Rigid-Flex PCB Stackup: راهنمای نهایی برای درک کامل

همانطور که تقاضا برای راه حل های الکترونیکی انعطاف پذیر و فشرده همچنان در حال افزایش است، PCB های انعطاف پذیر صلب به یک انتخاب محبوب در طراحی و ساخت PCB تبدیل شده اند. این بردها مزایای PCBهای صلب و انعطاف پذیر را ترکیب می کنند تا انعطاف پذیری بیشتری را بدون به خطر انداختن دوام و عملکرد ارائه دهند. برای طراحی PCBهای انعطاف پذیر قابل اعتماد و بهینه، درک کامل پیکربندی stack-up بسیار مهم است. ساختار Stack-up چینش و ساختار لایه PCB را تعیین می کند و مستقیماً بر عملکرد و قابلیت ساخت آن تأثیر می گذارد.این راهنمای جامع به پیچیدگی‌های پشته‌های PCB انعطاف‌پذیر صلب می‌پردازد و بینش‌های ارزشمندی را برای کمک به طراحان در تصمیم‌گیری آگاهانه در طول فرآیند طراحی ارائه می‌دهد. جنبه های مختلفی از جمله انتخاب مواد، قرار دادن لایه، ملاحظات یکپارچگی سیگنال، کنترل امپدانس، و محدودیت های ساخت را پوشش می دهد. با درک پیچیدگی‌های پشته‌های PCB انعطاف‌پذیر، طراحان می‌توانند از یکپارچگی و قابلیت اطمینان طرح‌های خود اطمینان حاصل کنند. آنها یکپارچگی سیگنال را بهینه می کنند، تداخل الکترومغناطیسی (EMI) را به حداقل می رسانند و فرآیندهای تولید کارآمد را تسهیل می کنند. چه در طراحی PCB انعطاف‌پذیر سخت تازه کار باشید و چه به دنبال افزایش دانش خود هستید، این راهنما منبع ارزشمندی خواهد بود که به شما امکان می‌دهد پیچیدگی‌های پیکربندی‌های انباشته را پیمایش کنید و راه‌حل‌های PCB انعطاف‌پذیر با کیفیت بالا و سفت و سخت را برای طیف وسیعی از محصولات طراحی کنید.

1. برد انعطاف پذیر سفت و سخت چیست؟

برد فلکس صلب که به عنوان برد مدار چاپی انعطاف پذیر صلب (PCB) نیز شناخته می شود، یک PCB است که بسترهای سفت و انعطاف پذیر را روی یک برد ترکیب می کند.این ترکیبی از مزایای PCB های صلب و انعطاف پذیر برای افزایش انعطاف پذیری و دوام طراحی است. در یک برد انعطاف پذیر صلب، قسمت صلب از مواد PCB سفت و سخت سنتی (مانند FR4) ساخته شده است، در حالی که قسمت انعطاف پذیر از مواد PCB انعطاف پذیر (مانند پلی آمید) ساخته شده است. این قطعات از طریق سوراخ ها یا کانکتورهای انعطاف پذیر به هم متصل می شوند تا یک تخته یکپارچه واحد را تشکیل دهند. مقاطع صلب پشتیبانی و پایداری را برای قطعات، کانکتورها و سایر عناصر مکانیکی، مشابه PCB سفت و سخت استاندارد، فراهم می‌کنند. از طرف دیگر، بخش انعطاف پذیر به برد مدار اجازه می دهد تا خم و خم شود و به آن اجازه می دهد در دستگاه های الکترونیکی با فضای محدود یا اشکال نامنظم قرار گیرد. بردهای انعطاف پذیر سفت و سخت نسبت به PCBهای صلب یا انعطاف پذیر سنتی مزایای زیادی دارند. آنها نیاز به کانکتورها و کابل ها را کاهش می دهند، در فضا صرفه جویی می کنند، زمان مونتاژ را به حداقل می رسانند و با حذف نقاط احتمالی خرابی، قابلیت اطمینان را افزایش می دهند. بعلاوه، بردهای انعطاف پذیر صلب، فرآیند طراحی را با ساده سازی اتصالات بین قطعات صلب و انعطاف پذیر، کاهش پیچیدگی مسیریابی و بهبود یکپارچگی سیگنال، ساده می کنند. تخته‌های انعطاف‌پذیر سخت معمولاً در برنامه‌هایی استفاده می‌شوند که فضا محدود است یا تخته باید با شکل یا مشخصات خاصی مطابقت داشته باشد. آنها اغلب در هوافضا، دستگاه های پزشکی، الکترونیک خودرو و الکترونیک قابل حمل یافت می شوند که اندازه، وزن و قابلیت اطمینان از عوامل کلیدی هستند. طراحی و ساخت بردهای ریجید فلکس به دلیل ترکیب مواد و اتصالات سخت و انعطاف پذیر نیازمند دانش و تخصص تخصصی است. بنابراین، مهم است که با یک سازنده PCB با تجربه کار کنید که بتواند پیچیدگی‌های تولید بردهای انعطاف‌پذیر صلب را مدیریت کند.

2. چرا پیکربندی انباشته PCB انعطاف پذیر سفت و سخت مهم است؟

یکپارچگی مکانیکی:
PCB های انعطاف پذیر صلب برای ارائه انعطاف پذیری و قابلیت اطمینان طراحی شده اند. پیکربندی انباشتگی چینش لایه‌های سفت و انعطاف‌پذیر را تعیین می‌کند و اطمینان می‌دهد که تخته می‌تواند خمش، پیچش و سایر تنش‌های مکانیکی را بدون به خطر انداختن یکپارچگی ساختاری خود تحمل کند. تراز مناسب لایه برای جلوگیری از خستگی PCB، غلظت استرس و خرابی در طول زمان حیاتی است.
بهینه سازی فضا:
تخته های انعطاف پذیر سخت به طور گسترده در دستگاه های الکترونیکی فشرده با فضای محدود استفاده می شود. پیکربندی‌های انباشته به طراحان اجازه می‌دهد تا با چیدمان لایه‌ها و اجزا به نحوی که استفاده از فضای سه‌بعدی را به حداکثر می‌رسانند، از فضای موجود به نحو احسن استفاده کنند. این باعث می شود PCB ها در محفظه های محکم، دستگاه های کوچک و فاکتورهای شکل پیچیده نصب شوند. یکپارچگی سیگنال:
یکپارچگی سیگنال یک PCB انعطاف پذیر صلب برای عملکرد صحیح آن بسیار مهم است. پیکربندی Stacking با در نظر گرفتن عواملی مانند امپدانس کنترل شده، مسیریابی خط انتقال و به حداقل رساندن تداخل، نقش حیاتی در بهینه سازی یکپارچگی سیگنال ایفا می کند. طرح لایه ای معقول می تواند مسیریابی موثر سیگنال های پرسرعت را تضمین کند، تضعیف سیگنال را کاهش دهد و از انتقال دقیق داده ها اطمینان حاصل کند.
مدیریت حرارتی:
دستگاه های الکترونیکی گرما تولید می کنند و مدیریت حرارتی مناسب برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و آسیب احتمالی قطعات بسیار مهم است. پیکربندی انباشته PCB های انعطاف پذیر صلب امکان قرار دادن راهبردی گذرگاه های حرارتی، لایه های مسی و هیت سینک ها را برای اتلاف گرما کارآمد می دهد. با در نظر گرفتن مسائل حرارتی در طول فرآیند طراحی پشته‌آپ، طراحان می‌توانند طول عمر و قابلیت اطمینان PCB را تضمین کنند.
ملاحظات ساخت:
پیکربندی انباشته بر فرآیند تولید PCB انعطاف پذیر سفت و سخت تأثیر می گذارد. ترتیب اتصال لایه ها به یکدیگر، تراز و ثبت لایه های انعطاف پذیر و صلب و محل قرارگیری اجزا را تعیین می کند. با انتخاب دقیق پیکربندی‌های پشته‌آپ، طراحان می‌توانند فرآیند تولید را ساده‌سازی کنند، هزینه‌های تولید را کاهش دهند و خطر خطاهای تولید را به حداقل برسانند.

3. اجزای کلیدی پشته‌بندی PCB انعطاف‌پذیر صلب

هنگام طراحی یک انباشته PCB انعطاف پذیر، چندین مؤلفه کلیدی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود. این اجزا در ارائه پشتیبانی ساختاری، اتصال الکتریکی و انعطاف پذیری لازم برای طراحی کلی PCB نقش حیاتی دارند. موارد زیر اجزای کلیدی یک پشته‌بندی PCB انعطاف‌پذیر صلب هستند:

لایه سفت و سخت:
لایه سفت و سخت معمولا از مواد پایه سفت و سخت مانند FR-4 یا مواد مشابه ساخته می شود. این لایه استحکام مکانیکی و پایداری PCB را فراهم می کند. همچنین قطعات را در خود جای می دهد و امکان نصب دستگاه های نصب سطحی (SMD) و اجزای سوراخ را فراهم می کند. لایه صلب یک پایه محکم برای لایه انعطاف پذیر فراهم می کند و تراز و استحکام مناسب کل PCB را تضمین می کند.
لایه انعطاف پذیر:
لایه انعطاف پذیر از یک ماده پایه انعطاف پذیر مانند پلی آمید یا مواد مشابه تشکیل شده است. این لایه به PCB اجازه خم شدن، تا شدن و خم شدن را می دهد. لایه فلکس جایی است که بیشتر مدارات و اتصالات الکتریکی در آن قرار دارند. این انعطاف پذیری لازم را برای کاربردهایی که نیازمند خم شدن PCB یا مطابقت با اشکال یا فضاهای مختلف هستند، فراهم می کند. انعطاف پذیری این لایه باید به دقت در نظر گرفته شود تا اطمینان حاصل شود که الزامات برنامه را برآورده می کند.
لایه چسب:
لایه چسب یک لایه نازک از مواد چسبنده است که بین یک لایه سفت و یک لایه انعطاف پذیر اعمال می شود. هدف اصلی آن چسباندن لایه‌های سفت و انعطاف‌پذیر به هم و ایجاد یکپارچگی ساختاری به لمینت است. این تضمین می کند که لایه ها حتی در حین حرکات خمشی یا خمشی محکم به یکدیگر متصل می شوند. لایه چسب همچنین به عنوان یک ماده دی الکتریک عمل می کند و عایق بین لایه ها را فراهم می کند. انتخاب ماده چسب بسیار مهم است زیرا باید خواص اتصال خوب، استحکام دی الکتریک بالا و سازگاری با مواد پایه داشته باشد.
تقویت و پوشش:
تقویت‌کننده‌ها و پوشش‌ها، لایه‌های اضافی هستند که اغلب به پشته‌ای PCB اضافه می‌شوند تا مقاومت مکانیکی، حفاظت و قابلیت اطمینان آن را افزایش دهند. تقویت‌کننده‌ها می‌توانند شامل موادی مانند FR-4 یا ورق‌های بدون چسب مبتنی بر پلی‌آمید باشند که به مناطق خاصی از لایه‌های سفت یا انعطاف‌پذیر لمینت می‌شوند تا استحکام و پشتیبانی بیشتری را فراهم کنند. سطوح PCB با پوشش هایی مانند ماسک لحیم کاری و پوشش های محافظ پوشانده می شوند تا از عوامل محیطی مانند رطوبت، گرد و غبار و استرس مکانیکی محافظت کنند.
این اجزای کلیدی با هم کار می کنند تا یک پشته PCB انعطاف پذیر با دقت طراحی شده ایجاد کنند که نیازهای برنامه را برآورده می کند. یکپارچگی ساختاری و انعطاف پذیری ارائه شده توسط لایه های صلب و انعطاف پذیر و همچنین لایه های چسب، تضمین می کند که PCB می تواند در برابر حرکات خمشی یا خمشی بدون به خطر انداختن یکپارچگی مدار مقاومت کند. علاوه بر این، استفاده از تقویت‌کننده‌ها و پوشش‌ها، قابلیت اطمینان و حفاظت کلی PCB را افزایش می‌دهد. با انتخاب دقیق و طراحی این قطعات، مهندسان می توانند انباشته های PCB انعطاف پذیر محکم و قابل اعتماد ایجاد کنند.

4. نوع پیکربندی انباشته PCB انعطاف پذیر

هنگام طراحی پشته‌های PCB انعطاف‌پذیر صلب، بسته به نیازهای خاص برنامه، می‌توان از انواع پیکربندی مختلف استفاده کرد. پیکربندی stack-up تعداد لایه های موجود در طراحی و آرایش لایه های سفت و انعطاف پذیر را تعیین می کند. در زیر سه نوع متداول از پیکربندی‌های stackup PCB انعطاف‌پذیر صلب آورده شده است:

1 لایه لمینیت سخت و نرم:
در این پیکربندی، PCB از یک لایه مواد سفت و سخت و یک لایه از مواد انعطاف پذیر تشکیل شده است. لایه سفت و سخت پایداری و پشتیبانی لازم را فراهم می کند، در حالی که لایه انعطاف پذیر به PCB اجازه خم شدن و خم شدن را می دهد. این پیکربندی برای برنامه هایی که به انعطاف پذیری محدود و طراحی ساده نیاز دارند مناسب است.
2 لایه برهم نهی سفت و نرم:
در این پیکربندی، PCB از دو لایه تشکیل شده است - یک لایه صلب و یک لایه انعطاف پذیر. یک لایه سفت و سخت بین دو لایه منعطف قرار می گیرد و یک آرایش "کتابی" ایجاد می کند. این پیکربندی انعطاف پذیری بیشتری را فراهم می کند و امکان طراحی های پیچیده تر را با استفاده از اجزای هر دو طرف PCB فراهم می کند. انعطاف پذیری بهتری را در خمش و خمش نسبت به پیکربندی تک لایه فراهم می کند.
برهم نهی سفت و نرم چند لایه:
در این پیکربندی، PCB از چندین لایه تشکیل شده است - ترکیبی از لایه های صلب و انعطاف پذیر. لایه ها روی هم چیده می شوند و به طور متناوب بین لایه های سفت و انعطاف پذیر قرار می گیرند. این پیکربندی بالاترین سطح انعطاف‌پذیری را فراهم می‌کند و امکان پیچیده‌ترین طرح‌ها را با استفاده از اجزا و مدارهای متعدد فراهم می‌کند. برای کاربردهایی که به انعطاف پذیری بالا و طراحی فشرده نیاز دارند مناسب است.
انتخاب پیکربندی stackup rigid-flex به عواملی مانند سطح انعطاف‌پذیری مورد نیاز، پیچیدگی طراحی مدار و محدودیت‌های فضا بستگی دارد. مهندسان باید الزامات و محدودیت های برنامه را به دقت ارزیابی کنند تا مناسب ترین پیکربندی انباشتگی را تعیین کنند.
علاوه بر ساخت لمینت انعطاف پذیر صلب، عوامل دیگری مانند انتخاب مواد، ضخامت هر لایه و طراحی از طریق و اتصال نیز نقش مهمی در تعیین عملکرد کلی و قابلیت اطمینان PCB های انعطاف پذیر صلب دارند. همکاری نزدیک با سازنده PCB و کارشناسان طراحی برای اطمینان از اینکه پیکربندی stackup انتخاب شده مطابق با الزامات و استانداردهای خاص برنامه است، بسیار مهم است.
با انتخاب پیکربندی stackup rigid-flex مناسب و بهینه سازی سایر پارامترهای طراحی، مهندسان می توانند PCB های قابل انعطاف انعطاف پذیر قابل اعتماد و با کارایی بالا را پیاده سازی کنند که نیازهای منحصر به فرد برنامه های آنها را برآورده می کند.

5. فاکتورهایی که باید هنگام انتخاب پیکربندی انباشته PCB انعطاف پذیر سخت در نظر گرفت

هنگام انتخاب یک پیکربندی انباشته PCB انعطاف پذیر، چندین فاکتور برای اطمینان از عملکرد و قابلیت اطمینان بهینه وجود دارد. در اینجا پنج عامل مهم وجود دارد که باید در نظر داشته باشید:

یکپارچگی سیگنال:
انتخاب پیکربندی stackup می تواند به طور قابل توجهی بر یکپارچگی سیگنال PCB تأثیر بگذارد. علائم سیگنال روی لایه‌های انعطاف‌پذیر ممکن است ویژگی‌های امپدانس متفاوتی در مقایسه با لایه‌های صلب داشته باشند. بسیار مهم است که پیکربندی stackup را انتخاب کنید که از دست دادن سیگنال، تداخل و عدم تطابق امپدانس را به حداقل برساند. برای حفظ یکپارچگی سیگنال در سراسر PCB باید از تکنیک های کنترل امپدانس مناسب استفاده شود.
الزامات انعطاف پذیری:
سطح انعطاف پذیری مورد نیاز PCB یک نکته مهم است. کاربردهای مختلف ممکن است نیازهای خمشی و خمشی متفاوتی داشته باشند. پیکربندی stackup باید به گونه ای انتخاب شود که انعطاف پذیری لازم را داشته باشد و در عین حال اطمینان حاصل شود که PCB تمام الزامات عملکرد مکانیکی و الکتریکی را برآورده می کند. تعداد و آرایش لایه های انعطاف پذیر باید بر اساس نیازهای کاربردی خاص به دقت تعیین شود.
محدودیت های فضا:
فضای موجود در یک محصول یا دستگاه می تواند به طور قابل توجهی بر انتخاب پیکربندی stack-up تأثیر بگذارد. طرح‌های فشرده با فضای محدود PCB ممکن است به پیکربندی‌های انعطاف‌پذیر چندلایه برای به حداکثر رساندن استفاده از فضا نیاز داشته باشند. از سوی دیگر، طرح‌های بزرگ‌تر، انعطاف‌پذیری بیشتری را هنگام انتخاب پیکربندی‌های پشته‌آپ فراهم می‌کنند. بهینه سازی انباشته شدن برای تناسب با فضای موجود بدون به خطر انداختن عملکرد یا قابلیت اطمینان بسیار مهم است.
مدیریت حرارتی:
مدیریت حرارتی موثر برای جلوگیری از ایجاد گرما، که می تواند بر عملکرد و قابلیت اطمینان مدارها و قطعات تأثیر بگذارد، حیاتی است. انتخاب پیکربندی stackup باید اتلاف گرما را در نظر بگیرد. به عنوان مثال، اگر PCB گرمای زیادی تولید کند، ممکن است نیاز به یک چیدمان داشته باشد که به دفع گرما کمک می کند، مانند ترکیب هسته های فلزی یا استفاده از راه های حرارتی. اجزای گرمایشی نیز باید به صورت استراتژیک در پشته قرار گیرند تا گرما را به طور موثر دفع کنند.
ملاحظات ساخت و مونتاژ:
پیکربندی stack-up انتخاب شده باید ساخت و مونتاژ آسان باشد. عواملی مانند سهولت ساخت، سازگاری با فرآیندهای ساخت و فناوری های مونتاژ و در دسترس بودن مواد مناسب باید در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، برخی از پیکربندی‌های پشته‌آپ ممکن است نیاز به تکنیک‌های ساخت تخصصی داشته باشند یا ممکن است محدودیت‌هایی در مواد قابل استفاده داشته باشند. کار با سازنده PCB در مراحل اولیه طراحی برای اطمینان از اینکه پیکربندی انتخابی می تواند به طور موثر تولید و مونتاژ شود بسیار مهم است.
با ارزیابی دقیق این پنج عامل، مهندسان می توانند تصمیم آگاهانه ای در مورد انتخاب یک پیکربندی انباشته PCB انعطاف پذیر صلب بگیرند. به شدت توصیه می شود که با یک متخصص ساخت و مونتاژ کار کنید تا اطمینان حاصل شود که پیکربندی انتخاب شده با تمام الزامات طراحی مطابقت دارد و با فرآیند تولید سازگار است. سفارشی‌سازی stackup برای رسیدگی به یکپارچگی سیگنال، انعطاف‌پذیری، محدودیت‌های فضا، مدیریت حرارتی و ملاحظات ساخت منجر به یک راه‌حل PCB انعطاف‌پذیر محکم و قابل اعتماد می‌شود.

6. ملاحظات طراحی برای پشته‌سازی PCB انعطاف‌پذیر صلب

هنگام طراحی یک انباشته PCB انعطاف پذیر، چندین فاکتور مهم برای اطمینان از عملکرد و قابلیت اطمینان مناسب وجود دارد. در اینجا پنج نکته کلیدی طراحی وجود دارد:

توزیع و تقارن لایه:
توزیع لایه در استک آپ برای دستیابی به تعادل و تقارن در طراحی بسیار مهم است. این به جلوگیری از مشکلات تاب خوردگی یا کمانش در طول فرآیند خمش کمک می کند. توصیه می شود در هر طرف تخته فلکس به همان تعداد لایه داشته باشید و لایه فلکس را در مرکز پشته قرار دهید. این امر توزیع متعادل تنش را تضمین می کند و خطر شکست را به حداقل می رساند.
چیدمان کابل و ردیابی:
چیدمان کابل ها و آثار روی PCB باید به دقت در نظر گرفته شود. مسیریابی کابل ها و ردیابی ها باید طوری برنامه ریزی شود که غلظت تنش به حداقل برسد و از آسیب در حین خمش جلوگیری شود. توصیه می‌شود کابل‌های بسیار انعطاف‌پذیر و ردیابی را از مناطقی که تنش خمشی بالا دارند، مانند نقاط نزدیک خم یا تاشو، هدایت کنید. علاوه بر این، استفاده از گوشه های گرد به جای گوشه های تیز می تواند تمرکز استرس را کاهش داده و انعطاف پذیری PCB را بهبود بخشد.
هواپیماهای زمینی و نیروگاهی:
توزیع زمین و صفحه قدرت برای حفظ یکپارچگی سیگنال و توزیع نیرو بسیار مهم است. توصیه می شود که هواپیماهای زمینی و توان اختصاص داده شده را برای توزیع متعادل و پایدار برق در سراسر PCB اختصاص دهید. این لایه ها همچنین به عنوان سپر تداخل الکترومغناطیسی (EMI) عمل می کنند. قرارگیری مناسب گذرگاه های زمین و دوخته شده برای کاهش امپدانس زمین و بهبود عملکرد EMI بسیار مهم است.
تجزیه و تحلیل یکپارچگی سیگنال:
یکپارچگی سیگنال برای عملکرد عادی PCB بسیار مهم است. ردیابی سیگنال باید با دقت طراحی شود تا ناپیوستگی امپدانس، تداخل و بازتاب سیگنال به حداقل برسد. طراحان PCB باید از ابزارهای نرم افزاری برای انجام تجزیه و تحلیل یکپارچگی سیگنال برای بهینه سازی عرض و فاصله ردیابی، حفظ امپدانس کنترل شده و اطمینان از یکپارچگی سیگنال در کل PCB انعطاف پذیر استفاده کنند.
مناطق انعطاف پذیر و خمشی:
بخش های انعطاف پذیر و صلب PCB از نظر انعطاف پذیری و خمش نیازهای متفاوتی دارند. تعریف و تعیین مناطق خاصی برای مقاطع انعطاف پذیر و صلب ضروری است. ناحیه انعطاف پذیر باید به اندازه کافی منعطف باشد تا شعاع خمش مورد نیاز را بدون تحت فشار قرار دادن آثار یا اجزا در خود جای دهد. برای افزایش استحکام مکانیکی و قابلیت اطمینان مناطق انعطاف پذیر می توان از تکنیک های تقویتی مانند دنده ها یا پوشش های پلیمری استفاده کرد.
با در نظر گرفتن این عوامل طراحی، مهندسان می توانند انباشته های PCB انعطاف پذیر کاملاً بهینه را توسعه دهند. همکاری با سازندگان PCB برای درک توانایی ها، گزینه های مواد و محدودیت های ساخت بسیار مهم است. علاوه بر این، درگیر کردن تیم تولید در مراحل اولیه طراحی می تواند به حل مشکلات مربوط به تولید کمک کند و انتقال آرام از طراحی به تولید را تضمین کند. با توجه به توزیع لایه، مسیریابی و قرارگیری ردیابی، سطوح زمین و قدرت، یکپارچگی سیگنال و نواحی انعطاف پذیر انعطاف پذیر، طراحان می توانند PCB های قابل انعطاف انعطاف پذیر قابل اعتماد و کاملاً کاربردی ایجاد کنند.

7. تکنولوژی طراحی لایه برای PCB انعطاف پذیر سفت و سخت

هنگام طراحی تخته‌های انعطاف‌پذیر صلب، تکنیک‌های طراحی لایه نقشی حیاتی در تضمین عملکرد صحیح و قابلیت اطمینان دارند. در اینجا چهار تکنیک کلیدی طراحی لایه وجود دارد:

لمینیت متوالی:
لمینیت متوالی یک فناوری متداول در تولید تخته های انعطاف پذیر سخت است. در این روش لایه های سفت و منعطف جداگانه به صورت جداگانه ساخته و سپس با هم لمینت می شوند. لایه‌های صلب معمولاً با استفاده از FR4 یا مواد مشابه ساخته می‌شوند، در حالی که لایه‌های انعطاف‌پذیر با استفاده از پلی‌آمید یا بسترهای انعطاف‌پذیر مشابه ساخته می‌شوند. لمینیت متوالی انعطاف پذیری بیشتری را در انتخاب لایه و ضخامت فراهم می کند و امکان کنترل بیشتر بر روی خواص الکتریکی و مکانیکی PCB را فراهم می کند. لمینیت با دسترسی دوگانه:
در لمینیت با دسترسی دوگانه، ویاها در لایه های سفت و انعطاف پذیر سوراخ می شوند تا امکان دسترسی به هر دو طرف PCB را فراهم کنند. این فناوری انعطاف پذیری بیشتری را در قرار دادن قطعات و مسیریابی ردیابی فراهم می کند. همچنین از استفاده از vias های کور و مدفون پشتیبانی می کند که به کاهش تعداد لایه ها و بهبود یکپارچگی سیگنال کمک می کند. لمینیت دو کاناله به ویژه هنگام طراحی PCBهای پیچیده انعطاف پذیر با لایه های متعدد و محدودیت های فضایی بسیار مفید است.
چسب رسانای محور Z:
چسب رسانای محور Z برای ایجاد اتصالات الکتریکی بین لایه صلب و لایه انعطاف پذیر در تخته انعطاف پذیر صلب استفاده می شود. بین پدهای رسانا روی لایه انعطاف پذیر و پدهای مربوطه روی لایه سفت اعمال می شود. این چسب حاوی ذرات رسانایی است که هنگام فشرده شدن بین لایه ها در طول لمینیت، مسیرهای رسانا را تشکیل می دهند. چسب رسانای محور Z با حفظ انعطاف پذیری PCB و یکپارچگی مکانیکی، اتصال الکتریکی قابل اعتمادی را فراهم می کند.
پیکربندی انباشته ترکیبی:
در پیکربندی انباشته ترکیبی، ترکیبی از لایه‌های صلب و انعطاف‌پذیر برای ایجاد یک پشته لایه سفارشی استفاده می‌شود. این امر به طراحان امکان می دهد تا طرح PCB را بر اساس نیازهای خاص طراحی بهینه کنند. به عنوان مثال، از لایه‌های صلب می‌توان برای نصب قطعات و ایجاد استحکام مکانیکی استفاده کرد، در حالی که از لایه‌های انعطاف‌پذیر می‌توان برای مسیریابی سیگنال‌ها در مناطقی که انعطاف‌پذیری لازم است استفاده کرد. پیکربندی‌های انباشته ترکیبی، انعطاف‌پذیری و سفارشی‌سازی بالایی را برای طرح‌های PCB پیچیده انعطاف‌پذیر و صلب به طراحان ارائه می‌دهد.
با استفاده از این تکنیک‌های طراحی لایه، طراحان می‌توانند PCBهای انعطاف‌پذیر صلب را ایجاد کنند که قوی و کاربردی هستند. با این حال، همکاری نزدیک با سازنده PCB برای اطمینان از سازگاری فناوری انتخابی با قابلیت‌های ساخت آنها مهم است. ارتباط بین تیم های طراحی و تولید برای حل هر گونه مشکل بالقوه و اطمینان از انتقال آرام از طراحی به تولید بسیار مهم است. با تکنیک های طراحی لایه مناسب، طراحان می توانند به عملکرد الکتریکی، انعطاف مکانیکی و قابلیت اطمینان مورد نیاز در PCB های انعطاف پذیر صلب دست یابند.

8. پیشرفت فن آوری لمینیت PCB انعطاف پذیر سفت و سخت

پیشرفت در فناوری لمینیت PCB انعطاف پذیر صلب پیشرفت قابل توجهی در زمینه های مختلف داشته است. در اینجا چهار زمینه پیشرفت قابل توجه وجود دارد:

نوآوری مواد:
پیشرفت‌ها در علم مواد، توسعه مواد زیرلایه جدیدی را که به‌طور خاص برای تخته‌های انعطاف‌پذیر صلب طراحی شده‌اند، تسهیل کرده است. این مواد انعطاف پذیری، دوام و مقاومت بیشتری در برابر دما و رطوبت دارند. برای لایه‌های انعطاف‌پذیر، موادی مانند پلی‌آمید و پلیمر کریستال مایع (LCP) در عین حفظ خواص الکتریکی، انعطاف‌پذیری عالی را فراهم می‌کنند. برای لایه های صلب، موادی مانند FR4 و لمینت های با دمای بالا می توانند استحکام و قابلیت اطمینان لازم را فراهم کنند. مدارهای چاپ سه بعدی:
فناوری پرینت سه بعدی بسیاری از صنایع از جمله تولید PCB را متحول کرده است. توانایی پرینت سه بعدی ردپای رسانا به طور مستقیم بر روی بسترهای انعطاف پذیر امکان طراحی پیچیده تر و پیچیده تر PCB را فراهم می کند. این فناوری نمونه‌سازی و سفارشی‌سازی سریع را تسهیل می‌کند و به طراحان اجازه می‌دهد فاکتورهای فرم منحصربفرد ایجاد کنند و اجزا را مستقیماً در لایه‌های انعطاف‌پذیر ادغام کنند. استفاده از مدارهای چاپی سه بعدی در PCB های انعطاف پذیر سخت انعطاف پذیری طراحی را افزایش می دهد و چرخه های توسعه را کوتاه می کند.
اجزای جاسازی شده انعطاف پذیر:
یکی دیگر از پیشرفت های مهم در فناوری لمینیت، ادغام مستقیم اجزا در لایه انعطاف پذیر PCB انعطاف پذیر صلب است. با تعبیه اجزایی مانند مقاومت ها، خازن ها و حتی میکروکنترلرها در بسترهای انعطاف پذیر، طراحان می توانند اندازه کلی PCB را کاهش داده و یکپارچگی سیگنال را بهبود بخشند. این فناوری طراحی‌های فشرده‌تر و سبک‌تری را امکان‌پذیر می‌کند و آن را برای برنامه‌هایی با محدودیت‌های فضایی بسیار ایده‌آل می‌سازد.
سیم کشی سیگنال با سرعت بالا:
از آنجایی که تقاضا برای ارتباطات پرسرعت همچنان در حال رشد است، پیشرفت‌ها در فناوری لمینیت، سیم‌کشی سیگنال با سرعت بالا را در PCBهای انعطاف‌پذیر صلب امکان‌پذیر می‌سازد. از تکنیک های پیشرفته مانند مسیریابی امپدانس کنترل شده، مسیریابی جفت دیفرانسیل، و طرح های میکرواستریپ یا نوار خطی برای حفظ یکپارچگی سیگنال و به حداقل رساندن اتلاف سیگنال استفاده کنید. ملاحظات طراحی همچنین اثرات جفت، تداخل، و بازتاب سیگنال را در نظر می گیرند. استفاده از مواد تخصصی و فرآیندهای ساخت به دستیابی به عملکرد با سرعت بالا PCB های انعطاف پذیر صلب کمک می کند.
پیشرفت‌های مداوم در فناوری لمینیت انعطاف‌پذیر صلب، توسعه دستگاه‌های الکترونیکی فشرده‌تر، انعطاف‌پذیرتر و با امکانات کامل را امکان‌پذیر می‌سازد. پیشرفت در نوآوری مواد، مدارهای چاپ سه بعدی، اجزای جاسازی شده انعطاف پذیر و مسیریابی سیگنال با سرعت بالا، انعطاف پذیری و فرصت های بیشتری را برای طراحان فراهم می کند تا طرح های PCB انعطاف پذیر و نوآورانه و قابل اعتماد را ایجاد کنند. همانطور که تکنولوژی به تکامل خود ادامه می دهد، طراحان و تولیدکنندگان باید به روز بمانند و از نزدیک با یکدیگر همکاری کنند تا از آخرین پیشرفت ها بهره ببرند و به عملکرد بهینه PCB انعطاف پذیر سفت و سخت دست یابند.

به طور خلاصه،طراحی و انتخاب پیکربندی صحیح stackup PCB انعطاف پذیر صلب برای دستیابی به عملکرد، قابلیت اطمینان و انعطاف پذیری بهینه بسیار مهم است. با در نظر گرفتن عواملی مانند یکپارچگی سیگنال، الزامات انعطاف‌پذیری و محدودیت‌های تولید، طراحان می‌توانند stackup را متناسب با نیازهای کاربردی خاص خود تنظیم کنند. پیشرفت های مداوم در فناوری مواد، چشم انداز وسیعی را برای طراحی الکترونیکی پیشرفته ارائه می دهد. مواد بستر جدید که برای PCB های انعطاف پذیر صلب طراحی شده اند، انعطاف پذیری، دوام و مقاومت در برابر دما و رطوبت را بهبود می بخشند. علاوه بر این، ادغام اجزا به طور مستقیم در لایه فلکس، اندازه و وزن PCB را بیشتر کاهش می دهد، و آن را برای برنامه هایی با محدودیت فضا مناسب می کند. علاوه بر این، پیشرفت در فناوری لمینیت فرصت های هیجان انگیزی را ارائه می دهد. استفاده از فناوری پرینت سه بعدی می تواند طرح های پیچیده تری را فعال کند و نمونه سازی سریع و سفارشی سازی را تسهیل کند.
علاوه بر این، پیشرفت‌ها در فناوری مسیریابی سیگنال با سرعت بالا، PCBهای انعطاف‌پذیر صلب را قادر می‌سازد تا به ارتباطات کارآمد و قابل اعتماد دست یابند.
همانطور که تکنولوژی به پیشرفت خود ادامه می دهد، طراحان باید از آخرین پیشرفت ها مطلع باشند و از نزدیک با تولید کنندگان همکاری کنند. با استفاده از پیشرفت‌ها در مواد و فن‌آوری‌های تولید، طراحان می‌توانند طرح‌های PCB انعطاف‌پذیر نوآورانه و قابل اعتمادی را برای رفع نیازهای صنعت الکترونیک در حال تغییر ایجاد کنند. با وعده طراحی پیشرفته الکترونیک، آینده انباشته‌های PCB انعطاف‌پذیر صلب امیدوارکننده به نظر می‌رسد.