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柔性印刷電路板的應(yīng)用
柔性印刷電路板的應(yīng)用
柔性PCB或柔性PCB專門設(shè)計(jì)用于為電路提供相對(duì)的機(jī)械靈活性,這是剛性PCB所不具備的。這允許電路在尺寸、形式和重量上縮小(這有助于提高其在機(jī)械惡劣環(huán)境中的可靠性)。
柔性電路不只是增強(qiáng)電路本身的特性;他們也改進(jìn)了他們所在的設(shè)備。如果不是柔性PCB,其中一些設(shè)備甚至都不存在。
柔性PCB的應(yīng)用
在我們深入探討柔性電路的具體應(yīng)用之前,必須了解IPC-6011(柔性PCB的 IPC-6013)中定義的不同類別。不同類別的PCB有不同的用途。
柔性PCB類
主要分為三個(gè)類:
1 類(有限壽命設(shè)備)
1 類柔性電路是為預(yù)期壽命有限的設(shè)備創(chuàng)建的。這些柔性電路質(zhì)量相對(duì)較低,設(shè)計(jì)不那么復(fù)雜,并且不像其他類別那樣可靠。由于應(yīng)用有限,現(xiàn)在許多制造商甚至不制造 1 類柔性電路。
1 類柔性應(yīng)用包括LED電路、手電筒、各種設(shè)備的柔性(或微型)遙控器和一些儀器。這些設(shè)備中的大多數(shù)都是靜態(tài)彎曲的。對(duì)于這些,柔性PCB在其整個(gè)生命周期中彎曲一次(或幾次)。
2 類(可靠設(shè)備)
2 類柔性PCB在相對(duì)更可靠的設(shè)備中得到應(yīng)用。因此,它們的設(shè)計(jì)和制造要求更加嚴(yán)格。例如,2 類Flex PCB的焊料滲透不能超過 5 mm;每個(gè)孔只允許有一個(gè)空隙,并且不超過孔尺寸的 5%,以及對(duì)最小內(nèi)部圓環(huán)尺寸等的限制。
這些設(shè)計(jì)和制造限制確保 2 類柔性PCB可用于長壽命和相對(duì)更可靠的設(shè)備。與 1 類柔性PCB相比,這些電路還可以更好地應(yīng)對(duì)惡劣環(huán)境、沖擊和其他機(jī)械沖擊。
一些典型的2類柔性應(yīng)用包括手機(jī)、相機(jī)、筆記本電腦和可穿戴電子產(chǎn)品。與第 1 類不同,第 2 類柔性電路可用于動(dòng)態(tài)柔性應(yīng)用,在這種應(yīng)用中,電路可能必須經(jīng)歷很多彎曲周期。
3 類(高度可靠的設(shè)備)
3 類柔性PCB的生產(chǎn)考慮到了更高的質(zhì)量和可靠性。這些類型的Flex PCB最常見的應(yīng)用是醫(yī)療、軍事和汽車行業(yè)。
第三類設(shè)計(jì)和制造規(guī)則更加詳細(xì)和嚴(yán)格。通孔中不能有任何空隙,電鍍滲透不能超過0.3毫米,導(dǎo)體寬度不能減少超過20%,以及許多其他規(guī)則。
第 3 類應(yīng)用包括起搏器、ABS 電路、無人機(jī)和其他醫(yī)療植入物等。它們本質(zhì)上可以是靜態(tài)的,也可以是動(dòng)態(tài)的。
柔性電路的其他常見應(yīng)用
您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一些最常見的地方是:
智能手機(jī):由于柔性PCB顯著減小了設(shè)備尺寸,并為彎曲的智能手機(jī)提供了動(dòng)態(tài)靈活性,因此柔性PCB對(duì)手機(jī)電路的需求很大。手機(jī)使用柔性電路代替剛性PCB有助于將其寬度減少近40%。
航空航天應(yīng)用:柔性PCB(僅限 3 類柔性PCB)用于許多航空航天應(yīng)用,特別是在衛(wèi)星和空間探測器中,設(shè)計(jì)人員必須在可靠性和重量之間保持緊密平衡。
柔性屏幕:隨著第一個(gè)LCD和現(xiàn)在LED的出現(xiàn),顯示器和屏幕的尺寸也縮小了。另一個(gè)正在開發(fā)的相關(guān)應(yīng)用是柔性屏,未來可能會(huì)充當(dāng)“數(shù)字紙”。這主要基于柔性PCB。這是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的途徑,因?yàn)槠聊恍枰峭该鞯摹?span>
可穿戴電子產(chǎn)品:直到十年前,可穿戴電子產(chǎn)品還僅限于高科技手表。但現(xiàn)在,智能手表非常普遍。它們提供完整智能手機(jī)的功能,在某些情況下,還充當(dāng)健康監(jiān)視器。他們的核心設(shè)計(jì)基于柔性電路。
鍵盤:電腦和筆記本電腦鍵盤也是柔性電路最常見的應(yīng)用之一。
助聽器:許多高端助聽器都是圍繞柔性電路制造的。它們非常輕巧,可以處理持續(xù)移動(dòng)和相對(duì)曝光。
體內(nèi)植入物:體內(nèi)植入物的設(shè)計(jì)非常復(fù)雜,它們需要能夠承受體熱和暴露于體內(nèi)元素。許多體內(nèi)植入物依賴于柔性PCB,尤其是在電路散熱會(huì)損壞組織的地方。這些植入物采用獨(dú)特的材料和特殊的設(shè)計(jì)考慮制成。
柔性PCB作為連接電路
Flex PCB的另一個(gè)重要應(yīng)用是用作連接電路,取代傳統(tǒng)的電線和連接器系統(tǒng)。這減輕了電路的重量,并通過消除許多潛在的故障點(diǎn)使其更加可靠。
在大多數(shù)此類應(yīng)用中,Flex PCB都經(jīng)過局部剛性化,以使其可用于ZIF連接。這種類型的電路可能與制造為單個(gè)電路的純剛撓結(jié)合電路不同,也可能不同。然而,它在需要非常高可靠性的器件和電路中具有出色的應(yīng)用,同時(shí)減小了封裝尺寸。
結(jié)論
這些只是柔性電路應(yīng)用的幾個(gè)例子。有數(shù)以百萬計(jì)的設(shè)備部分或完全依賴于柔性電路。但正如您可能已經(jīng)收集到的,不同的應(yīng)用程序需要不同程度的制造護(hù)理和設(shè)計(jì)考慮。這就是為什么您必須與 擁有實(shí)現(xiàn)您的PCB設(shè)計(jì)所需的經(jīng)驗(yàn)和設(shè)備的制造商合作 ,無論它多么復(fù)雜。
但這并不意味著您應(yīng)該只考慮應(yīng)用程序的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。一個(gè)好的設(shè)計(jì)師總是牢記制造的實(shí)用性。因?yàn)槿绻悴贿@樣做,你會(huì)浪費(fèi)太多的時(shí)間和資源來回與制造商。 在完成您的設(shè)計(jì)之前,最好與制造商一起閱讀 設(shè)計(jì)指南和您的想法。