Các Tùy Chọn Cứng Cho Mạch In Linh Hoạt

Tại Sao Tôi Cần Một Bộ Cứng PCB Cho Thiết Kế Mạch Linh Hoạt Của Mình?

Cơ bản, lợi ích của việc sử dụng một mạch linh hoạt trong thiết kế là khả năng uốn cong và gấp mạch cũng như cho phép mạch uốn dẻo trong quá trình sử dụng. Những cấu trúc mỏng và linh hoạt này giải quyết được một số lượng đáng kể các vấn đề về đóng gói. Nhưng, việc mỏng và linh hoạt cũng có thể đem lại một số thách thức. Thông thường, một cấu trúc mạch linh hoạt sẽ bao gồm một bộ cứng PCB, thường là một lớp polyimide hoặc một lớp vật liệu FR4, để cung cấp sự hỗ trợ và độ cứng cần thiết ở các khu vực cụ thể.

Bộ Cứng PCB FR4

Một bộ cứng FR4 thường được sử dụng để hỗ trợ khu vực kết nối. Nếu có một kết nối nặng, hoặc ít nhất là nặng so với trọng lượng của mạch linh hoạt, một miếng FR4 có thể được áp dụng lên mạch linh hoạt ở khu vực đó để cung cấp sự ổn định và ngăn chặn hư hại cho đường dẫn đồng. Bộ cứng FR4 cũng được sử dụng để hỗ trợ các khu vực trong thiết kế có một số lượng các linh kiện nhỏ hơn, hoặc nhẹ hơn và bộ cứng PCB hoạt động cả như một sự hỗ trợ cho trọng lượng kết nối và để ngăn chặn việc uốn cong hoặc dẻo ở khu vực đó, có thể gây căng thẳng cho các mối hàn.

Một cứng FR4 có thể đơn giản là một mảnh FR4 đã loại bỏ đồng được sử dụng như một lớp đỡ cho khu vực linh hoạt, hoặc nó có thể có các lỗ khoan và được đăng ký với phần linh hoạt để cho phép các thành phần qua lỗ. Đôi khi, phần linh hoạt này được “cứng hóa” bị nhầm lẫn với cấu trúc linh hoạt cứng. Có một sự khác biệt đáng kể giữa một linh hoạt cứng và linh hoạt với một PCB cứng cứng FR4; làm một cứng, FR4 chỉ hoạt động như một hỗ trợ cơ học, không có lỗ thông đồng mạ cung cấp kết nối điện giữa phần linh hoạt và vật liệu cứng.

Các cứng FR4 PCB được thêm vào mạch linh hoạt như một trong những bước gia công cuối cùng và có thể được áp dụng với một lớp keo dính nhạy áp suất hoặc một lớp keo dính nhiệt đặt. Quyết định đó có thể được thúc đẩy bởi mục đích sử dụng cuối cùng hoặc sở thích của nhà sản xuất. Từ góc độ chi phí thấp, nếu mục đích sử dụng cuối cùng không ở trong môi trường khắc nghiệt, việc áp dụng keo dính nhạy áp suất thường sẽ ít tốn kém hơn một chút. Keo dính nhiệt đặt yêu cầu phần linh hoạt phải được đặt trở lại trong máy ép lamine để áp dụng nhiệt và áp suất cần thiết để làm cứng keo dính. Thời gian và công sức thêm vào có thể làm tăng chi phí. Là một mẹo tiết kiệm chi phí, giữ tất cả các cứng cùng một độ dày giúp giảm thời gian xử lý trong quá trình sản xuất và giúp giữ giá thành thấp.

Cứng hóa PCB Polyimide

Cứng hóa polyimide trong PCB có nhiều chức năng khác nhau. Chúng cũng có thể tăng độ cứng cho khu vực linh kiện và ngăn chặn việc uốn cong và gấp có thể gây áp lực lên các mối hàn. Cứng hóa PCB polyimide cũng có thể được sử dụng cho các chức năng khác. Một ứng dụng điển hình của cứng hóa polyimide là để đáp ứng yêu cầu về độ dày phù hợp cho các loại kết nối chèn. Các kết nối ZIF là một phương pháp kết nối phổ biến với các thiết kế linh hoạt. Những kết nối này có một thông số độ dày cụ thể và dung sai chặt chẽ trên độ dày đó để đảm bảo kết nối hiệu quả. Một miếng polyimide có thể được thêm vào khu vực đó để xây dựng chồng lên đến độ dày yêu cầu, trong khi cho phép phần còn lại của linh hoạt giữ được mỏng hơn và linh hoạt hơn. Một quy tắc chung cần nhớ là đảm bảo rằng điểm kết thúc của cứng hóa PCB và coverlay chồng lên nhau ít nhất 0.030 inch để tránh tạo ra điểm căng thẳng trong thiết kế linh hoạt.

Cứng hóa Polyimide cũng thực hiện các chức năng khác. Ví dụ, nếu một mạch linh hoạt sẽ có vật gì đó cọ xát vào nó trong quá trình sử dụng cuối cùng, một lớp polyimide có thể được thêm vào khu vực đó, để việc mài mòn được thực hiện trên miếng polyimide không chức năng thay vì trực tiếp trên chính mạch.

Các giá cứng polyimide trong thiết kế PCB cũng có thể được sử dụng để điều chỉnh khu vực uốn tự nhiên trong một mạch linh hoạt khi nó được lắp đặt hoặc để tạo ra một góc uốn tại một vị trí cụ thể. Ví dụ, khi mạch linh hoạt được lắp đặt, nếu có một khu vực uốn tự nhiên đang gây trở ngại cho một phần khác của thiết bị, việc thêm một lớp polyimide sẽ điều chỉnh khu vực uốn tự nhiên đó đến một vị trí mong muốn hơn. Là một ví dụ khác, một số ứng dụng được lợi khi thêm các mảnh polyimide ở hai đầu của khu vực uốn để đảm bảo việc uốn được thực hiện đúng vị trí và giúp người vận hành hiểu rõ ràng về nơi cần thực hiện việc uốn và bẻ cong. Vị trí đặt giá cứng polyimide trong PCB có thể được tùy chỉnh dễ dàng.

Các giá cứng polyimide cũng có thể được áp dụng với cả keo dính nhạy áp suất hoặc keo dính nhiệt đặt. Khác với giá cứng FR4, giá cứng polyimide thường được áp dụng trong cùng một bước quy trình ép lớp như lớp phủ polyimide. Điều này loại bỏ một bước quy trình thêm cho chính giá cứng PCB. Thực tế, nếu keo dính nhạy áp suất được yêu cầu, nó thường thêm chi phí do yêu cầu xử lý thêm. Sau này trong quy trình, các khu vực có giá cứng polyimide được đục lỗ hoặc cắt theo đường viền mạch, loại bỏ mọi lo ngại về đăng ký.

Để trả lời câu hỏi ban đầu...

Trong thiết kế PCB mạch linh hoạt, các tấm cứng có nhiều chức năng. Phổ biến nhất là cung cấp sự hỗ trợ cho khu vực kết nối, hoặc do lo ngại về trọng lượng của một linh kiện hoặc để hỗ trợ một khu vực linh kiện và loại bỏ áp lực lên các mối hàn. Khu vực kết nối cắm thường yêu cầu thêm một lớp polyimide để xây dựng khu vực đó đến độ dày ghép nối được chỉ định. Ngoài những ứng dụng phổ biến đó, các tấm cứng PCB có thể được sử dụng để xây dựng một khu vực mài mòn trong quá trình sử dụng cuối cùng và điều chỉnh các vị trí uốn trong lắp đặt cuối cùng.

Bạn có thêm câu hỏi? Tìm hiểu mọi thứ bạn cần biết về thiết kế mạch linh hoạt và mạch linh hoạt cứng trong ebook miễn phí của chúng tôi. Lần sau khi bạn tìm kiếm phần mềm ECAD cho thiết kế PCB linh hoạt của mình, không cần tìm đâu xa hơn Altium Designer^®. Khi bạn đã hoàn thành thiết kế và muốn gửi các tệp cho nhà sản xuất của mình, nền tảng Altium 365^™ giúp bạn dễ dàng hợp tác và chia sẻ các dự án của mình.

Chúng tôi chỉ mới khám phá bề mặt của những gì có thể thực hiện với Altium Designer trên Altium 365. Bắt đầu dùng thử miễn phí Altium Designer + Altium 365 ngay hôm nay.