Krute fleks štampane pločese široko koriste u potrošačkoj elektronici, automobilskoj elektronici, vazduhoplovstvu i drugim poljima zbog svoje sposobnosti da obezbede stabilnu mehaničku podršku u krutim područjima i fleksibilne veze za savijanje u fleksibilnim područjima. Od sklopivog povezivanja ekrana pametnih telefona do složenog ožičenja unutar prostora motora automobila, krute fleks štampane ploče igraju ključnu ulogu. U svom dizajnu i procesu proizvodnje, kontrola radijusa savijanja je ključni element koji osigurava performanse i pouzdanost proizvoda. Nepravilan radijus savijanja može uzrokovati niz ozbiljnih problema, kao što su pucanje bakrene folije, ljuštenje dielektričnog sloja, prekid strujnog kola, itd., što može dovesti do kvara cjelokupne funkcije elektroničkog proizvoda.
1, kruta fleksibilna struktura tiskane ploče i princip savijanja
1. Strukturni sastav
Kruta fleksibilna štampana ploča sastoji se od krutog regiona, fleksibilnog regiona i prelaznog regiona između njih. Čvrsti osnovni materijali kao što je FR-4 obično se koriste u krutim područjima, a više-slojne bakarne folije i dielektrični slojevi su postavljeni, baš kao i tradicionalna višeslojna štampana ploča, kako bi se obezbijedila čvrsta osnova za ugradnju komponenti. Fleksibilna površina je napravljena od poliimida kao podloge, u kombinaciji sa bakarnom folijom i pokrivnom folijom, dajući dasci sposobnost savijanja. Prijelazna zona je ključni dio za postizanje glatke veze između krutosti i fleksibilnosti. Kroz specifične procese laminacije, osigurava se kontinuitet električnih veza i mehaničkih svojstava između različitih zona.
2. Princip savijanja
Kada se fleksibilna površina krute fleksibilne tiskane ploče savija, unutrašnji materijal je podvrgnut naprezanju pritiska, a vanjski materijal je podvrgnut vlačnom naprezanju. Kako se stepen savijanja povećava, naprezanje se kontinuirano akumulira. Postoji ograničenje naprezanja koje materijali mogu izdržati, a kada se ta granica prekorači, može uzrokovati materijalnu štetu. Što je manji radijus savijanja, veća je razlika naprezanja između unutrašnje i vanjske strane materijala i veći je rizik od oštećenja. Na primjer, u nosivim uređajima, krute fleksibilne tiskane ploče moraju se često savijati. Ako radijus savijanja nije pravilno dizajniran, može doći do loma bakarne folije u kratkom vremenskom periodu, što će uzrokovati kvar uređaja.
2, Ključni faktori koji utiču na radijus savijanja
1. Karakteristike materijala
bakarna folija
Bakarna folija, kao glavni provodljivi sloj, zbog svoje debljine ima značajan uticaj na performanse savijanja. Debela bakrena folija (35 μm ili deblja) stvara veće vlačno naprezanje i sklona je pucanju kada se savija zbog svoje velike krutosti. Više-slojna struktura bakarne folije će povećati ukupnu debljinu fleksibilne površine, čime se povećava potreban radijus savijanja. Na primjer, čvrste fleksibilne tiskane ploče od debele bakarne folije koje se koriste u nekim energetskim krugovima zahtijevaju veći radijus savijanja kako bi se osigurala pouzdanost u usporedbi s pločama s običnom debljinom bakarne folije.
supstrat
Debljina podloge PI filma koja se obično koristi u fleksibilnim područjima je ključni faktor koji određuje njegovu performansu savijanja. Tanke podloge (25 μm ili manje) su pogodne za dizajne sa malim radijusom savijanja, ali njihova mehanička čvrstoća je slaba, a dugotrajno savijanje je sklono kvaru zbog zamora. Debele podloge (50 μm ili više) imaju visoku mehaničku čvrstoću, ali slabe performanse savijanja i zahtijevaju veći radijus savijanja. U unutrašnjem ožičenju pametnih telefona koje zahtijeva mnogo prostora, tanke PI podloge se često koriste za postizanje savijanja malog radijusa savijanja i ispunjavanje zahtjeva kompaktnog rasporeda prostora.
omotni film
Debljina i svojstva materijala pokrivne folije utječu na raspodjelu naprezanja tijekom savijanja. Tanka pokrivna folija može poboljšati performanse savijanja fleksibilnih područja, ali otpornost na habanje i performanse izolacije mogu biti smanjene. Debeli pokrovni film povećava krutost na savijanje, zahtijevajući veći radijus savijanja. U krutoj flex štampanoj ploči koja se koristi za povezivanje automobilskih senzora, kako bi se osigurala dugoročna-pouzdanost u složenim okruženjima, odabran je nešto deblji i -pokrivni film visokih performansi, te je u skladu s tim potrebno povećati dizajn radijusa savijanja.
2. Struktura odbora
broj slojeva
Što je više slojeva u fleksibilnom dijelu, to je veća ukupna debljina, a učinak savijanja je lošiji. Pretjerano slaganje može povećati unutrašnji stres, čineći ga sklonijim problemima tokom savijanja. Stoga, u dizajnu, broj fleksibilnih slojeva treba minimizirati što je više moguće kako bi se poboljšale performanse savijanja.
Simetrično slaganje
Simetrija laminiranih struktura u fleksibilnim područjima je ključna. Asimetrične strukture, kao što je debljina bakrene folije ili asimetrija debljine podloge, mogu stvoriti koncentraciju naprezanja tokom savijanja, uvelike povećavajući rizik od pucanja ili delaminacije. Samo osiguravanjem simetričnog slaganja naprezanje može biti ravnomjerno raspoređeno i zagarantovane dobre performanse savijanja.
3, Standardi kontrole radijusa savijanja i metode proračuna
1. Industrijski standardi
Industrijski standardi kao što je IPC-2223 daju smjernice o radijusu savijanja krutih fleksibilnih tiskanih ploča. Općenito govoreći, preporučeni radijus savijanja je 10 do 15 puta veći od debljine fleksibilne ploče kako bi se izbjeglo pucanje i mehanički kvar. Ali različiti scenariji primjene imaju različite zahtjeve za pouzdanost, a standardi se također mogu razlikovati. U oblastima sa visokim zahtevima za pouzdanost, kao što je vazduhoplovstvo, standardi radijusa savijanja su često stroži.
2. Empirijsko izračunavanje formule
Pojedinačno savijanje
Na osnovu velikog praktičnog iskustva, formula za izračunavanje minimalnog radijusa savijanja tokom jednog savijanja je: Rmin1=k1 × T, gdje je Rmin1 minimalni radijus savijanja tokom jednog savijanja, T je ukupna debljina savitljivog dijela, a k1 je koeficijent pojedinačnog savijanja, obično u rasponu od 6 do 10, ako je ukupna debljina 0 mm, na primjer, kada je ukupna debljina 0 mm. k1 se uzima kao 8, Rmin1=8 × 0.2=1.6mm.
ponovljeno savijanje
Za scenarije primjene koji zahtijevaju često savijanje, formula za izračunavanje minimalnog radijusa savijanja za ponovljeno savijanje je: Rmin2=k2 × T. Rmin2 je minimalni polumjer savijanja za ponovljeno savijanje, a k2 je koeficijent za ponovljeno savijanje, obično između 12 i 20. Ako je ukupna debljina fleksibilnog dijela još uvijek postavljena na k2, 5 mm Rmin2=15 × 0.2=3mm.
4, Mjere optimizacije radijusa savijanja
1. Optimizacija ožičenja
Izbjegavajte skretanja pod pravim uglom
U zakrivljenim područjima, signalne linije bi trebale izbjegavati skretanja pod pravim uglom i koristiti zakrivljenu prijelaznu metodu ožičenja. Pod pravim uglom dolazi do koncentracije napona, dok kružni prelazi mogu efikasno dispergovati napon i smanjiti rizik od pucanja bakarne folije.
Distribuirano ožičenje
Izbjegavajte koncentriranje više signalnih linija u zakrivljenim područjima kako biste smanjili lokalni stres. Razumno planiranje ožičenja za ravnomjernu distribuciju signala može pomoći u poboljšanju pouzdanosti savijanja.
Podesite širinu linije i razmak
Širina linije u zakrivljenom području treba biti na odgovarajući način proširena (obično 1,5 puta od uobičajene širine linije), a razmak između linija treba povećati kako bi se spriječili kratki spojevi ili pucanje tokom savijanja i osigurale stabilne električne performanse.
2. Višeslojna optimizacija dizajna
Smanjite broj slojeva
Pojednostavite broj fleksibilnih slojeva, smanjite ukupnu debljinu, poboljšajte performanse savijanja i smanjite stvaranje unutrašnjeg naprezanja.
Osigurajte simetrično slaganje
Strogo osigurajte simetrično slaganje bakrene folije i pokrivne folije kako biste ravnomjerno rasporedili naprezanje tijekom savijanja i izbjegli različite probleme uzrokovane koncentracijom naprezanja.
3. Optimizacija pokrivne folije
Odaberite materijale visoke duktilnosti
Korištenje poliimida visoke duktilnosti i drugih materijala za pokrivanje filma za poboljšanje performansi savijanja fleksibilnih područja i poboljšanje izdržljivosti ploče.
Razuman dizajn prozora
Dizajn prozora treba primijeniti na pokrivnu foliju u zakrivljenom području kako bi se smanjila koncentracija naprezanja, ali treba osigurati da prozor ne utječe na performanse električne izolacije.
4. Optimizacija dizajna područja savijanja
Postavite zakrivljenu tampon zonu
Dizajnirajte tampon zone oko zakrivljenog područja kako biste izbjegli prekomjerno ožičenje signala i spojeve u ovoj oblasti i smanjili smetnje naprezanja.
Jasno definirajte smjer savijanja
Jasno definirajte smjer savijanja fleksibilnog dijela, izbjegavajte složenu raspodjelu naprezanja i osigurajte stabilan i pouzdan proces savijanja.
5. Upravljanje stresom kroz rupu
Smanjite broj prolaznih rupa
Prolazne rupe u zakrivljenim područjima će povećati lokalno naprezanje, a postavljanje prolaznih rupa treba minimizirati što je više moguće kako bi se smanjile točke koncentracije naprezanja.
Usvajanje poboljšane tehnologije kroz{0}}rupe
Korištenjem procesa punjenja rupa ili slijepih ukopanih rupa, stabilnost prolaznih rupa tokom savijanja može se poboljšati kako bi se spriječilo pucanje.
Standard za kontrolu radijusa savijanja krutih fleks štampanih ploča je ključan za osiguranje njihovih performansi i pouzdanosti. Dubokim razumijevanjem svojstava materijala i faktora strukture sloja koji utječu na radijus savijanja, preciznim izračunavanjem radijusa savijanja korištenjem industrijskih standarda i empirijskih formula, i poduzimanjem niza učinkovitih mjera kao što su optimizacija ožičenja i optimizacija slaganja, performanse savijanja krutih fleksibilnih tiskanih ploča mogu se značajno poboljšati.