejane do zewnętrznych warstw.
Jakie zalety mają obwody drukowane giętkie?
Rosnące wymagania rynku sprawiają, że tradycyjne obwody sztywne nie zawsze wystarczają. Obwody giętkie pozwalają projektantom zintegrować więcej funkcjonalności w mniejszej przestrzeni – bez kabli, bez złącz. Kilka największych zalet tej technologii to:
- redukcja ilości połączeń – dzięki możliwości zastąpienia złącz i kabli, projekt staje się bardziej niezawodny.
- miniaturyzacja układu – elastyczne taśmy pozwalają na swobodne dopasowanie do bryły obudowy.
- uproszczenie montażu – wszystkie komponenty można montować w jednym procesie technologicznym.
- testowanie w jednej operacji – gotowe urządzenie można zweryfikować szybciej i skuteczniej.
- zwiększenie niezawodności – mniej połączeń = mniej potencjalnych punktów awarii.
Trwałe obwody drukowane giętkie
Czy elastyczne obwody mogą być trwałe? Tak – o ile zaprojektujesz je z głową. Dobór odpowiednich materiałów, właściwa długość odcinków giętkich, kontrola grubości i rozmieszczenia miedzi – to wszystko ma znaczenie. W TechnoSystem nie zostawiamy tego przypadkowi. Każdy projekt analizujemy indywidualnie, uwzględniając nie tylko geometrię, ale i warunki eksploatacji.
Chcesz wiedzieć, czy Twój projekt nadaje się do technologii Flex lub Rigid-Flex? Skontaktuj się z nami – pomożemy Ci z technicznymi niuansami tego przedsięwzięcia.
