Чврсте флексибилне штампане плоче (ПЦБ) су популарне због своје свестраности и издржљивости у разним електронским апликацијама. Ове плоче су познате по својој способности да издрже напрезања на савијање и торзију док одржавају поуздане електричне везе.Овај чланак ће детаљно размотрити материјале који се користе у чврстим флексибилним ПЦБ-има како би стекли увид у њихов састав и својства. Откривањем материјала који чине чврсте флексибилне ПЦБ-е јаким и флексибилним решењем, можемо разумети како они доприносе напретку електронских уређаја.
1. Разуметиригид-флек ПЦБ структура:
Чврста флексибилна ПЦБ је штампана плоча која комбинује круте и флексибилне подлоге како би формирала јединствену структуру. Ова комбинација омогућава штампаним плочама да имају тродимензионална кола, пружајући флексибилност дизајна и оптимизацију простора за електронске уређаје. Структура ригид-флек плоча састоји се од три главна слоја. Први слој је крути слој, направљен од крутог материјала као што је ФР4 или метално језгро. Овај слој обезбеђује структурну подршку и стабилност штампаној плочици, обезбеђујући њену издржљивост и отпорност на механичка оптерећења.
Други слој је флексибилан слој направљен од материјала као што су полиимид (ПИ), течни кристални полимер (ЛЦП) или полиестер (ПЕТ). Овај слој омогућава ПЦБ-у да се савија, увија и савија без утицаја на његове електричне перформансе. Флексибилност овог слоја је критична за апликације које захтевају да се ПЦБ уклапа у неправилне или уске просторе. Трећи слој је слој лепка, који повезује круте и флексибилне слојеве заједно. Овај слој је обично направљен од епоксидних или акрилних материјала, изабраних због њихове способности да обезбеде снажну везу између слојева, а истовремено обезбеђују добра својства електричне изолације. Слој лепка игра виталну улогу у обезбеђивању поузданости и радног века плоча са крутим савитљивим материјалом.
Сваки слој у ригид-флек ПЦБ структури је пажљиво одабран и дизајниран да испуни специфичне захтеве механичких и електричних перформанси. Ово омогућава ПЦБ-има да ефикасно функционишу у широком спектру апликација, од потрошачке електронике до медицинских уређаја и ваздухопловних система.
2. Материјали који се користе у крутим слојевима:
У конструкцији крутог слоја чврстих флексибилних ПЦБ-а, вишеструки материјали се често користе да би се обезбедила неопходна структурна подршка и интегритет. Ови материјали су пажљиво одабрани на основу њихових специфичних карактеристика и захтева за перформансама. Неки од најчешће коришћених материјала за чврсте слојеве у чврстим савитљивим штампаним плочама укључују:
А. ФР4: ФР4 је материјал крутог слоја који се широко користи у ПЦБ-има. То је епоксидни ламинат ојачан стаклом са одличним термичким и механичким својствима. ФР4 има високу крутост, ниску апсорпцију воде и добру хемијску отпорност. Ова својства га чине идеалним као крути слој јер обезбеђује одличан структурални интегритет и стабилност ПЦБ-а.
Б. Полиимид (ПИ): Полиимид је флексибилан материјал отпоран на топлоту који се често користи у крутим флексибилним плочама због отпорности на високе температуре. Полиимид је познат по својим одличним својствима електричне изолације и механичкој стабилности, што га чини погодним за употребу као крути слојеви у ПЦБ-има. Одржава своја механичка и електрична својства чак и када је изложен екстремним температурама, што га чини погодним за широк спектар примена.
Ц. Метално језгро: У неким случајевима, када је потребно одлично управљање топлотом, материјали са металним језгром као што су алуминијум или бакар могу се користити као крути слој у крутим савитљивим штампаним плочама. Ови материјали имају одличну топлотну проводљивост и могу ефикасно распршити топлоту коју стварају кола. Користећи метално језгро, плоче са крутим савијањем могу ефикасно управљати топлотом и спречити прегревање, обезбеђујући поузданост и перформансе кола.
Сваки од ових материјала има своје предности и бира се на основу специфичних захтева дизајна ПЦБ-а. Фактори као што су радна температура, механички стрес и потребна способност управљања топлотом, сви играју важну улогу у одређивању одговарајућих материјала за комбиновање крутих и флексибилних чврстих слојева ПЦБ-а.
Важно је напоменути да је избор материјала за чврсте слојеве у крутим савитљивим штампаним плочама критичан аспект процеса пројектовања. Правилан избор материјала обезбеђује структурни интегритет, управљање топлотом и општу поузданост ПЦБ-а. Одабиром правих материјала, дизајнери могу да креирају круте флексибилне ПЦБ-е које испуњавају строге захтеве различитих индустрија, укључујући аутомобилску, ваздухопловну, медицинску и телекомуникацијску.
3. Материјали који се користе у флексибилном слоју:
Флексибилни слојеви у ригид-флек ПЦБ-има олакшавају карактеристике савијања и савијања ових плоча. Материјал који се користи за флексибилни слој мора показати високу флексибилност, еластичност и отпорност на поновљено савијање. Уобичајени материјали који се користе за флексибилне слојеве укључују:
А. Полиимид (ПИ): Као што је раније поменуто, полиимид је свестран материјал који служи двострукој намени у чврстим савитљивим штампаним плочама. У флексибилном слоју омогућава да се плоча савија и савија без губитка својих електричних својстава.
Б. Течни кристални полимер (ЛЦП): ЛЦП је термопластични материјал високих перформанси познат по својим одличним механичким својствима и отпорности на екстремне температуре. Пружа одличну флексибилност, стабилност димензија и отпорност на влагу за ригид-флек ПЦБ дизајне.
Ц. Полиестер (ПЕТ): Полиестер је јефтин, лаган материјал са добром флексибилношћу и изолационим својствима. Обично се користи за круте флексибилне ПЦБ-е где су исплативост и умерене могућности савијања критичне.
Д. Полиимид (ПИ): Полиимид је материјал који се обично користи у круто-флексибилним ПЦБ флексибилним слојевима. Има одличну флексибилност, отпорност на високе температуре и добра својства електричне изолације. Полиимидни филм се може лако ламинирати, угравирати и залепити за друге слојеве ПЦБ-а. Они могу да издрже вишеструко савијање без губитка својих електричних својстава, што их чини идеалним за флексибилне слојеве.
Е. Полимер са течним кристалом (ЛЦП): ЛЦП је термопластични материјал високих перформанси који се све више користи као флексибилни слој у крутим савитљивим штампаним плочама. Има одличне механичке особине, укључујући високу флексибилност, стабилност димензија и одличну отпорност на екстремне температуре. ЛЦП фолије имају ниску хигроскопност и погодне су за примену у влажним срединама. Такође имају добру хемијску отпорност и ниску диелектричну константу, обезбеђујући поуздане перформансе у тешким условима.
Ф. Полиестер (ПЕТ): Полиестер, такође познат као полиетилен терефталат (ПЕТ), је лаган и исплатив материјал који се користи у флексибилним слојевима чврстих флексибилних ПЦБ-а. ПЕТ филм има добру флексибилност, високу затезну чврстоћу и одличну термичку стабилност. Ови филмови имају ниску апсорпцију влаге и имају добра својства електричне изолације. ПЕТ се често бира када су исплативост и умерене могућности савијања кључни фактори у дизајну ПЦБ-а.
Г. Полиетеримид (ПЕИ): ПЕИ је инжењерски термопласт високих перформанси који се користи за флексибилни слој мекано-тврдо везаних ПЦБ-а. Има одличне механичке особине, укључујући високу флексибилност, стабилност димензија и отпорност на екстремне температуре. ПЕИ филм има ниску апсорпцију влаге и добру хемијску отпорност. Такође имају високу диелектричну чврстоћу и електричну изолацију, што их чини погодним за захтевне примене.
Х. Полиетилен нафталат (ПЕН): ПЕН је високо отпоран на топлоту и флексибилан материјал који се користи за флексибилни слој крутих флексибилних ПЦБ-а. Има добру термичку стабилност, ниску апсорпцију влаге и одлична механичка својства. ПЕН фолије су веома отпорне на УВ зрачење и хемикалије. Такође имају ниску диелектричну константу и одличне карактеристике електричне изолације. ПЕН филм може издржати поновљено савијање и савијање без утицаја на његова електрична својства.
И. Полидиметилсилоксан (ПДМС): ПДМС је флексибилан еластични материјал који се користи за флексибилни слој меких и тврдих комбинованих ПЦБ-а. Има одличне механичке особине, укључујући високу флексибилност, еластичност и отпорност на поновљено савијање. ПДМС филмови такође имају добру термичку стабилност и електричну изолацију. ПДМС се обично користи у апликацијама које захтевају меке, растезљиве и удобне материјале, као што су електроника која се може носити и медицински уређаји.
Сваки од ових материјала има своје предности, а избор материјала флексибилног слоја зависи од специфичних захтева дизајна ПЦБ-а. Фактори као што су флексибилност, отпорност на температуру, отпорност на влагу, економичност и способност савијања играју важну улогу у одређивању одговарајућег материјала за флексибилни слој у крутом флексибилном ПЦБ-у. Пажљиво разматрање ових фактора осигурава поузданост, издржљивост и перформансе ПЦБ-а у различитим апликацијама и индустријама.
4. Адхезивни материјали у ригид-флек ПЦБ-има:
Да би се чврсти и флексибилни слојеви повезали заједно, у конструкцији крутих и флексибилних ПЦБ-а користе се лепљиви материјали. Ови везивни материјали обезбеђују поуздану електричну везу између слојева и обезбеђују неопходну механичку подршку. Два најчешће коришћена материјала за везивање су:
А. Епоксидна смола: Лепкови на бази епоксидне смоле се широко користе због своје високе чврстоће везивања и одличних својстава електричне изолације. Они пружају добру термичку стабилност и побољшавају укупну крутост плоче.
б. Акрил: Лепкови на бази акрила су пожељни у апликацијама где су флексибилност и отпорност на влагу критичне. Ови лепкови имају добру чврстоћу везивања и краће време очвршћавања од епоксида.
Ц. Силикон: Лепкови на бази силикона се обично користе у плочама са крутим флексибилношћу због своје флексибилности, одличне термичке стабилности и отпорности на влагу и хемикалије. Силиконски лепкови могу да издрже широк температурни опсег, што их чини погодним за примене које захтевају и флексибилност и отпорност на високе температуре. Они обезбеђују ефикасну везу између крутих и флексибилних слојева уз одржавање потребних електричних својстава.
Д. Полиуретан: Полиуретански лепкови обезбеђују равнотежу флексибилности и чврстоће везивања у чврстим савитљивим штампаним плочама. Имају добру адхезију на различите подлоге и пружају одличну отпорност на хемикалије и температурне промене. Полиуретански лепкови такође апсорбују вибрације и обезбеђују механичку стабилност ПЦБ-а. Често се користе у апликацијама које захтевају флексибилност и робусност.
Е. Смола која се очвршћава УВ зрачењем: Смола која се очвршћава УВ је лепак који брзо очвршћава када је изложен ултраљубичастом (УВ) светлу. Нуде брзо време лепљења и очвршћавања, што их чини погодним за производњу великих количина. УВ-очврсне смоле обезбеђују одличну адхезију на различите материјале, укључујући круте и флексибилне подлоге. Такође показују одличну хемијску отпорност и електрична својства. УВ-очврсне смоле се обично користе за круте флексибилне ПЦБ-е, где су брзо време обраде и поуздано везивање критични.
Ф. Лепак осетљив на притисак (ПСА): ПСА је лепљиви материјал који формира везу када се примени притисак. Они обезбеђују практично, једноставно решење за везивање чврстих флексибилних штампаних плоча. ПСА обезбеђује добро пријањање на различите површине, укључујући круте и флексибилне подлоге. Омогућавају поновно позиционирање током монтаже и могу се лако уклонити ако је потребно. ПСА такође нуди одличну флексибилност и конзистентност, што га чини погодним за апликације које захтевају савијање и савијање ПЦБ-а.
Закључак:
Чврсте флексибилне штампане плоче су саставни део модерних електронских уређаја, омогућавајући сложене дизајне кола у компактним и разноврсним пакетима. За инжењере и дизајнере који имају за циљ да оптимизују перформансе и поузданост електронских производа, од кључне је важности да разумеју материјале који се користе у њиховој конструкцији. Овај чланак се фокусира на материјале који се обично користе у конструкцији чврстих флексибилних штампаних плоча, укључујући круте и флексибилне слојеве и лепљиве материјале. Узимајући у обзир факторе као што су крутост, флексибилност, отпорност на топлоту и цена, произвођачи електронике могу одабрати праве материјале на основу њихових специфичних захтева за примену. Било да је у питању ФР4 за круте слојеве, полиимид за флексибилне слојеве или епоксид за лепљење, сваки материјал игра улогу у обезбеђивању издржљивости и функционалности крутих флексибилних ПЦБ-а у данашњој електронској индустрији игра виталну улогу.
Време поста: 16.09.2023
Назад
