Mạch in linh hoạt (FPC) mang đến cơ hội to lớn cho kỹ sư đóng gói và nhà thiết kế điện tử. Các hệ thống dây điện tử linh hoạt này có thể được định hình, uốn cong, xoắn và gấp lại thành các cấu hình chiều vô tận… chỉ bị giới hạn bởi khả năng sáng tạo origami của kỹ sư. Về vấn đề này, chúng mang lại những lợi thế thiết kế đáng kể so với bảng mạch in cứng nhắc (PCB) hai chiều và không linh hoạt. Kích thước được bổ sung này có thể biến các mạch linh hoạt trở thành giấc mơ của kỹ sư thiết kế, nhưng cùng với việc bổ sung tính linh hoạt, một số “quy tắc” cần phải tuân theo (nghe giống như một nghịch lý??) để đảm bảo đạt được một thiết kế chắc chắn.
Các phương pháp sản xuất và bộ vật liệu khác nhau được sử dụng cho FPC và sự khác biệt ngay lập tức là thuộc tính kích thước. Các mạch in cứng thường ổn định hơn về mặt kích thước so với màng polyimide tiêu chuẩn được sử dụng làm khối xây dựng trong 98% các mạch flex được sản xuất. Sự thay đổi kích thước gia tăng này có nghĩa là một mạch linh hoạt yêu cầu các quy tắc thiết kế khác với so với bảng mạch in cứng nhắc của nó. Thật không may, phần lớn phần mềm thiết kế có sẵn sử dụng các quy tắc thiết kế PCB cứng nhắc và điều này có thể tạo ra các vấn đề về chức năng và sản xuất cho mạch linh hoạt. Một số người trong ngành gọi một thiết kế mạch linh hoạt là “linh hóa” thiết kế.
Danh sách dưới đây trình bày chi tiết năm trong số những cách “uốn cong” phổ biến hơn làm cho một thiết kế mạnh mẽ hơn, dễ sản xuất hơn và sẵn sàng cho chế tạo.
- Các lỗ hở của mặt nạ hàn hoặc màng phủ: Trong quá trình chế tạo, mạch linh hoạt có thể thể hiện sự thay đổi kích thước sau khi tiếp xúc với các quy trình như chà bằng đá bọt, mạ đồng và/hoặc khắc. Mặc dù có thể tính đến một số thay đổi, nhưng các quy tắc thiết kế mạch linh hoạt thường yêu cầu dung sai lớn hơn để phù hợp với các đăng ký tiếp theo đối với màng phủ, chất làm cứng hoặc khuôn cắt. Cần xem xét thêm đối với hiện tượng ép keo xảy ra trong quá trình cán lớp điện môi màng bao phủ. Làm phức tạp thêm dự đoán về các tính năng thiết kế bù là vô số quy trình và trình tự cần thiết để tạo ra một mạch linh hoạt tùy chỉnh. Điểm mấu chốt là các lỗ trong màng phủ thường cần có nhiều chỗ hơn trong thiết kế mạch linh hoạt.
- Khoảng cách giữa các miếng hàn và dấu vết liền kề: Đây là sự đánh đổi, tức là thỏa hiệp về thiết kế, sẽ được thực hiện dựa trên mục #1. Khi các khe hở của màng phủ hoặc mặt nạ hàn được làm lớn hơn, các cạnh của dấu vết dây dẫn liền kề có thể lộ ra nếu chúng được định tuyến quá gần với miếng hàn. Điều này có thể gây ra đoản mạch nếu hàn nối giữa các chân hoặc miếng đệm của đầu nối. Kích thước vật lý của mạch là một yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến khả năng đăng ký. Nói chung, cần có nhiều không gian hơn giữa miếng hàn và vết dẫn điện liền kề để phù hợp với dung sai vị trí của màng phủ hoặc mặt nạ hàn.
- Điểm ứng suất trong dây dẫn: Do mạch uốn dẻo được sử dụng trong cả ứng dụng gấp để cài đặt và uốn động, cấu hình dấu vết được chấp nhận trong PCB cứng có thể gây ra sự cố trong mạch mềm. Các vết dây dẫn với các góc nhọn và các mối nối cấp tính ở đế của miếng hàn trở thành “điểm ứng suất” tự nhiên khi khu vực gần chúng bị uốn cong. Điều này có thể dẫn đến vết nứt hoặc tách lớp. Bố cục mạch linh hoạt tốt sẽ có bán kính nhẵn cho các điểm rẽ của dây dẫn (thay vì các góc nhọn) và bán kính hiền lành từ dấu vết đến miếng đệm thay vì góc nhọn. Gắn có chọn lọc các chất làm cứng sẽ ngăn uốn cong ở các vùng hàn và là một thông lệ thiết kế phổ biến.
- Dấu vết xếp chồng lên nhau: Các vết ở các mặt đối diện của chất điện môi không được “chồng” trực tiếp lên nhau. Các vết căng thẳng (ở bên ngoài bán kính uốn cong) có thể bị nứt khi mạch bị uốn cong nếu chúng thẳng hàng song song với một vết ở phía đối diện. Các dấu vết trong lực căng bị ép ra xa trục trung tính của vùng uốn nếp và có thể bị đứt gãy, đặc biệt là khi bị uốn cong lặp đi lặp lại. Một phương pháp thiết kế tốt là giữ cho đồng nằm trong trục trung tính của chỗ uốn cong bằng cách thiết kế vùng này như một lớp dẫn điện duy nhất. Khi điều này là không thể, một thiết kế thích hợp sẽ “so le” các dấu vết giữa các lớp đồng trên và dưới để ngăn chặn sự liên kết trên và dưới.
- Mối hàn quá gần điểm uốn: Mối hàn được hình thành bởi liên kết giữa các kim loại của hợp kim hàn với vết đồng. Trong khi dấu vết đồng thường linh hoạt, các khu vực đã được hàn trở nên rất cứng và không linh hoạt. Khi chất nền bị uốn cong gần mép của mối hàn, miếng hàn sẽ bị nứt hoặc tách lớp. Một trong hai tình huống sẽ gây ra các vấn đề nghiêm trọng về chức năng.
Điểm mấu chốt là việc thiết kế một mạch linh hoạt với phần mềm PCB tiêu chuẩn có thể dẫn đến một số vấn đề nghiêm trọng về khả năng sản xuất và độ tin cậy. Tốt nhất là làm việc với nhà cung cấp mạch linh hoạt của bạn hoặc chuyên gia thiết kế mạch linh hoạt để “làm mềm” thiết kế trước khi bắt đầu chế tạo hoặc tạo bố cục trực tiếp từ danh sách mạng. Điều này sẽ đảm bảo rằng thiết kế có thể được sản xuất để đáp ứng nhu cầu của bạn.
black t shirt
Có thể bạn muốn xem thêm : lưới an toàn cửa sổ
write by Thomas Kyles
