Fleksible printkort (FPC) bruger fleksible substrater som polyimid til at understøtte bøjning, foldning eller vridning, hvilket gør dem bredt anvendelige til højdensitetsintegration og dynamiske bøjningsscenarier. Nøglefunktioner omfatter:
- Let og tynd: 60 % reduktion i vægt og plads sammenlignet med stive printkort.
- Dynamisk bøjningskapacitet: Tåler op til 500 millioner gentagne bøjninger (360° fuld vinkel).
- Miljømæssig tilpasningsevne: Modstandsdygtig over for høje temperaturer (op til 400 °C), vibrationer og kemisk korrosion.
Sammenligning af fleksible PCB-typer
Vigtige tekniske parametre
1. Beregning af bøjningsradius
Formel: Mindste bøjningsradius = (plade tykkelse × fleksibilitetskoefficient) / 2
- Typisk værdi: Et 0,4 mm tykt bræt kan opnå en 90° bøjning.
- Sikkerhedsretningslinjer: Anbefalet bøjningsradius ≤1 mm; 180° bøjninger kræver specielt design.
2. Materialesammensætning
- Underlag: Primært polyimid (PI), fremragende modstandsdygtighed over for høje temperaturer.
- Dirigent: Valset, udglødet kobber (dynamisk bøjning) kontra elektrodeponeret kobber (statiske anvendelser).
- Klæbematerialer: Laminater af akryl-/epoxyharpikssystem.
Retningslinjer for afstivningsdesign
Funktionel placering:
┌──────────────────────────────┐
│ Mekanisk støtte │ Forhindrer deformation af stikområdet │
├──────────────────────────────┤
│ Stressfordeling │ Reducerer mekanisk belastning på loddeforbindelser │
├──────────────────────────────┤
│ Monteringspositionering │ Tilbyder en stiv monteringsgrænseflade │
└──────────────────────────────┘
Almindelige materialer: FR4 (0,2-0,5mm), rustfrit stål (højfrekventeanvendelser).
Designretningslinjer (struktureret tjekliste)
Sporlayout
- Undgå retvinklede spor (brug buede overgange).
- Forskyd sporpositioner på øverste og nederste lag for dobbeltsidede kort.
- Tilføj dråbeformede puder til kritiske områder for forstærkning.
Håndtering af bøjningsområdet
- Brug skraverede fyldninger i stedet for faste kobberfyldninger.
- Forbud mod vias/pads i bøjningsområder.
- Overlayåbningen skal være 10 % større end lederlaget.
Overvejelser vedrørende fremstilling
- Der skal reserveres 5 mm til kanten under samling af panelerne.
- Angiv tykkelsestolerancen på ±0,1 mm for ZIF-stik.
- Tilføj optiske justeringsmærker.
Analyse af fordele og begrænsninger
Fordelsområder:
- ✅ Tredimensionel routingfunktion (sparer 40 % plads).
- ✅ Modstandsdygtighed over for mekanisk træthed (3 gange længere levetid i vibrationsscenarier).
- ✅ Stabilitet ved høje temperaturer (Tg-værdi >200 °C).
Anvendelsesbegrænsninger:
- ⚠️ Omkostningerne er 30-50 % højere end for stive printkort.
- ⚠️ Svært at reparere (kræver specialudstyr).
- ⚠️ Følsom over for ridser (kræver svovlfri emballage).
Industriens anvendelse Distribution
Typiske scenarier:
- Smartwatches: 360° bøjelige skærmforbindelser.
- ADAS-systemer: Vibrationsbestandige sensorkredsløb.
- Endoskoper: Overførsel af biologiske signaler med høj densitet.
Særlige bemærkninger til fremstillingsprocessen
- Dynamiske anvendelser: Valset, udglødet (RA) kobber for bedre duktilitet.
- Statiske anvendelser: Elektrodeponeret (ED) kobber til lavere omkostninger.
- ENIG: Bedste loddeforbindelses pålidelighed.
- OSP: Egnet til korte opbevaringscyklusser.
- Hård guldbelægning: Specielt til ZIF-stik.
- Bøjningstest: Verificeret i henhold til IPC-6013-standarden.
- Termisk stresstest: Loddemodstand ved 288 °C.
- Impedanskontrol: ±10 % tolerancekrav.
Hvorfor er de ikke egnede til alle scenarier?
På trods af betydelige fordele anbefales faste løsninger til:
Professionel rådgivning: Ved at indgå i DFM-drøftelser (Design for Manufacturability) med producenterne i den konceptuelle designfase kan udviklingsrisiciene reduceres med over 30 % og produktionsomkostningerne optimeres. En vellykket anvendelse af fleksible printkort afhænger af en præcis koordinering af materialevalg, mekanisk design og produktionsprocesser.