1.柔性印刷電路板的柔性和可靠性
目前柔性PCB板有四種:單面、雙面、多層柔性板和剛性柔性板。
單面柔性PCB板是成本最低,對電氣性能要求較低的PCB板。布線單面PCB時,應選擇單面軟板。它有一層由化學蝕刻,產(chǎn)生的導電圖形,柔性絕緣基片表面的導電圖形層是軋制銅箔。絕緣基材可以是聚酰亞胺、聚(p-苯二甲酸乙二醇酯)、芳綸纖維酯、聚氯乙烯。
雙面柔性PCB電路板是在絕緣基膜的兩面用蝕刻制成的導電圖形。金屬化孔連接絕緣材料兩側(cè)的圖案,形成導電通路,滿足靈活設計和使用功能。覆蓋膜可以保護單面和雙面導線,并指示組件的放置位置。
多層柔性PCB電路板是將三層或三層以上的單面或雙面柔性電路層壓在一起,通過鉆孔和電鍍形成金屬化孔,并在不同層之間形成導電通路。這樣就不需要復雜的焊接工藝。多層電路在更高的可靠性、更好的導熱性和更方便的組裝性能方面具有很大的功能差異。在設計布局時,應考慮組件尺寸、層數(shù)和靈活性的相互影響。
傳統(tǒng)的剛性和柔性PCB電路板是由剛性和柔性基板選擇性地層壓在一起構(gòu)成的。結(jié)構(gòu)緊湊,通過金屬化形成導電連接。如果印刷電路板的兩面都有元件,剛性和柔性電路板是一個很好的選擇。但是如果所有的部件都在一面,那么選擇雙面柔性板,在其背面層壓一層FR4增強材料會更經(jīng)濟。
混合結(jié)構(gòu)的柔性電路是多層PCB,導電層由不同金屬制成。8層板以FR-4為內(nèi)層介質(zhì),以聚酰亞胺為外層介質(zhì),引線從主板的三個不同方向延伸,每個引線由不同的金屬制成??点~合金、銅和金分別作為獨立的引線。這種混合結(jié)構(gòu)是唯一可行的解決方案方法,多用于電信號轉(zhuǎn)換和熱轉(zhuǎn)換的關系,以及電性能苛刻的低溫情況。
可以評估互連設計的便利性和總成本,以實現(xiàn)最佳性能比價格。
2.柔性印刷電路板的經(jīng)濟性
如果電路設計比較簡單,總體積小,空間合適,傳統(tǒng)的互聯(lián)方式大多便宜很多。如果電路復雜,處理許多信號或有特殊的電氣或機械性能要求,柔性電路是一個更好的設計選擇。當應用的尺寸和性能超過剛性電路的能力時,柔性裝配是最經(jīng)濟的。在一張膠片上可以制作12個帶5個通孔的密耳墊和3個密耳線和間距的柔性電路。因此,將芯片直接安裝在薄膜上更可靠。因為它不含可能是離子鉆井污染源的阻燃劑。這些膜可以是保護性的,并且在更高的溫度下固化,導致更高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。與剛性材料相比,柔性材料節(jié)省成本的原因是取消了連接器。
原材料成本高是柔性電路價格高的主要原因。原材料的價格差別很大,成本最低的聚酯柔性電路用原材料成本是剛性線路用原材料的1.5倍;高性能聚酰亞胺的柔性電路高達4倍或更高。同時,材料的柔性使得制造過程中難以進行自動化加工,導致產(chǎn)量下降;最終組裝過程中容易出現(xiàn)缺陷,包括柔性附件脫落、斷線等。當設計不適合應用時,這種情況更容易發(fā)生。在彎曲或成形引起的高應力下,往往需要選擇加固材料或補強材料。雖然原材料成本高,制造麻煩,但是折疊、彎曲和多層拼接的功能將減小整個組件的尺寸,t
柔性印刷電路板行業(yè)正在小規(guī)??焖侔l(fā)展。聚合厚膜工藝是一種高效、低成本的生產(chǎn)工藝。這個過程有選擇地在便宜的柔性基底上篩選導電聚合油墨。代表性的柔性基底是聚酯。聚合厚膜導體包括絲網(wǎng)金屬填料或碳粉填料。聚合厚膜法本身就很干凈,使用無鉛無蝕刻SMT膠,由于使用了加成技術,基板成本低,聚合厚膜電路是銅聚酰亞胺薄膜電路價格的1/10;是剛性電路板價格的1/2 ~ 1/3。聚合厚膜法特別適用于設備的控制面板。在手機等便攜設備上產(chǎn)品,聚合厚膜法適用于將印刷電路板上的元器件、開關、照明設備轉(zhuǎn)換成聚合厚膜法電路。既節(jié)約了成本,又降低了能耗。
總的來說,柔性PCB電路板確實比剛性電路板更貴更貴。制造柔性PCB時,很多情況下都要面對很多參數(shù)超出公差范圍的事實。制造柔性電路的困難在于材料的靈活性。