Welke soorten elektronische apparaten maken deel uit van je dagelijks leven? Dat kunnen smartphones, computers, laptops, tablets, camera's en andere elektronische gadgets zijn. Een gemeenschappelijk kenmerk van deze apparaten is dat ze afhankelijk zijn van printplaten (PCB's) om te functioneren. soorten PCB'sFlexibele printplaten onderscheiden zich door hun unieke eigenschappen en toepassingen. In deze blog bekijken we flexibele printplaten van dichtbij, van de definitie en constructie tot de soorten en toepassingen.
Wat is flexibele PCB?
Een flexibele printplaat verwijst naar een type printplaat dat is ontworpen om te buigen, te draaien en zich aan te passen aan verschillende vormen zonder functionaliteit te verliezen. Het verschilt van traditionele printplaten. stijve PCB's Omdat het een flexibel polymeermateriaal, zoals polyimide of polyester, als basissubstraat gebruikt in plaats van stijve glasvezel. De geleidende kopersporen worden op deze flexibele polymeerbasislaag gelamineerd, waardoor een dunne en buigzame printplaat ontstaat. Door de afwezigheid van stijve versteviging kan de flexibele printplaat dynamisch buigen, draaien en vervormen tijdens gebruik, waardoor hij geschikt is voor toepassingen waar de ruimte beperkt is, gewicht een probleem is of de printplaat in krappe ruimtes of rond gebogen oppervlakken moet passen.
Flex PCB: constructie en gebruikte materialen
Flexibele printplaten bestaan hoofdzakelijk uit de volgende lagen:
- Diëlektrisch flexibel substraat
De fundamentele diëlektrische laag is essentieel voor de constructie van de geleidende paden. Daarom is de keuze van een geschikt materiaal voor het flexibele substraat cruciaal. Veelvoorkomende opties zijn polyimide, polyester, PTFEen vloeibaar kristalpolymeer (LCP). Polyimide is hiervan de meest gebruikte flex. substraatmateriaal vanwege de superieure duurzaamheid, thermische eigenschappen en gunstige prijs-kwaliteitverhouding.
- Geleidende laag
De geleidende lagen bestaan uit koperfolie of koperen bekleding die op het substraat wordt gelamineerd. Deze lagen worden geëtst om de gewenste circuitpatronen te vormen, inclusief sporen, pads en via's. Koper is het meest populaire materiaal voor geleidende lagen omdat het kosteneffectief is. Andere opties zijn zilverinkt, constantaan, koolstof, aluminium en inconel.
- Kleeflaag
Het hecht het geleidende metaal stevig aan het substraat. Je zult zeer kieskeurig moeten zijn bij het kiezen van de lijmsoorten. Er zijn verschillende lijmsoorten beschikbaar voor printplaten, waaronder epoxy, drukgevoelige lijm en acryl.
- Bedekking
De overlay wordt aangebracht op de bovenkant van het flexibele circuit en beschermt de kopersporen tegen schadelijke invloeden zoals vocht, stof en chemische verontreinigingen. Het kan effectief problemen zoals elektrische kortsluiting voorkomen. Het materiaal waarvan de overlay is gemaakt, is meestal polyimide, vloeibaar fotogevoelig soldeermasker of andere diëlektrische materialen.
- Verstijver
In bepaalde situaties kan extra verstevigingsmateriaal worden toegevoegd aan specifieke delen van de flexibele printplaat. Het doel van deze versteviging is om stijfheid en structurele ondersteuning te bieden waar dat nodig is. Veelgebruikte verstevigingsmaterialen zijn polyimide- of FR-4-laminaten met zelfklevende achterkant.
Verschillende soorten flexibele printplaten
Er zijn vier hoofdtypen flexibele printplaten verkrijgbaar. Deze zijn:
Enkelzijdig flexibel circuit
Het is een van de meest voorkomende circuitontwerpen. Er zijn verschillende redenen voor de populariteit ervan. Ze zijn bijvoorbeeld het goedkoopst. Ze bevatten zeer effectieve varianten voor verschillende flexibele toepassingen.
Dubbelzijdig flexibel circuit
Het is het op één na meest voorkomende ontwerp voor flexibele printplaten. Het is bruikbaar voor alle toepassingen die een hoge dichtheid aan circuits vereisen. Het ontkoppelt enkelzijdige circuits en bestaat uit twee metaallagen die verbonden zijn via een doorgemetalliseerd gat. Een standaard dubbelzijdig circuit bestaat uit opeenvolgende lagen lijm en afdekfolie aan beide zijden van een basisfolie.
Meerlagige Flex-PCB
Meerlaagse flexcircuits bestaan uit drie of meer lagen geleidend materiaal, gescheiden door isolerende diëlektrische lagen. Ze zijn duurder dan andere PCB-typen vanwege de complexiteit van hun constructie. Deze printplaten bieden echter verschillende voordelen ten opzichte van enkel- of dubbellaagse varianten, zoals verbeterde elektrische prestaties, geavanceerde functionaliteit en verbeterde mechanische robuustheid.
Rigid-Flex printplaat
Zoals de naam al doet vermoeden, is dit een hybride configuratie die bestaat uit een combinatie van zowel stijve als flexibele printplaten. Het stijve gedeelte ondersteunt alle componenten en versterkt de connectoren. Het flexibele gedeelte zorgt voor de volledige connectiviteit van verschillende stijve gedeelten. Dankzij hun betrouwbaarheid, sterkte en flexibiliteit zijn ze populair in toepassingen zoals militaire, lucht- en ruimtevaart-, automobiel- en commerciële elektronica.
De toepassingen van flexibele printplaten
Als het gaat om betrouwbaarheid, maximale aanpasbaarheid en flexibiliteit, zijn flexibele printplaten (PCB's) uitermate nuttig. Hier zijn enkele van de belangrijkste toepassingen van flexibele printplaten:
Flexibele printplaten in computerelektronica
Verschillende hoofdcomponenten van de computer zijn afhankelijk van flexibele circuits voor een goede werking. Om bijvoorbeeld de hoge snelheden bij te houden, moeten de componenten in harde schijven flexibel zijn. Harde schijven kunnen heet worden bij langdurig gebruik. Dit betekent dat printplaten bestand moeten zijn tegen hoge temperaturen. Hier komt flexibele PCB's om de hoek kijken. Net als computers vind je flexibele printplaten terug in andere elektronische apparaten, zoals gameconsoles, televisies en printers.
Flexibele printplaten in de auto-elektronica
De meeste elektronische hardware in de auto-industrie maakt gebruik van flexibele circuits. Zo worden motormanagementsystemen, computers en airbagcontrollers gebruikt met flexibele printplaten. Flexibele printplaten zijn ook te vinden in dashboardsystemen, antiblokkeersystemen en instrumentenpanelen. Deze voorkeur komt voort uit het unieke vermogen van flexibele printplaten om zich aan te passen aan onregelmatige vormen en compacte ruimtes, waardoor er geen grote kabelbinders of connectoren nodig zijn.
Flexibele printplaten in de medische sector
Flexibele printplaten zijn van groot belang in verschillende medische en farmaceutische toepassingen. De meest populaire toepassing van flexibele circuits is een inslikbare camera, beter bekend als PillCam. Deze camera helpt artsen en andere medische professionals om een nauwkeurig beeld van het menselijk lichaam te krijgen. Bovendien worden flexibele printplaten gebruikt om realistische protheses te maken. Onderzoekers hebben een techniek ontwikkeld om circuits op flexibel en organisch materiaal te printen. Dit materiaal is extreem kleiner dan typische flexibele printplaten, waardoor het natuurlijk kan bewegen zonder schade op te lopen.
Voordelen en nadelen van flexibele printplaten
Net als alle andere soorten printplaten heeft dit ook voor- en nadelen:
Voordelen van flexibele printplaten
Er zijn verschillende voordelen van flexibele printplaten ten opzichte van conventionele elektrische verbindingen. Hier zijn enkele voordelen van flexibele circuits:
- Mechanische verbindingen worden hierdoor volledig geëlimineerd.
- De mogelijkheid hebben om een sterk en betrouwbaar signaal te produceren.
- Het verdraagt enorme temperaturen.
- Dankzij de flexibiliteit is het niet snel breekbaar en daardoor betrouwbaar.
- Je kunt hem gemakkelijk buigen en vouwen, waardoor hij een kleiner formaat krijgt.
- Het bestrijkt een heel klein gebied vanwege zijn kleinere formaat.
- Flexibele circuits zijn licht van gewicht.
Nadelen van flexibele printplaten
Er zijn een paar nadelen aan dit bord. Hier zijn enkele nadelen van flex-circuits:
- Hoewel deze printplaat duurzaam is, zijn de aanschafkosten vrij hoog.
- Het is buitengewoon moeilijk om nog wijzigingen aan te brengen in dit circuitbord nadat het eenmaal is gefinaliseerd.
- Voor het opnieuw bewerken en solderen is een team van professionele ingenieurs nodig.
Wanneer flexibele printplaat gebruiken?
Flexibele printplaten bestaan uit polyimide of iets dergelijks. Ze zijn bestand tegen extreme temperaturen, zelfs tussen 200 en 400 °C. Het is daarom belangrijk om een flexibele printplaat te gebruiken bij het ontwikkelen van toepassingen met hoge temperaturen en dichtheid. Bijvoorbeeld boorgatmetingen in verschillende gas- en olie-industrieën zijn zeer effectief. Bovendien zijn ze bestand tegen hoge temperaturen en bieden ze een hoge weerstand tegen chemicaliën, straling en uv-straling. Ze zijn daarom uitermate geschikt voor al dergelijke toepassingen met chemicaliën, enzovoort.
Waarom niet uitsluitend flexibele printplaten gebruiken?
Ondanks de vele voordelen van flexibele printplaten, waaronder hun veelzijdigheid en aanpasbaarheid, hebben ze stijve printplaten nog niet volledig vervangen. De belangrijkste reden hiervoor zijn de kosten. Flexibele printplaten hebben doorgaans hogere productie- en materiaalkosten dan hun stijve tegenhangers. Daarom kiezen veel bedrijven alleen voor flexibele printplaten in toepassingen die specifiek profiteren van hun unieke eigenschappen. Voor algemene productie- en assemblageprocessen hebben stijve printplaten de voorkeur om de totale kosten te beheersen en te verlagen.
MOKO Technology produceert verschillende soorten printplaten tegen een betaalbare prijs. Met de uitgebreide expertise van ons team evalueren we zorgvuldig de unieke vereisten van uw toepassing om het optimale type printplaat te selecteren. Neem contact met ons op om nu met uw project te starten.