Proč flexibilní PCB potřebují výztuhy

K zajištění tuhosti desky plošných spojů je zapotřebí výztuha desky plošných spojů. K vyztužení DPS je k dispozici několik materiálů. Některé jsou dražší než jiné, například FR4 nebo nerezová ocel. Musíte se rozhodnout, který typ je pro vaše konkrétní potřeby nejlepší.

Nerezová ocel

Flexibilní desky s plošnými spoji (PCB) patří mezi nejoblíbenější typy PCB na současném trhu. Jejich flexibilita umožňuje konstruktérům navrhovat obvody, které u pevných obvodů nejsou možné. Nedostatečná tuhost ohebných desek plošných spojů však může vést k problémům s výkonem a životností. Z tohoto důvodu jsou součástí pružných desek plošných spojů často výztuhy z nerezové oceli.

Výztuha může být buď silná, nebo hmotově orientovaná a připevněná k pružné desce plošných spojů na stejné straně jako součástky. Pokud je pružná deska plošných spojů osazena pokovenými průchozími spoji, mohou být výztuhy připevněny na opačné straně konektoru. Výztuhy se pak na místě utěsní tlakově citlivými lepidly nebo tepelným lepením.

Použití výztuh pro flexibilní desky plošných spojů se nejčastěji používá pro flexibilní obvody. Pomáhají udržovat správnou tloušťku flexiobvodu a zabraňují namáhání součástek a pájecích spojů. Tento typ výztuh lze připevnit pomocí tepelně lepených akrylátových lepidel nebo PSA.

Hliník

U pružných desek plošných spojů jsou často vyžadovány výztuhy. Snižují ohebnost desky a poskytují mechanickou oporu součástkám při montáži. Slouží také k odvodu tepla. Existuje několik typů výztuh a každá z nich poskytuje jiné výhody. Výztuhy mohou například zlepšit odolnost proti pájení, zvýšit pevnost spoje a omezit schopnost desky ohýbat se.

Obecně se rigidery připevňují k desce plošných spojů pomocí lepicí pásky citlivé na tlak. Oblíbeným lepicím materiálem pro tento účel je PSA, který je navržen tak, aby vydržel vysokoteplotní přetavovací cykly. Typ použitého lepidla závisí na délce a umístění výztuh. Pokud výztuhy přesahují stranu pružného obvodu, je důležité použít k jejich připevnění k desce lepidlo PSA. Kromě toho nemusí být PSA vhodné pro příliš krátké nebo příliš dlouhé výztuhy.

Alternativním materiálem pro výztuhy je hliník. Tento materiál má lepší odvod tepla a tuhost než ostatní materiály. Hliník je dražší, ale může být odolnější než jiné materiály.

Kapton

Při práci s ohebnými deskami plošných spojů je nutné při návrhu počítat s výztuhami. Přidání výztuhy může zvýšit odolnost pájení a zpevnit spoje mezi součástkami. Může také pomoci s odlehčením tahu a odvodem tepla. Ve většině případů se výztuhy lepí na stejnou stranu ohebné DPS jako součástky.

FR4 a polyimid jsou dva materiály, které se běžně používají jako výztuhy. Tyto materiály jsou levné a mohou zajistit rovný povrch pružné desky plošných spojů. Poskytují také vynikající odolnost proti pájení a mohou poskytnout potřebnou oporu při procesech pick-and-place.

Umístění výztuh je důležité, protože musí být instalovány na stejné straně jako montované součásti. To také umožňuje snadný přístup k pájecím podložkám. I když jsou výztuhy důležité, někteří zákazníci se mohou rozhodnout výztuhy zcela vynechat a místo nosiče SMT použít rám FR-4.

FR4

Výztuhy FR4 pro flexibilní desky plošných spojů představují vynikající způsob údržby a vedení flexibilních desek plošných spojů. Fungují tak, že se pásek ztužujícího materiálu FR4 prodlouží do pole pružných desek plošných spojů. To pomáhá udržet správný tvar ohebné DPS a zabránit vzniku trhlin ve vrstvách vodičů. Kromě toho, že poskytují oporu při montáži, mohou tato zařízení fungovat také jako zařízení pro odvod tepla.

Výztuhy FR4 mohou být vyrobeny z různých materiálů, včetně nerezové oceli a hliníku. Výztuhy z nerezové oceli jsou odolnější vůči korozi, jsou přizpůsobivější a odolnější vůči širokému rozsahu teplotních podmínek. Nerezové výztuhy jsou obvykle tenké, od 0,1 do 0,45 mm.

V posledním výrobním kroku se na ohebný obvod přidávají výztuhy FR4. Lze je aplikovat buď pomocí lepidla citlivého na tlak, nebo pomocí tepelně tuhnoucího lepidla. Volba může záviset na konečném použití, ale tlakově citlivé výztuhy jsou obvykle levnější než tepelně nastavitelné lepidlo. Kromě toho vyžaduje tepelně tuhnoucí lepidlo vložení flexe do laminačního lisu, který působí teplem, aby se lepidlo vytvrdilo.