Flex Leiterplatten Biegen und Falten
Flexiblen Leiterplatten sind ideal für viele der heutigen elektronischen Anforderungen. Sie sind leicht, kompakt und, wenn sie richtig konstruiert sind, äußerst robust. Da sie sich jedoch biegen lassen, hat eine flexible Schaltung einige sehr spezifische Anforderungen, die sich von denen herkömmlicher starrer Schaltungen unterscheiden. Materialien, Schaltungsarchitektur, Platzierung von Funktionen und die Anzahl der Schichten in der Schaltung müssen im Designprozess berücksichtigt werden. Ebenso muss berücksichtigt werden, wie stark die Schaltung gebogen werden soll, wie eng die Biegung sein soll, wie die Biegung geformt werden soll und wie häufig die Schaltung gebogen werden soll. Durch eine sorgfältige Definition der Anwendungs- und Designprioritäten und das Erkennen der einzigartigen Anforderungen, die an flexible Schaltungen gestellt werden, kann der Designer innerhalb dieser Anforderungen arbeiten, um das volle Potenzial der Technologie auszuschöpfen.
Berechnung der Länge der flexiblen Leiterplatte
Die am häufigsten gestellte Frage, die wir in Bezug auf flexible Schaltungen erhalten, lautet: "Wie stark kann ich eine flexible Schaltung biegen?" Die IPC-Standardantwort ist das 10-fache der Materialdicke. Es gibt einen Abschnitt in IPC-2223, der vernünftige Informationen zur Berechnung des Biegeradius bietet. Aber es gibt noch andere Faktoren, die bei der Entwicklung einer flexiblen Schaltung für hohe Zuverlässigkeit berücksichtigt werden müssen.
Bei kurzen flexiblen Bereichen sind vier verklebte Flexschichten leichter zu biegen als 2+2 Flexschichten mit Luftspalt.
Eine Vielzahl von Faktoren kann die Leistung eines Schaltkreises bei Biegung beeinflussen. Dazu gehören:
- Je näher die neutrale Biegeachse an der Mitte des Materialstapels der Schaltung liegt, desto gleichmäßiger werden die Kräfte auf die anderen Schichten der Schaltung verteilt, wenn diese gebogen wird.
- Biegewinkel - je weniger eine Schaltung gebogen wird, desto geringer ist das Risiko einer Beschädigung
- Dicke der Schaltung - eine geringere Dicke verringert das Risiko einer Beschädigung bei Biegung
- Biegeradius - ein größerer Radius verringert das Risiko von Schäden
- Häufigkeit der Biegung - eine Konstruktion, die für eine dynamische Anwendung, bei der die Schaltung regelmäßig gebogen wird, nicht akzeptabel ist, kann für eine Schaltung, die nur einmal für die Installation gebogen werden soll, akzeptabel sein
- Materialien - die richtige Auswahl der Materialien hinsichtlich ihrer Biegefähigkeit und der Art und Weise, wie sie diese Kräfte auf andere Schichten im Biegebereich übertragen, verbessert die Leistung
- Konstruktion - Konstrukteure sollten es vermeiden, im oder in der Nähe des Biegebereichs Merkmale zu platzieren, die besonders anfällig für die im Biegebereich auftretenden Kräfte sind oder die die umgebende Schaltungsstruktur bei Biegung schwächen können.
Wir haben eine Fertigungskostensimulation mit einem realen starr-flexiblen Schaltungsdesign und einem vergleichbaren starr-kabel-starren Äquivalent durchgeführt. Die zu vergleichenden Komponenten-BoMs unterschieden sich nur in den für die nichtflexible Version erforderlichen Kabeln und Steckern. Für unsere Simulation besteht das traditionelle Design aus vierlagigen Platinen, zwischen denen flexible Kabel und Steckverbinder verwendet werden, während das starr-flexible Schaltungsdesign eine vierlagige Leiterplatte mit zwei inneren flexiblen Lagen ist. Die Herstellungskosten für beide Designs basieren auf realen Angeboten von Leiterplattenherstellern und beinhalten die Kosten für die Montage.
VERRINGERUNG DER GESAMTDICKE DER FLEX-LEITERPLATTE IM FLEX-BEREICH
- Verringern Sie das Gewicht des Basiskupfers (und die entsprechenden Klebstoffdicken) oder reduzieren Sie die Dicke des Dielektrikums.
- Verwenden Sie klebstofffreie Trägermaterialien. Bei klebstofffreien Materialien verringert sich die Ausgangsdicke jedes Substrats in der Regel um 12-25 um (0,0005"- 0,0010") im Vergleich zu Substraten auf Kleberbasis.
- Eliminierung der Kupferbeschichtung auf den Leitern im Biegebereich (dynamischer Bereich) durch selektive Beschichtung (nur Pads/Button-Plating), wodurch die Flexibilität der Schaltung erhöht wird.
Da die IPC-Normen konservativ formuliert sind und viele Faktoren berücksichtigen, die sich auf die Widerstandsfähigkeit der Schaltung auswirken können, ist es möglich, auf sichere Weise ein geringeres Biegeverhältnis als das der Norm zu erreichen. Aufgrund der zahlreichen Faktoren, die die Leistung bei kleineren als den empfohlenen Biegeverhältnissen beeinträchtigen können, ist es jedoch sehr ratsam, dass Entwickler bei der Entwicklung solcher Designs mit einem erfahrenen Hersteller von flexiblen Schaltungen zusammenarbeiten.
