Miksi joustava PCB tarvitsee jäykisteitä

PCB-jäykiste tarvitaan antamaan PCB:lle sen jäykkyys. PCB:n jäykistämiseen on saatavilla useita materiaaleja. Jotkut ovat kalliimpia kuin toiset, kuten FR4 tai ruostumaton teräs. Sinun on päätettävä, mikä tyyppi sopii parhaiten erityistarpeisiisi.

Ruostumaton teräs

Joustavat painetut piirilevyt (PCB) ovat nykyään markkinoiden suosituimpia PCB-tyyppejä. Niiden joustavuuden ansiosta suunnittelijat voivat suunnitella piirisarjoja, jotka eivät ole mahdollisia jäykillä piireillä. Joustavan piirilevyn jäykkyyden puute voi kuitenkin johtaa suorituskykyyn ja kestävyyteen liittyviin ongelmiin. Tästä syystä taipuisat piirilevyt sisältävät usein ruostumattomasta teräksestä valmistettuja jäykisteitä.

Jäykiste voi olla joko paksu tai massapainotteinen ja kiinnitetty joustavaan piirilevyyn samalle puolelle kuin komponentit. Jos joustava piirilevy on koottu pinnoitetuilla läpireikäliitännöillä, jäykisteet voidaan kiinnittää liittimen vastakkaiselle puolelle. Tämän jälkeen jäykisteet tiivistetään paikoilleen painesensitiivisillä liimoilla tai lämpöliimauksella.

Joustavien piirilevyjen jäykisteiden käyttöä käytetään yleisimmin joustopiireissä. Ne auttavat ylläpitämään joustopiirin oikean paksuuden ja estävät komponenttien ja juotosliitosten rasituksen. Tämäntyyppinen jäykiste voidaan kiinnittää lämpöliimattujen akryyliliimojen tai PSA-liimojen avulla.

Alumiini

Joustavat piirilevyt vaativat usein jäykisteitä. Ne vähentävät levyn joustavuutta ja tarjoavat mekaanista tukea komponenteille kokoonpanon aikana. Niillä on myös merkitystä lämmönpoiston kannalta. Jäykisteitä on useita erilaisia, ja jokainen tarjoaa erilaisia etuja. Jäykisteet voivat esimerkiksi parantaa juotoskestävyyttä, lisätä sidoslujuutta ja rajoittaa levyn taivutuskykyä.

Yleensä jäykistimet kiinnitetään piirilevyyn paineherkällä teipillä. PSA on tähän tarkoitukseen suosittu liimamateriaali, joka on suunniteltu kestämään korkean lämpötilan reflow-syklejä. Käytettävän liiman tyyppi riippuu jäykisteiden pituudesta ja sijainnista. Jos jäykisteet ulottuvat joustopiirin puolta pidemmälle, on tärkeää käyttää PSA:ta niiden kiinnittämiseen levyyn. Lisäksi PSA ei välttämättä sovellu liian lyhyille tai liian pitkille jäykisteille.

Alumiini on vaihtoehtoinen jäykisteiden materiaali. Tällä materiaalilla on parempi lämmönsieto ja jäykkyys kuin muilla materiaaleilla. Alumiini on kalliimpaa, mutta se voi olla kestävämpää kuin muut materiaalit.

Kapton

Kun työskentelet joustavien piirilevyjen kanssa, on tarpeen ottaa suunnittelussa huomioon jäykisteet. Jäykisteen lisääminen voi lisätä juotosvastusta ja vahvistaa komponenttien välisiä yhteyksiä. Se voi myös auttaa jännityksenpoistossa ja lämmönsiirrossa. Useimmissa tapauksissa jäykisteet liimataan samalle puolelle joustavaa piirilevyä kuin komponentit.

FR4 ja polyimidi ovat kaksi materiaalia, joita käytetään yleisesti jäykisteinä. Nämä materiaalit ovat halpoja, ja ne voivat tarjota tasaisen pinnan joustavalle piirilevylle. Ne tarjoavat myös erinomaisen juotoskestävyyden ja voivat tarjota tarvittavan tuen pick-and-place-prosessien aikana.

Jäykisteiden sijoittaminen on tärkeää, koska ne on asennettava samalle puolelle kuin asennettavat osat. Tämä mahdollistaa myös helpon pääsyn juotospinnoille. Vaikka jäykisteet ovat tärkeitä, jotkut asiakkaat voivat jättää jäykisteet kokonaan pois ja käyttää FR-4-kehystä SMT-kannattimen sijasta.

FR4

FR4-jäykisteet joustaville piirilevyille ovat erinomainen tapa ylläpitää ja reitittää joustavia piirilevyjä. Ne toimivat ulottamalla FR-4-jäykistysmateriaalin kaistale joustavaan piirilevyryhmään. Tämä auttaa joustavaa piirilevyä säilyttämään oikean muotonsa ja välttämään halkeamia johdinkerroksissa. Sen lisäksi, että nämä laitteet tarjoavat tukea kokoonpanon aikana, ne voivat toimia myös lämmönpoistolaitteina.

FR4-jäykisteet voidaan valmistaa useista eri materiaaleista, kuten ruostumattomasta teräksestä ja alumiinista. Ruostumattomasta teräksestä valmistetut jäykisteet kestävät paremmin korroosiota, ovat mukautuvampia ja kestävät paremmin monenlaisia lämpötilaolosuhteita. Ruostumattomasta teräksestä valmistetut jäykisteet ovat yleensä ohuita, 0,1-0,45 mm.

FR4-jäykisteet lisätään joustavaan piiriin viimeisenä valmistusvaiheena. Ne voidaan kiinnittää joko paineherkällä tai lämpökiinnitteisellä liimalla. Valinta voi riippua loppukäyttötarkoituksesta, mutta paineherkät jäykisteet ovat yleensä halvempia kuin lämpökiinnitteiset liimat. Lisäksi lämpökiinnitteinen liima edellyttää, että taivutin asetetaan laminointipuristimeen, joka käyttää lämpöä liiman kovettamiseksi.