Катуу ийилүүчү PCB

Кадимки катуу ийилүүчү PCB үч негизги бөлүктөн турат, алар катмарланган жана адистештирилген процесстер аркылуу бири-бирине туташтырылган:
• Катуу бөлүктөрү: Салттуу катуу субстрат материалдарынан жасалган (мисалы, FR-4, айнек менен бекемделген эпоксиддик чайыр). Бул бөлүктөр электрондук компоненттерди (мисалы, чиптер, резисторлор, конденсаторлор) колдоо үчүн механикалык туруктуулукту камсыз кылат жана структуралык бүтүндүктү камсыз кылат.
• Ийкемдүү бөлүмдөр: Ийкемдүү субстраттардан турат (кеңири таралган материалдарга полиамид, PI же полиэстер, ПЭТ кирет). Бул бөлүктөр жука, жеңил жана кайра-кайра ийилип, бүктөлүп же буралып, тактанын туура эмес формаларга же динамикалык чөйрөлөргө (мисалы, ачылып/жабылышы же титиреши керек болгон бөлүктөр) ыңгайлашуусуна мүмкүндүк берет.
• Өз ара байланыштыруучу катмарлар: Катуу жана ийкемдүү бөлүктөрү бири-бирине үзгүлтүксүз туташкан ички өткөргүч жез катмарларын (сигнал издери, электр линиялары, жер тегиздиктери) бөлүшөт. Бул өзүнчө катуу жана ийкемдүү тактайлардын ортосунда зымдардын, туташтыргычтардын же ширетүүчү кошулмалардын зарылдыгын жокко чыгарып, бузулуу коркунучун азайтат.

Өзүнчө турган катуу PCB же ийкемдүү PCB менен салыштырганда, катуу ийкемдүү PCBлер төмөнкүдөй артыкчылыктарды сунуштайт:
• Орун жана салмакты үнөмдөө: Аларды тар, татаал корпустарга (мисалы, бүктөлүүчү телефондорго, кийилүүчү түзмөктөргө) батыра тургандай кылып бүктөөгө болот, бул электрондук шаймандардын жалпы өлчөмүн жана салмагын азайтат.
• Ишенимдүүлүктүн жогорулашы: Туташтыргычтардын жана ширетүүчү муундардын азайышы бузулуулардын азыраак болушун билдирет (мисалы, титирөөдөн же эскирүүдөн улам бошоп калган туташуулар), бул аэрокосмостук жабдуулар сыяктуу жогорку ишенимдүүлүктөгү колдонмолор үчүн абдан маанилүү.
• Жөнөкөйлөштүрүлгөн чогултуу: Бир тактага бир нече катуу жана ийкемдүү тетиктерди бириктирүү өндүрүш процессин жөнөкөйлөтүп, чогултуу убактысын жана адамдык каталарды азайтат.
• Иштин майнаптуулугу жакшырды: Үзгүлтүксүз жез издери сигналдын жоголушун жана электромагниттик тоскоолдуктарды (ЭМИ) минималдаштырып, жогорку жыштыктагы түзмөктөр үчүн маанилүү болгон туруктуу сигнал берүүнү камсыз кылат.

Rigid-Flex PCB (Rigid-Flex PCB) классификациясынын өлчөмдөрү көп. Негизги классификация структуралык формасына, ийкемдүү аянттын мүнөздөмөлөрүнө, катмарлардын санына жана колдонмо сценарийлерине ыңгайлашуусуна ж.б. негизделиши мүмкүн. Ар кандай категориялар ар кандай процесстик кыйынчылыктарга жана колдонуу талаптарына туура келет. Төмөндө тармактагы негизги классификациялоо ыкмалары жана деталдуу түшүндүрмөлөрү келтирилген.

• Структуралык формасы боюнча классификацияланган
Бул эң көп колдонулган классификациялоо ыкмасы. Негизги негиз - бул катуу жана ийкемдүү аймактардын туташтыруу режими жана жайгашуу мүнөздөмөлөрү, алар түздөн-түз PCB орнотуу шайкештигин аныктайт.
Бир ийкемдүү зона катуу-ийкемдүү айкалышкан PCB: Бүтүндөй платада бир гана үзгүлтүксүз ийкемдүү зона бар, анын эки учу же бир учу катуу платага туташтырылган. Ийкемдүү зона негизинен ноутбуктун экранын негизги блокко жана кээ бир кулакчындардын схемалык платасына туташтыруучу жалпак кабель сыяктуу "бүктөө" же "айландыруу" функцияларын аткаруу үчүн колдонулат. Ал жөнөкөй түзүлүшкө жана арзан баага ээ жана керектөөчү электроникадагы эң кеңири таралган негизги модель болуп саналат.
Көп ийкемдүү зоналык катуу-ийкемдүү айкалышкан PCB: Ал эки же андан көп көз карандысыз ийкемдүү зоналарды камтыйт жана бир нече катуу такталарды удаалаш туташтыруу аркылуу татаал түзүлүштү түзөт. Ал көп багыттуу ийилүүнү жана борбордон ажыратылган жайгашууну талап кылган жабдууларга, мисалы, өнөр жай сенсор модулдарына (бир нече аныктоочу блоктор негизги башкаруу катуу тактасына ийкемдүү аймактар ​​​​аркылуу туташтырылган) жана көп камералуу уюлдук телефондор үчүн линза модулунун схемалык такталарына ылайыктуу.
Үч өлчөмдүү катуу жана ийкемдүү айкалышкан PCB: Ийкемдүү аймак үч өлчөмдүү мейкиндикте ийилип жана буралып турушу мүмкүн, ал эми катуу аймак ар кандай мейкиндик тегиздиктеринде бөлүштүрүлүп, ийкемдүү аймак аркылуу үзгүлтүксүз туташтырылган. Ал көбүнчө өтө компакттуу мейкиндикке жана туура эмес формага ээ жабдууларда, мисалы, пилотсуз учуучу аппараттардын фюзеляжын башкаруу тактасында жана унаанын аспаптар панелдериндеги интегралдык схема такталарында колдонулат, бул үч өлчөмдүү мейкиндикти максималдуу пайдаланууга мүмкүндүк берет.

• Ийкемдүү аймактардын мүнөздөмөлөрү боюнча классификацияланган
Негизги айырмачылык - ийкемдүү бөлүктү статикалык орнотууга же динамикалык иштөө сценарийлерине ыңгайлашуу үчүн кайра-кайра ийүүгө болобу.
Статикалык катуу-ийкемдүү айкалышкан PCB: Ийкемдүү аймак чогултуу учурунда бир гана жолу ийилип, формага келтирилет, кийинки колдонууда туруктуу формасын сактап калат жана кайталап деформацияланбайт. Мисалы, бүктөлүүчү телефондун рамасы схемалык тактага туташтырылган. Чогултулгандан кийин, ийкемдүү аймак көпкө чейин туруктуу бүктөлгөн абалда калат. Негизги талап - формага келтирилгенден кийинки структуралык туруктуулук.
Динамикалык катуу ийилүүчү PCB: Ийкемдүү аймак узак мөөнөттүү жана кайталануучу ийилүүгө, буралууга жана башка динамикалык аракеттерге туруштук бериши керек, бул өтө жогорку чарчоого туруктуулукту жана ийкемдүү негиздин жез катмарынын адгезиясын талап кылат. Типтүү колдонмолорго принтерлердин кагаз берүү механизминин схемалык тактасы жана кийилүүчү түзмөктөрдүн (мисалы, бүктөлүүчү сааттар) ачылуучу жана жабылуучу компоненттери кирет, алар он миңдеген ийилгенден кийин бузулбоо талабын канааттандырышы керек.

• Сызык катмарларынын саны боюнча классификациялоо
Кадимки PCB сыяктуу эле, алар өткөргүч чынжырлардын катмарларынын саны боюнча классификацияланат. Канчалык көп катмар болсо, интеграция даражасы ошончолук жогору жана процесс ошончолук татаал болот.
Бир катмарлуу катуу-ийкемдүү PCB: Ал өткөргүч жез фольгасынын бир гана катмарын камтыйт жана ийкемдүү жана катуу аймактар ​​​​бул схема катмарын бөлүшөт. Ал эң жөнөкөй түзүлүшкө жана эң арзан баага ээ, бирок анын функциясы бир. Ал жөнөкөй оюнчуктардын башкаруу такталары жана кичинекей пульттардын туташтыруу линиялары сыяктуу аз татаал схемалар үчүн гана ылайыктуу.
Эки катмарлуу катуу-ийкемдүү айкалышкан PCB: Ал өткөргүч жез фольгасынын эки катмарынан турат, ортосунда катмар аралык өткөргүчтүк бар. Ийкемдүү аймак ийкемдүү субстратты колдонот, ал эми катуу аймак FR-4 өзөктүү тактасы менен жабдылган. Баасын жана практикалык жактан пайдалуулугун эске алуу менен, ал смартфондор жана планшеттик компьютерлер үчүн перифериялык модуль катары кеңири колдонулат.
Көп катмарлуу катуу-ийкемдүү PCB: Катмарлардын саны ≥4, адатта "катуу катмар - ийкемдүү катмар - катуу катмар" кезектешип суперпозициясынан турат жана ичинде кубаттуулук катмары, жер катмары жана сигнал катмары бар. Ал жогорку деңгээлдеги интеграцияга ээ жана татаал сигнал берүү жана кубаттуулукту башкарууга жетише алат. Ал аэрокосмостогу спутниктик схемалык такталар жана медициналык жабдуулардагы так аныктоочу негизги такталар сыяктуу жогорку класстагы электрондук түзмөктөргө ылайыктуу.

• Атайын функцияга ылайыкташуу боюнча классификациялоо
Экстремалдык чөйрөлөр же атайын муктаждыктар үчүн иштелип чыккан, материалдар жана процесстер үчүн кошумча жекече талаптары бар адистештирилген түрлөрү.
Жогорку жыштыктагы катуу-ийкемдүү айкалышкан PCB: Ал диэлектрикалык туруктуулугу төмөн жана жоготуусу аз ийкемдүү субстраттарды (мисалы, PTFE-модификацияланган полиамид) кабыл алат, сигнал берүү учурундагы алсыроону жана тоскоолдуктарды азайтат жана 5G жабдуулары, радар системалары жана спутниктик байланыш жабдуулары сыяктуу жогорку жыштыктагы сценарийлерге ылайыктуу.
Жогорку температурага туруктуу катуу-ийкемдүү айкалышкан PCB: Ийкемдүү субстрат жана желим жогорку температурага туруктуу материалдардан (мисалы, атайын PI) жасалган, алар -55 ℃ден 200 ℃ге чейинки же андан да кеңири температура диапазонунда туруктуу иштей алат. Ал авиациялык кыймылдаткычтардын перифериялык жабдууларында жана өнөр жайлык жогорку температура сенсорлорунда кеңири колдонулат.
Жогорку тыгыздыктагы өз ара байланыш (HDI) катуу жана ийкемдүү айкалышкан PCB: микро-виаларды жана майда сызык туурасы жана сызык аралыктары технологияларын колдонуу менен, ал сызык тыгыздыгын жогорулатат жана тактанын өлчөмүн кичирейтет, бул аны акылдуу сааттар жана имплантациялануучу медициналык шаймандар (мисалы, кардиостимуляторлор үчүн кошумча схемалык такталар) сыяктуу миниатюралык түзмөктөргө ылайыктуу кылат.

Катуу-ийкемдүү айкалышкан PCBлерди долбоорлоодо жана өндүрүүдө катуу PCBлердин структуралык туруктуулугу жана ийкемдүү PCBлердин ийилүүгө ыңгайлашуусу эске алынышы керек. Долбоорлоо этабында кийинки өндүрүштө жана колдонууда мүмкүн болгон тобокелдиктерден качуу керек. Өндүрүш этабында продуктунун ишенимдүүлүгүн жана ырааттуулугун камсыз кылуу үчүн атайын процесстик байланыштарды көзөмөлдөө керек. Төмөндө деталдуу долбоорлоо жана өндүрүштүн негизги пункттары келтирилген:

• Дизайндын негизги пункттары
Дизайн - катуу-ийкемдүү айкалышкан PCB'лердин сапатынын өзөгү. Ал төмөнкү аспектилерге басым жасоо менен электрдик көрсөткүчтөрдү, механикалык мүнөздөмөлөрдү жана өндүрүш мүмкүнчүлүгүн бир эле учурда эске алышы керек:

• Структуралык жана жайгашуу дизайны
Катуу зона менен ийкемдүү зонанын ортосундагы чек ара так көрсөтүлгөн: компоненттердин, өтмөлөрдүн жана жез фольгалардын чек арадан өтүшүнө жол бербөө жана ийилүү учурунда материалдык айырмачылыктардан улам жарака кетишине жол бербөө үчүн катуу зона менен ийкемдүү зонанын ортосундагы чек арада өткөөл зона (адатта 0,5-1 мм) болушу керек. Чыңалуу концентрациясын азайтуу үчүн ийкемдүү зонанын четтери тегеректелиши керек (радиусу ≥1 мм).
Ийкемдүү зонанын жайгашуусу жана ийилүүнү пландаштыруу: Ийкемдүү зона жогорку чыңалуудагы аймактардан алыс болушу керек. Динамикалык ийилүү сценарийлеринде ийилүү радиусу "ички жез фольганын минималдуу ийилүү радиусу ийкемдүү негиздин калыңдыгынан ≥ 10 эсе, ал эми сырткы жез фольганынкы ≥15 эсе" деген талапка жооп бериши керек. Статикалык ийилүү бир гана жолу формага келтирүүнү талап кылат жана радиусун тиешелүү түрдө азайтууга болот. Ошол эле учурда, узак мөөнөттүү кысуунун схемага зыян келтирбеши үчүн, ийкемдүү зонада бири-бирине кабатталып жана ийилүүдөн алыс болуңуз.
Компоненттердин жайгашуусу акылга сыярлык: Жылуулук бөлүп чыгаруучу компоненттер (мисалы, чиптер жана резисторлор) жогорку температурадан улам ийкемдүү негиздин эскиришине жол бербөө үчүн катуу аймакта жана ийкемдүү аймактан алыс топтолушу керек. Оор жүк көтөрүүчү компоненттер (мисалы, интерфейстер жана сенсорлор) катуу жерлерге бекитилиши керек, ал эми жылуулукту бөлүп чыгаруу үчүн резервдик орун жана бекитүүчү тешиктер каралышы керек.

• Сызык жана катмарлоо дизайны
Сызыктын багыты ийилүү багытына ылайыкташтырылган: Ийилүүчү зонада, ийилүү учурунда жез фольгага тийгизген созуу/кысылуу зыянын азайтуу үчүн сызык багыты горизонталдуу (ийилүү багытына параллель) болушу артыкчылыктуу. Ийилүүчү аймакта тыгыз ичке сызыктарды жана курч бурчтуу сызыктарды коюудан алыс болуңуз. Сызыктын туурасы жана аралыгы катуу аймактагыга караганда бир аз чоңураак болушу керек (сызыктын минималдуу туурасы/аралыгы ≥0,1 мм болушу сунушталат).
Үймөк түзүлүшүн оптималдаштыруу: Көп катмарлуу катуу-ийкемдүү айкалышкан PCB үчүн, ийкемдүү катмар тактайдын кыйшайышына жол бербөө үчүн симметриялуу түзүлүштү (мисалы, "катуу катмар - ийкемдүү катмар - ийкемдүү катмар - катуу катмар") кабыл алышы керек. Ийкемдүү зонада катуу өзөктүү материалдарды колдонууга тыюу салынат. Ийилүү натыйжалуулугун камсыз кылуу үчүн желим ийкемдүү материалдардан (мисалы, акрил) жасалышы керек.
Өткөргүчтөрдү жана жерге туташтырууну долбоорлоо: Ийкемдүү зонада металлдандырылган өткөөлдөрдү колдонууга тыюу салынат. Бардык өткөөлдөр катуу зонада калышы жана ийкемдүү зонанын чегинен кеминде 1 мм алыстыкта ​​​​жайгашкан болушу керек. Сигналдын тоскоолдуктарын азайтуу үчүн көз карандысыз жер катмарларын орнотуңуз. Жогорку жыштыктагы сценарийлерде сигналды өткөрүүнү оптималдаштыруу үчүн "микро тилкелүү линия" же "ленталуу линия" структураларын колдонууга болот.

• Материалды тандоо талаптарга жооп берет
Ийкемдүү субстрат: Динамикалык ийилүү сценарийлери үчүн чарчоого туруктуулугу жакшы полиамидди (PI) тандаңыз; статикалык сценарийлер үчүн баасы төмөн полиэстерди (PET) тандаса болот. Жогорку жыштыктагы жабдуулар диэлектрикалык константалары төмөн PI субстраттарын (мисалы, PTFE менен модификацияланган PI) тандашы керек.
Жез фольга жана каптоочу пленка: Ийкемдүү жерлер үчүн тоголок жез фольга (жакшы ийилчээктикке жана ийилүүгө туруктуулукка ээ) артыкчылыктуу, ал эми катуу жерлер үчүн электролиттик жез фольга колдонулушу мүмкүн. Ийкемдүү зонанын бети ийкемдүү каптоочу пленка (PI пленкасы) менен жабылышы керек, ал эми чети коргоо жана изоляциялоо үчүн жез фольгадан 0,2-0,3 мм ары чыгышы керек.

Катуу-ийкемдүү айкалышкан PCB өндүрүшү катуу жана ийкемдүү PCB процесстерин бириктирет жана катуулук менен ийкемдүүлүктүн ортосундагы байланыш звенолоруна кошумча көзөмөлдү талап кылат. Негизги пункттар төмөнкүлөр:

▶ Субстратты алдын ала иштетүү жана ламинациялоо процесси
• Негизги бетти тазалоо: Ийкемдүү PI негизинин бети кошулмаларды адсорбциялоого жакын. Жез фольга менен негиздин ортосундагы адгезияны күчөтүү үчүн плазмалык тазалоо же химиялык иштетүү аркылуу май тактарын жана кычкыл катмарларын кетирүү зарыл. Катуу FR-4 негиздерин ламинациялоо учурунда аба көбүкчөлөрүнүн пайда болушуна жол бербөө үчүн кургатып, нымдандырыш керек.
• Так ламинациялоо: Ламинациялоо учурунда температураны, басымды жана убакытты көзөмөлдөө керек. Ийкемдүү негиздин деформацияланышына же катуу зонанын деламинацияланышына жол бербөө үчүн ийкемдүү зонанын жана катуу зонанын байланыш параметрлери ар башка коюлушу керек. Кадамдык ламинациялоо ыкмасы колдонулат. Алгач ийкемдүү катмар ламинацияланат, андан кийин катмар аралык тыгыз байланышты камсыз кылуу үчүн катуу катмар менен ламинацияланат.

▶Схеманы жасоо жана оюп түшүрүүнү башкаруу
• Жогорку тактыктагы экспозиция: Ийкемдүү субстраттар чоюлууга жакын. Сызыктын четтеп кетишинин алдын алуу үчүн экспозиция учурунда фиксациялоо үчүн атайын бекиткичтерди колдонуу керек. Ультрафиолет параллелдүү нур экспозициялоочу машина сызык үлгүсүнүн тактыгын камсыз кылуу, айрыкча ийкемдүү зонадагы сызык туурасынын катасын ±0,02 мм чегинде көзөмөлдөө үчүн колдонулат.
• Оёо процессин оптималдаштыруу: Ийкемдүү зонада жез фольганы иштетүү үчүн щелочтуу оюу эритмеси колдонулат. Ашыкча оюу сызыктын үзүлүшүнө алып келбеши үчүн, оюу ылдамдыгы катуу зонага караганда бир аз төмөн. Оёгондон кийин, калдык суюктуктун негизди дат басышына жол бербөө үчүн аны өз убагында тазалоо керек.

▶Кесүү жана калыптоо процесстери
• Ийкемдүү зоналык контурду кесүү: Ийкемдүү зоналык контур лазердик кесүү (CO₂ лазер же ультрафиолет лазер) менен иштетилет, ал жылмакай кесилет жана бүктөлбөйт, механикалык кесүүдөн келип чыккан негизги материалдын айрылышына жол бербейт. Кесүүдө ички чынжырлардын бузулушуна жол бербөө үчүн лазердин кубаттуулугун көзөмөлдөө керек.
• Катуу зонаны калыптандыруу: Катуу зонаны CNC фрезерлөө менен калыптандырууга болот, ал эми четтерин кесүү жана кыйшайтуу керек. Катуу зона менен ийкемдүү зонанын ортосундагы чек араны жылмакай өтүүнү камсыз кылуу жана ийүү учурундагы чыңалуунун концентрациясын азайтуу үчүн экинчи жолу тегиздөө керек.

▶Кийинки иштетүү жана сапатты текшерүү
• Беттик иштетүү: Катуу жерлерди ширетүүнүн натыйжалуулугун жогорулатуу үчүн калай чачыратуу, алтын жалатуу жана OSP сыяктуу беттик иштетүүлөрдөн өткөрүүгө болот. Ийкемдүү зонанын бети каптоочу пленка менен гана корголгон. Негизги материалдын деформациясын алдын алуу үчүн калай чачыратуу сыяктуу жогорку температурадагы иштетүүлөргө тыюу салынат.
• Толук процессти текшерүү: Өндүрүш учурунда катмар аралык адгезияны (кабыкты сыноо аркылуу) жана сызыктын өткөрүмдүүлүгүн (учуучу зонд сыноосу) текшерүү керек. Колдонуу сценарийлеринде туруктуулукту жана ишенимдүүлүктү камсыз кылуу үчүн даяр продукциялар ийүү сыноолорунан (динамикалык ийүү он миңдеген циклдерди симуляциялоону талап кылат) жана жогорку жана төмөнкү температурадагы чөйрө сыноолорунан өтүшү керек.