Mikä on piirilevy ja miksi sillä on merkitystä
Oikean piirilevyn valinta: FR4 vs. Rigid-Flex
Deep Dive: FR4 PCB -parametrit ja sovellukset
Deep Dive: Rigid Flex PCB -parametrit ja sovellukset
Yleisiä kysymyksiä painetusta piirilevystä (PCB)
Miksi valita meidät (Fanyway) ja ota yhteyttä
Painettu piirilevy (PCB)on käytännöllisesti katsoen kaikkien elektronisten laitteiden selkäranka kuluttajien laitteista teollisuuden ohjausjärjestelmiin. Levy tarjoaa mekaanisen tuen ja sähköisen liitännän elektronisten komponenttien välillä. Nykypäivän elektroniikkapainotteisessa maailmassa piirilevyjen suunnittelu, materiaalit ja valmistuksen laatu ovat kriittisiä suorituskyvyn, luotettavuuden ja kustannusten kannalta.
Ne tarjoavat kompaktin, toistettavan ja luotettavan tavan yhdistää komponentteja toisiinsa.
Ne varmistavat signaalin eheyden, virranjakelun ja lämmönhallinnan.
Miniatyrisoinnin, 5G:n, tekoälyn ja IoT:n kaltaisten trendien myötä kehittyneistä piirilevyistä (esim. HDI, rigid-flex) on tulossa keskeisiä innovaatioita.
Globaalien piirilevymarkkinoiden ennustetaan nousevan ~117,53 miljardiin dollariin vuoteen 2032 mennessä, mikä kuvastaa vahvaa kysyntää.
Kun valitset piirilevyä, joudut yleensä tekemään päätöksen niiden välilläFR4 (jäykkä)jaRigid-Flex (jäykän ja joustavan hybridi). Valinta riippuu tuotteesi mekaanisista, sähköisistä ja suunnittelun rajoituksista. Alla on ohjaavia "miten / miksi / mitä" kysymyksiä, jotka auttavat sinua päättämään:
| Harkinta | Keskeinen kysymys | Tyypillinen ohje |
|---|---|---|
| Mekaaninen jännitys ja taivutus | Kuinka paljon joustavuutta tai taipumista levy kokee elinkaarensa aikana? | Käytä Rigid-Flexiä, jos tarvitaan usein taivutusta tai taittamista; FR4, jos lauta pysyy tasaisena. |
| Tila- ja painorajoitukset | Miksi paino tai tiiviys on kriittistä? | Rigid-Flex voi vähentää liittimien ja korttien välisten johtojen tarvetta, mikä säästää tilaa ja painoa. |
| Kustannukset ja tuotto | Mikä on budjettisi ja odotettu volyymi? | FR4 on yksinkertaisempi ja kustannustehokas suurilla volyymeillä; Rigid-Flexillä on korkeampi prosessin monimutkaisuus ja kustannukset. |
| Signaalin eheys ja kerrosten määrä | Kuinka monta kerrosta/kuinka tiheää sinun jäljet ovat? | Molemmat voivat tukea suurta kerrosmäärää, mutta jäykkä flex voi auttaa reitityksessä ahtaissa tiloissa. |
| Lämpö, tärinä, luotettavuus | Miksi kestävyys ja luotettavuus ovat etusijalla? | Rigid-Flex toimii usein paremmin iskuissa ja tärinässä, mutta se on suunniteltava huolellisesti. |
Tarkastellaan nyt yksityiskohtaisesti kahta muunnelmaa.
FR4 on yleisimmin käytetty substraatti jäykille PCB-levyille. "FR" tarkoittaaPaloa hidastava, ja "4" on materiaaliluokka. Se koostuu kudotusta lasikuitukankaasta, jossa on epoksihartsisideaine.
Alla on taulukko tyypillisistäFR4 PCBparametrit (nämä luvut voivat vaihdella toimittajan ja Tg-luokan mukaan):
| Parametri | Tyypillinen arvo/alue | Huomautuksia / tärkeys |
|---|---|---|
| Dielektrisyysvakio (Dk) | 3,8–4,8 (taajuudella 1 MHz) | Vaikuttaa impedanssin säätöön ja signaaliviiveeseen. |
| Häviötekijä (Df) | ~0,009 (taajuudella 1 MHz) | Häviötangentti: signaalihäviö korkealla taajuudella. |
| Sähköinen vahvuus | 800 – 1800 V/mil | Dielektrinen murtumislujuus. |
| Tg (lasinsiirtolämpötila) | 130 °C, 140 °C, 150 °C, 170 °C | Korkeampi Tg antaa paremman lämpöluotettavuuden. |
| Levyn paksuus | 0,4 mm – 3,2 mm (yleinen) | Riippuu mekaanisista/sovitusrajoituksista. |
| Kuparin paksuus | 1 unssi (≈35 µm), 2 unssia, 3 unssia, 4 unssia | Raskaampaa kuparia suurempia virtateitä varten. |
| Vähimmäisjälki/väli | ~4 mil (0,1 mm) tai parempi | Riippuu valmistuskyvystä. |
| Pintakäsittely | ENIG, HASL, OSP, Immersion Ag jne. | Vaikuttaa juotettavuuteen, luotettavuuteen. |
Kulutuselektroniikka (älypuhelimet, puettavat laitteet, kodinkoneet)
Teollisuuden ohjauskortit, AD-kortit, virtalähteet
Kun lauta pysyy tasaisena, ilman vaadittua taittamista tai taipumista
Ei voi taipua tai taipua vaarantamatta halkeilua tai delaminaatiota (jäykän lasi+epoksirakenteen vuoksi)
Kompaktissa, monisegmenttisessä elektroniikassa, joka tarvitsee joustavia liitäntöjä, voidaan suosia jäykkää flexiä
Rigid-Flex PCByhdistää jäykät piiriosat (tyypillisesti FR4) ja joustavat piiriosat (polyimidi, polyesteri jne.) yhdeksi integroiduksi kortiksi. Se mahdollistaa taivutuksen, taittamisen ja 3D-rakenteen säilyttäen samalla jäykän tuen komponenttien asennuksessa.
Suunnittelun tulee hallita huolellisesti joustoalueita (taivutussäde, kerrosten pinoaminen, kuparisiirtymät)
Jäykät ja taipuisat kerrokset on laminoitu kontrolloidun sidos- ja adheesiokäsittelyn avulla.
Tyypilliset joustavat materiaalit: polyimidikalvot, peitekalvot, liimakerrokset
Taittokulma kerrosta kohti on rajoitettu (esim. polyimidi usein ~0,5-2° kerrosta kohti).
Alan referensseistä:
| Tuote | Parametri / ominaisuus | Huomautuksia |
|---|---|---|
| Jäykkä + Flex-levyn paksuus | 0,25–6,0 mm (yhdistetty) | Riippuu kerrosyhdistelmistä ja rakenteesta |
| Kerrokset | Jopa 32 kerrosta joissakin malleissa | Monikerroksinen jäykkä + joustava yhdistelmä |
| Vähimmäisjälki/väli | 0,075 mm / 0,075 mm (≈ 3 mil) | Korkean tiheyden joustoalue |
| Minimi reiän koko / tyynyn koko | 0,10 mm / 0,35 mm | Mikrovioihin, läpimeneviin reikiin jne. |
| Max kuparin paksuus | 4 unssia (jäykkä osa) | Jäykkien osien raskaille virroille |
| Fleksikupari (joustava osa) | 0,5 – 2 unssia | Kevyempi kupari joustoalueella |
| Pintakäsittelyvaihtoehdot | ENIG, immersio Ag, OSP, HASL jne. | Sekä jäykille että joustaville osille |
| Kiinnitys ja laminointi | Erityinen tartuntavalmiste (plasma, ruskea oksidi) | Joustavan jäykän sidoksen varmistamiseksi |
Erinomainen tärinässä, iskuissa, ahtaissa tiloissa (esim. ilmailu, lääketieteelliset laitteet)
Vähentää/poistaa liittimiä ja korttien välisiä johdotuksia
Yksinkertaistaa kokoamista yhdistämällä jäykät ja joustavat toiminnot yhteen kappaleeseen
Mahdollistaa 3D-piirin taittamisen tai monitasorakenteen
Korkeampi valmistuksen monimutkaisuus, suurempi tuottoriski
Vaatii harkittua suunnittelua erityisesti joustoalueilla (taivutussäde, jännityksenpoisto)
Korttikohtainen hinta on korkeampi, mutta järjestelmäkustannukset voivat laskea, koska liittimet, kaapelit ja kokoonpanovaiheet vähenevät
Q1: Kuinka paksu PCB:n tulisi olla sovelluksessani?
A1: Piirilevyn paksuus riippuu mekaanisista, lämpö- ja tilarajoituksista. Tyypilliset jäykät FR4-levyt ovat 0,4 mm - 3,2 mm. Jäykkä-flex-malleissa yhdistetty paksuus on usein 0,25 mm - 6,0 mm. Mitä ohuempi levy, sitä enemmän joustavuutta, mutta mekaaninen vakaus heikkenee.
Q2: Miksi valita rigid-flex erillisten jäykkien ja flex-levyjen sijaan?
A2: Rigid-flex vähentää liittimiä, johdotuksia ja kokoonpanovaiheita; parantaa luotettavuutta tärinässä ja mahdollistaa kompaktin 3D-taiton. Se yhdistää sekä jäykät asennusalueet että joustavat osat yhdeksi levyksi.
Q3: Mitkä FR4:n sähköiset ominaisuudet vaikuttavat eniten signaalin eheyteen?
A3: Dielektrisyysvakio (Dk) vaikuttaa impedanssiin ja etenemisnopeuteen; dissipaatiokerroin (Df) vaikuttaa signaalihäviöön, erityisesti korkealla taajuudella; kuparin paksuudella ja jälkigeometrialla on myös ratkaiseva rooli.
kloMuutenkin, olemme erikoistuneet suunnittelemaan ja valmistamaan korkean suorituskyvyn painettuja piirilevyratkaisuja, jotka on räätälöity vaativiin sovelluksiin. Tarvitsetpa tavallisia FR4-jäykiä piirilevyjä tai monimutkaisia Rigid-Flex-levyjä, suunnittelutiimimme käyttää vuosikymmenten asiantuntemusta optimoidakseen asettelun, pinoamisen, materiaalin valinnan ja valmistusstrategian.
Noudatamme tiukkoja laatu- ja luotettavuusstandardeja, IPC-ohjeiden mukaisia ja tuemme edistyneitä prosesseja, kuten HDI, microvia ja kontrolloitu impedanssi. Kilpailuetumme on kustannusten, tuoton ja kehittyneiden ominaisuuksien tasapainottaminen tuotetarpeisiisi.
Jos harkitset, käytätkö FR4:ää vai rigid-flexiä seuraavassa suunnittelussasi tai tarvitset prototyyppiä tai mittakaavaa tuotantoa, Fanyway on valmis auttamaan.Ota yhteyttätänään keskustellaksesi projektisi vaatimuksista ja saada tarjous.
