Phương pháp kết thúc linh hoạt độc đáo

Tôi nghĩ rằng điều quan trọng cần biết là cơ bản thì bất kỳ loại kết nối nào bạn chọn cho bảng mạch in cứng cũng có thể được lắp ráp vào mạch linh hoạt. Các loại kết nối truyền thống qua lỗ và SMT, kết nối tròn mật độ cao, kết nối D-subminiature, kết nối chân và ổ cắm, có chì và không chì, đều là các lựa chọn cần xem xét với vật liệu linh hoạt.

Tuy nhiên, tôi sẽ hơi lạc đề một chút với lời cảnh báo là ĐỪNG quên xem xét và áp dụng các quy tắc thiết kế được khuyến nghị khi cần có thanh cứng để hỗ trợ khu vực kết nối. Trong nhiều trường hợp, chính các kết nối có trọng lượng nặng hơn vật liệu linh hoạt, có thể gây ra căng thẳng và nứt dẫn dẫn mà không có thanh cứng hỗ trợ. Nhưng, quay lại chủ đề, trong blog hôm nay, chúng ta sẽ nói về một số phương pháp kết thúc khá độc đáo với mạch linh hoạt; các kết nối ZIF, ngón tay linh hoạt không hỗ trợ và các liên hệ ép.

Kết nối ZIF (Zero Insertion Force):

Các kết nối Zero Insertion Force (ZIF) là một trong những phương pháp kết nối ngày càng phổ biến với nhiều lợi ích. Mạch linh hoạt có thể được lắp vào và tháo ra nhiều lần mà ít gây mài mòn cơ học trên các đường dẫn đồng. Các kết nối ZIF thường chứa cơ cấu khóa cơ học giữ chặt vào các đường dẫn lộ ra, đảm bảo một kết nối bền vững, lâu dài. Việc lắp mạch linh hoạt trực tiếp vào kết nối “ghép nối” ZIF trên bảng mạch cứng có thể loại bỏ nhu cầu về một kết nối ghép nối, từ đó có thể giảm thiểu hồ sơ kết nối, giữ chi phí và trọng lượng ở mức tối thiểu.

Ví dụ về kết nối ZIF ghép nối.

Có một số điều bạn cần lưu ý khi thiết kế một mạch linh hoạt sẽ được ghép trực tiếp vào kết nối ZIF. Đầu tiên, độ dày tổng thể ở khu vực ghép nối là rất quan trọng. Thông thường, yêu cầu độ dày phổ biến từ phần cuối của mạch được lắp vào kết nối là 0,012 inch +/- 0,002 inch. Thường thì, độ dày tổng thể của mạch linh hoạt mỏng hơn so với điều này và yêu cầu phải thêm một tấm cứng polyimide ở khu vực tiếp xúc để tăng độ dày lên mức đó. Một lần nữa, lệch khỏi chủ đề một chút, đừng quên rằng điểm kết thúc của coverlay và tấm cứng nên chồng lên nhau ít nhất 0,030 inch để tránh tạo điểm căng thẳng cho mạch.

Điều thứ hai cần lưu ý và tích hợp vào thiết kế là dung sai đường viền cho các kết thúc ZIF thường là +/- 0.0002 inch. Điều này chặt chẽ hơn so với công cụ định hình tiêu chuẩn và có thể yêu cầu công cụ chuyên biệt để đáp ứng thông số kỹ thuật đó. Cắt laser đường viền hoặc công cụ loại A thường được sử dụng để đáp ứng những yêu cầu khắt khe này.

Điều cuối cùng cần lưu ý là quan trọng khi xem xét ảnh hưởng của việc chọn bề mặt hoàn thiện có thể có nếu cần nhiều lần chèn. Nếu bạn đang chỉ định một lớp phủ mỏng, việc chèn và loại bỏ lặp đi lặp lại có thể làm trầy xước lớp kim loại mỏng, lộ ra kim loại bên dưới.

Ngón Tay Flex Không Hỗ Trợ

Lựa chọn kết thúc này rất có thể tùy chỉnh và cơ bản là sự mở rộng của các dẫn điện không được bao phủ bởi coverlay hoặc vật liệu cơ sở ở ba mặt. Điều này tạo ra một dẫn điện “tự do lơ lửng” có thể tiếp cận từ cả hai phía của flex. Những ngón tay flex này có thể được xây dựng tùy chỉnh để đáp ứng các yêu cầu cụ thể về khoảng cách, chiều dài và vị trí và cung cấp một kết thúc mạnh mẽ trong khi vẫn giữ được tính linh hoạt trong quá trình lắp đặt và sử dụng. Phương pháp này cho phép kết nối trực tiếp dễ dàng với PCB hoặc các thành phần khác. Những ngón tay flex không hỗ trợ này có thể thẳng, hoặc chúng có thể được uốn cong cho lắp ráp SMT.

Trong khi phương pháp kết thúc này có thể chỉ yêu cầu độ dày của ngón tay chỉ cần là sự mở rộng của dẫn đồng, khu vực ngón tay thường được thiết kế để có ngón tay dày hơn, chắc chắn hơn, sau đó thu hẹp xuống một độ dày đồng mỏng hơn ở khu vực uốn cong.

Ngón dẫn không được hỗ trợ trên một PCB linh hoạt.

Thông thường, độ dày của dẫn ở khu vực ngón tay là 0.010 inch với các khu vực không phải ngón tay được ăn mòn trước đến một trọng lượng đồng mỏng hơn. Sau đó, các ngón này được hình thành, thường xuyên với việc loại bỏ vật liệu bằng cách sử dụng tia laser ở 3 mặt của khu vực ngón tay. Lựa chọn này có lợi thế là có thể tùy chỉnh để đáp ứng chính xác yêu cầu ứng dụng, nhưng cũng nên được cảnh báo rằng quá trình xử lý bổ sung cho lựa chọn này sẽ làm tăng chi phí. Lưu ý cuối cùng, giải pháp này dễ bị hỏng khu vực ngón tay trước khi lắp ráp. Để giảm thiểu rủi ro này, thường xuyên giảm thiểu hư hại cho khu vực ngón tay không được hỗ trợ bằng cách kết nối tất cả các ngón với một thanh bus giữ cho tất cả các ngón được căn chỉnh.

Các Liên Hệ Ép và Các Kết Nối Dịch Chuyển

Một lựa chọn khác là kẹp cơ học các chân dẫn ở mỗi dây dẫn. Phương pháp này đảm bảo một kết nối cơ học và điện tử chắc chắn bằng cách xuyên qua mạch và quấn liên hệ xung quanh mỗi dây dẫn. Phương pháp này có sẵn trong cả hai lựa chọn kết nối nam và nữ và thường có hai khoảng cách tiêu chuẩn phù hợp với hầu hết nhu cầu của thị trường. Vỏ trung tâm cũng có sẵn để bao bọc liên hệ. Lựa chọn này không được tùy chỉnh như phương pháp kết thúc bằng ngón tay không hỗ trợ, nhưng đây là một lựa chọn chi phí thấp hơn cũng cung cấp một phương án kết nối chắc chắn.

Hệ thống kết nối crimp này có thể được lắp đặt trên một PCB linh hoạt. Chúng cung cấp quyền truy cập vào dây dẫn hoặc dây đai tùy chỉnh.

Để trả lời câu hỏi ban đầu, hầu như bất kỳ lựa chọn kết nối nào cũng có thể được sử dụng trong thiết kế mạch linh hoạt. Nhưng có ba phương pháp kết thúc phổ biến độc đáo cho flex; các kết nối ZIF, ngón tay flex không hỗ trợ và các liên hệ crimped và các kết nối dịch chuyển. Mỗi lựa chọn này có những lợi ích, hạn chế và tiêu chí thiết kế cụ thể cần lưu ý.

Việc định tuyến PCB trở nên dễ dàng hơn rất nhiều khi bạn sử dụng bộ công cụ hoàn chỉnh về bố trí PCB trong Altium Designer^®. Bộ máy quy tắc thiết kế tích hợp đảm bảo bạn có thể tuân thủ tất cả các quy tắc DFM linh hoạt và cứng-linh hoạt quan trọng cũng như các yêu cầu về vị trí đặt linh kiện. Mọi người dùng Altium Designer cũng có quyền truy cập vào một không gian làm việc dành riêng trong Altium 365^™, nơi có thể lưu trữ và chia sẻ dự án, dữ liệu linh kiện, dữ liệu sản xuất và bất kỳ tài liệu dự án nào khác với các cộng tác viên.

Chúng ta mới chỉ 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.