Dlaczego elastyczne płytki PCB wymagają usztywnień

Usztywniacz PCB jest wymagany, aby nadać płytce sztywność. Dostępnych jest kilka materiałów usztywniających PCB. Niektóre z nich są droższe od innych, takich jak FR4 lub stal nierdzewna. Musisz zdecydować, który typ jest najlepszy dla Twoich konkretnych potrzeb.

Stal nierdzewna

Elastyczne obwody drukowane (PCB) to jedne z najpopularniejszych typów płytek drukowanych dostępnych obecnie na rynku. Ich elastyczność pozwala projektantom na projektowanie obwodów, co nie jest możliwe w przypadku obwodów sztywnych. Jednak brak sztywności elastycznej płytki PCB może prowadzić do problemów z wydajnością i trwałością. Z tego powodu elastyczne płytki PCB często zawierają usztywnienia ze stali nierdzewnej.

Usztywnienie może być grube lub masowe i przymocowane do elastycznej płytki drukowanej po tej samej stronie co komponenty. Jeśli elastyczna płytka drukowana jest zmontowana z platerowanymi połączeniami przelotowymi, usztywnienia mogą być przymocowane po przeciwnej stronie złącza. Usztywnienia są następnie uszczelniane na miejscu za pomocą klejów wrażliwych na nacisk lub klejenia termicznego.

Zastosowanie usztywnień do elastycznych płytek PCB jest najczęściej stosowane w przypadku obwodów elastycznych. Pomagają one utrzymać odpowiednią grubość obwodu elastycznego i zapobiegają naprężeniom komponentów i połączeń lutowanych. Tego typu usztywniacze mogą być mocowane za pomocą termicznie wiązanych klejów akrylowych lub PSA.

Aluminium

Usztywnienia są często wymagane w przypadku elastycznych płytek PCB. Zmniejszają one elastyczność płytki i zapewniają mechaniczne wsparcie dla komponentów podczas montażu. Odgrywają również rolę w rozpraszaniu ciepła. Istnieje kilka rodzajów usztywnień, a każde z nich zapewnia inne korzyści. Na przykład usztywnienia mogą poprawić odporność na lutowanie, zwiększyć siłę wiązania i ograniczyć zdolność zginania płytki.

Ogólnie rzecz biorąc, sztywne elementy są mocowane do płytki drukowanej za pomocą samoprzylepnej taśmy samoprzylepnej. PSA jest popularnym materiałem klejącym do tego celu, który został zaprojektowany tak, aby wytrzymać cykle rozpływowe w wysokiej temperaturze. Rodzaj zastosowanego kleju zależy od długości i lokalizacji usztywnień. Jeśli usztywnienia wykraczają poza stronę obwodu elastycznego, ważne jest, aby użyć PSA do przymocowania ich do płytki. Ponadto PSA może nie być odpowiedni dla zbyt krótkich lub zbyt długich elementów usztywniających.

Aluminium jest alternatywnym materiałem na usztywnienia. Materiał ten charakteryzuje się lepszym odprowadzaniem ciepła i sztywnością niż inne materiały. Aluminium jest droższe, ale może być trwalsze niż inne materiały.

Kapton

Podczas pracy z elastycznymi płytkami PCB konieczne jest uwzględnienie usztywnień w projekcie. Dodanie usztywnienia może zwiększyć odporność na lutowanie i wzmocnić połączenia między komponentami. Może również pomóc w odciążeniu i odprowadzaniu ciepła. W większości przypadków usztywnienia są przyklejane po tej samej stronie elastycznej płytki drukowanej, co komponenty.

FR4 i poliimid to dwa materiały, które są powszechnie stosowane jako usztywniacze. Materiały te są tanie i mogą zapewnić płaską powierzchnię elastycznej płytki PCB. Zapewniają również doskonałą odporność na lutowanie i mogą zapewnić wymagane wsparcie podczas procesów pick-and-place.

Umieszczenie usztywnień jest ważne, ponieważ muszą one być zainstalowane po tej samej stronie, co montowane komponenty. Umożliwia to również łatwy dostęp do pól lutowniczych. Chociaż usztywnienia są ważne, niektórzy klienci mogą zdecydować się na całkowite pominięcie usztywnień i użycie ramy FR-4 zamiast nośnika SMT.

FR4

Usztywniacze FR4 do elastycznych obwodów drukowanych to doskonały sposób na utrzymanie i prowadzenie elastycznych obwodów drukowanych. Ich działanie polega na rozciągnięciu paska materiału usztywniającego FR-4 do elastycznej płytki PCB. Pomaga to elastycznej płytce PCB zachować właściwy kształt i uniknąć pęknięć w warstwach przewodzących. Oprócz zapewnienia wsparcia podczas montażu, urządzenia te mogą również działać jako urządzenia rozpraszające ciepło.

Usztywnienia FR4 mogą być wykonane z różnych materiałów, w tym stali nierdzewnej i aluminium. Usztywnienia ze stali nierdzewnej są bardziej odporne na korozję, łatwiejsze w adaptacji i bardziej odporne na szeroki zakres temperatur. Usztywnienia ze stali nierdzewnej są zazwyczaj cienkie, od 0,1 do 0,45 mm.

Usztywnienia FR4 są dodawane do elastycznego obwodu jako ostatni etap produkcji. Można je nakładać za pomocą kleju samoprzylepnego lub termicznego. Wybór może zależeć od końcowego zastosowania, ale usztywniacze wrażliwe na nacisk są zwykle tańsze niż klej termiczny. Ponadto, klej termoutwardzalny wymaga umieszczenia flexu w prasie do laminowania, która wykorzystuje ciepło do utwardzenia kleju.