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关于PCBA代工代料柔性电子的所有知识

  • 发表时间:2021-07-12 10:56:00
  • 来源:PCBA代工代料
  • 人气:23

    在PCBA代工代料中,您可能习惯于看到由刚性直线电路板组成的计算机内部组件。但 FPC 电子 是我们习惯的范式转变。它是支持折叠式智能手机显示器和各种具有转换 HMI 的设备的技术。

    灵活的电子产品具有出色的成型能力、重量轻、耐用性和成本效益。它们还有可能以其单面、灵活的 布局取代刚性的多板和连接器 。

    这项技术确实令人兴奋,它在制造业中提供了许多优势。在此档案中,我们将为您提供对柔性印刷电路板前景的最新评估。

    柔性电子

    什么是柔性电子

    柔性电子设备,也称为柔性电路,包括安装在柔性塑料基板(如导电聚酯薄膜)上的电子设备。

    柔性电子产品的电子元件与刚性 PCB 的电子元件相同。但更重要的是,柔性电子产品的灵活性在柔性电子产品和 PCB 之间创造了一个完全不同的世界。

    其他可用于柔性电路板的流行塑料基板材料包括聚酰亚胺和 PEEK。您还可以使用通过蚀刻技术减薄的硅基板。通过这样做,您可以使硅基板具有极大的灵活性。

    这种程度的灵活性总是会打开一个充满可能性的全新世界。

    柔性电子的应用

    PCB 的刚性限制了它们在灵活性、空间效率和成本效益至关重要的应用中的适用性。此类应用的一个示例是需要 3 轴电气连接的电子系统,如相机。

    在这些情况下,FCB 电子产品是最好的选择。以下是您应该了解的关键领域的纲要,在这些领域中 FCB 电子产品非常有用:

    1.计算机系统

    灵活的电子设备组成了打印机的移动打印头。它们还用于中继发送到承载磁盘驱动器读/写磁头的移动臂的信号。灵活的电子设备也用于在计算机键盘中创建开关矩阵。

    柔性电子应用.jpg

    2.液晶技术

    柔性电子产品的柔性塑料基板可以作为 LCD 生产中玻璃的绝佳替代品。这使整个系统具有足够的灵活性,因为基板顶部的薄膜通常只有几微米厚。

    3. 有机发光二极管 (OLED) 技术

    OLED 因其灵活的显示属性而备受赞誉,是背光的替代品。您可以通过使 OLED 更加灵活来增强它们的适用性。

    4. 电子组件

    柔性电路板提供了一种用于连接诸如电阻器、电容器、集成电路等电子元件的方法。然而,它们的适用性也可以提供用于直接或通过连接器互连多个电子组件的方法。

    5. 汽车

    柔性电子产品在汽车中有多种用途。引擎盖下控制装置、ABS 系统、仪表板等隔间都可以利用柔性电路的优点。

    柔性电子应用.jpg

    6. 消费电子设备

    从相机到娱乐系统和可穿戴设备,FCB 为大量消费电子产品提供了出色的可维护性。

    7. 工业应用

    包括医疗和传感器设备在内的工业设备都对灵活的互连电路有不同的需求。

    8. 太阳能电池

    柔性太阳能电池已广泛用于为卫星供电。除了重量轻之外,它们还可以在发射前轻松折叠,然后在飞行途中部署。

    听起来不错?好吧,等到您在下一章中了解有关柔性电子产品的更多信息。

    软板电子

    什么是电子产品中的 FPC?

    装配式印刷电路 (FPC) 是带有保护涂层的柔性电子产品,可提高其性能。它们通常包含一层薄的绝缘聚合物薄膜,其中包含各种图案的电子电路。

    这些电路采用薄聚合物涂层,或任何类似涂层,或提供额外保护层的叠片。您还可以使用光刻技术制造 FPC 电子产品。

    事实上,您可以使用多种非导电绝缘材料来保护电路免受电气干扰、磨损和天气影响。它们都有其独特的优点和缺点,使每个都更适合某些应用程序。

FPC电子.jpg

    因此,既然您可以使用各种方法制作 FCB 电子产品,您就需要对各种类型的 FPC 有一个全面的了解。最流行的 FPC 类型是单层、双面和多层 FPC。

    全面了解各种类型的 FPC,您将能够更好地利用 FPC 的优势。通过这样做,您将能够克服 PCB 的许多限制,因为 FPC 可以承载与 PCB 相同的电子元件。

    FPC 比 PCB 具有更大优势的一些应用包括:

  •     具有紧凑、便携封装的电子产品,其中电气连接必须保持在 3 轴上,例如在相机中。

  •     在正常使用过程中必须折叠或弯曲的电子设备。

  •     需要子组件之间互连的电气组件,例如汽车、卫星和本地技术装置中的电气系统。在这些情况下,FCB 比线束更轻、更高效。

  •     许多其他电器,其中空间效率和重量是关键考虑因素。

    随着技术的不断进步,这份名单每天都在增加。但为了对这项技术形成有效的未来预期,您需要了解其迄今为止的演变。

    FPC电子的演变

    作为伽利略实验的结果,印刷柔性电路板的外观首先浮出水面。他对未来 FCB 电子设备的构想是在一张带有石蜡涂层的纸上放置一个扁平金属导体。

    在此后的几个世纪里,柔性电路的理论一直在大圈子里飞来飞去。托马斯爱迪生曾在他的一本书中阐述了一个暗示柔性电路的概念。

    FPC电子.jpg

    他的提议围绕着在亚麻纸上涂上图案纤维素胶和石??墨粉的混合物。

    1950 年代,Roger Curtis 和 Cledo Brunetti 阐述了适用于制造柔性电路的绝缘材料。在同一时期,Photo Circuits Corporation 披露了他们对 FPC 电子产品的突破性发现。

    当 Victor Dahlgren 和 Royden Sanders 准备用类似于柔性电路的设置替换线束时,另一个重大突破出现了。一批日本工程师扩大了该技术的适用性。

    您会在现代 FCB 电子产品的每一件上找到这些早期作品的遗迹。但与早期版本的柔性电路不同,现代柔性电路技术集成了主动和被动功能。

    FPC电子的优势

  •     可以作为多个硬板和连接器的可行替代品。

  •     单面电路非常适合用于具有灵活外形的设备。

  •     它们可以以各种配置堆叠。

    FPC电子的缺点

  •     在某些配置中,它可能比刚性 PCB 更昂贵。

  •     在某些应用中可能更容易受到损坏。

  •     它使组装过程更加复杂。

  •     您可能会发现修复起来更加困难或站不住脚。

    软板印刷电路板

    在某些情况下,它们可以相互补充和替代。但请务必注意,FCB 比 PCB 具有更广泛的适用性。

    印刷电路板或PCB是承载电路的板。凭借其多层结构,它可以同时执行多种功能并处理大电流传输。

    软板印刷电路板.jpg

    当然,到目前为止,您已经知道两者之间的主要区别在于印刷电路的材料。从理论上讲,区别在于不是在刚性板上蚀刻印刷品,而是在柔性塑料板上印刷。

    但“塑料”板不仅仅是一种简单的材料。

    片材的结构要复杂得多。它具有铜膜以及其他导电“迹线”,如印在柔性表面上的银迹线。

    此外,塑料上的“痕迹”具有非常复杂的构成,即使它们看起来像普通的墨水。这些“痕迹”包括比电线和焊接更能导电的材料。这些复杂材料的质量实际上使设备易于使用。

    但无论您是制造 PBC 还是 FPC 电子产品,有两个关键因素决定了应用的质量。首先是材料的质量,其次是PBC工具和组装程序。

    组装 PBC 和 FPC 的最有效方法之一是在所有端子上按压“热棒”设备,同时焊接它们。如果您不能使用“热棒”设备,您可以选择脉冲加热回流方法。脉冲加热回流是一种焊接工艺,需要加热预助焊剂、焊料涂层部件,使其熔化、流动并固化成新结构。

    现在,我们将让您在下一章中仔细了解热回流过程。

    将 FPC 焊接到 PCB

    方法

    Applications-of-Flexible-Electronics7.jpg

    脉冲加热回流是一种工艺,其中预助焊剂、焊料涂层的元件经过加热以将部件与焊料结合。

    在此过程中,您可以加热零件,直到它们的焊料熔化并流动。当熔化的焊料凝固时,它会与零件形成永久性的电化学结合。

    脉冲加热焊接与传统焊接工艺的主要区别在于前者使用热电极。热电极是一种加热元件,它在一定压力下对每个焊接连接进行加热和冷却循环。

    位于回流焊头顶部的热电极通过脉冲加热控制接收能量。它还为控制提供反馈,以实现一致的加热应用。

    焊头有助于磨削两部分之间的接触。当压力足够时,头部诱导控制器触发热电极的加热循环。

    热电极将热量传递到零件以熔化零件之间的焊料。当熔化的焊料开始流动时,它们会在两个部件的焊料区域之间形成聚结。在回流循环结束后,聚结的焊料冷却并重新凝固以形成新的焊点。

    fpc(1).jpg

    为了使焊点足够好,它必须连接两个表面并在两个部件的表面上引起润湿(焊料流动)。此外,焊料在熔化时会被吸引到零件的侧面。因此,柔性电路焊盘的宽度小于 PCB 焊盘的宽度至关重要。

    这种配置在柔性焊盘的侧面创造了空间,供焊料流入。这使得柔性焊盘能够适应 PCB 焊料的数量,而不会出现任何复杂情况。

    脉冲加热回流焊的主要特性

    控制脉冲加热回流程序的规则不同于指导传统焊接的规则。首先,焊点设计和对焊料数量的控制对于回流焊的成功焊接至关重要。

    接头设计在确定工艺窗口的宽度方面起着至关重要的作用。它还可以适应焊料流,以补偿在先前加工过程中出现的任何不一致。

    此外,对热电极焊接周期的控制有助于您缩小电路焊盘并减轻其重量。

    以下是脉冲加热回流焊接中加热过程的关键方面的细分:

    预热

    您可以获得一个长达 2 英寸的现代热电极,可在两秒钟内达到焊接温度。在此期间,热电极去除氧化层以引起润湿。

    尽管如此,预热仅适用于过多的散热器影响热电极以及应用带有精密基板时。

    上升

    热电极的平均上升时间为 1.5 – 2 秒。但是您可以对上升时间进行编程以更精确地控制加热速率。

    回流

    您也可以对该阶段进行编程。您可以以 0.1 秒为增量对时间进行编程,以 1 度为增量对温度进行编程。开放式焊点和热电极之间接触区域的典型温度为 280 – 330C。

    但由于热电极会经历热传递损失,因此您必须将其加热到更高的温度。其温度必须升至 180C 以上,此时焊料开始回流。

    尽管如此,建议您使用最短的时间和温度。这最大限度地减少了损坏的机会,并让您更好地控制关节的形成。

    温度

    您还可以对冷却温度进行编程,以在焊料凝固形成接头时结束加热过程。您可以通过对电源进行编程以翻转控制气流以降低温度的继电器来实现这一点。

    由于大多数电路焊盘具有更高的散热片,因此焊料的温度将低于热电极。因此,建议您将释放温度设置为 180C。在这个理想温度下,遇到干点的可能性可以忽略不计。

    fpc.jpg

    现在,到目前为止,我们已经研究了在电子产品中结合 FPC 和 PCB 板的过程。但是您准备好了解更多有关组装电路的过程了吗?

    PCB & FPC & PCBA

    印刷电路板组件)是在整个零件和组件焊接并正确安装后呈现的电路板。甲PCBA,或印刷电路板组件,是承载在PCB的焊接和安装的组件的板,以完成预期该PCB被设计用于的电子功能。

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    您可以获得印刷电路板组件)是在整个零件和组件焊接并正确安装后展示的电路板。根据您要创建的应用程序在 PCB 上安装各种组件后的PCBA。甲PCB快速原型。3D PCB 打印不仅制造 PCB,而且还进行印刷电路板组装(因此,PCBA需要一组与 PCB 不同的材料。PCB 快速原型制造的材料清单。3D PCB 打印不仅制造 PCB但它也做印刷电路板组装(PCBA包括电阻器、集成电路、晶体管、电容器等。

    一种最广泛使用的方法,您可以使用它来获得制造 PCB 所需的生产薄膜作品。在PCBA的情况下是通过回流炉加热。该过程在 PCB 和电子元件之间建立了机械连接。

    它在 PBC 的涂层铜板的非导电基板中植入迹线和导电通路。

    印刷电路板组装过程中的另一个主要步骤是从 PBC 的设计文件中导出元件列表。完成此操作后,您可以继续自己准备组件,或者让 PCBA 工厂准备它们。

    您可以使用一些PCB 工具手动焊接组件。您还可以使用贴片机将 PCB或 FPC放置在回流炉中。

    PCB和PCBA制造工艺的区别

    制造电路板的过程与电路组装过程有很大不同。电路焊盘的制造通常需要开发板、涂覆基板和设计 FPC 或PCB 原型。

    尽管如此,必须为 FPC、PCB 和 PCBA 做出最佳材料选择。但是,PCB 或 FPC 设计的选择在PCB 组装中变得比在 PCB 制造中更为重要。

    事实上,用于组装 PCB或 FPC组件的工艺取决于所选的电路设计。

    PCB和FPC电子元件组装方法的种类

    基本上,PCBA代工代料所有组装 FPC 和 PCB电子元件的方法都可以分为两类:

    通孔方法,组件在孔中占据位置;以及表面贴装技术 ( SMT ),其中元件被集成到电子板的外部。

    尽管如此,当有太多组件时,建议您使用自动化PCB 工具来组装PCB。您可以使用机器放置,使您能够部署体波蚀刻或回流炉。

    但是对于小型PCBA,您始终可以使用手动蚀刻。

    结论

    灵活的电子产品为我们打开了一个充满可能性的全新世界。润泽五洲现在可以将可卷曲的娱乐设备、折叠式智能手机、透明 RFID、电子纸等视为可行的消费电子产品。

    FPC 电子与当前的硅技术相比,具有成本效益、重量轻和可成形性的优势。因此,它们已准备好为下一代轻便、便携、经济高效的消费电子产品提供动力。

    我们一直处于这一发展的最前沿。我们拥有专业知识和设施,可以将您推向未来柔性电子产品的边缘。电路板购物,各种事情可能会让你感到困惑。无论您要使用单面 PCB、双面 PCB 还是任何其他类型的 PCB,您都可以立即联系我们,让我们帮助您实现 FPC 电子产品的巨大可能性。