برد مدار چاپی چیست و چرا اهمیت دارد؟
نحوه انتخاب PCB مناسب: FR4 در مقابل Rigid-Flex
Deep Dive: پارامترها و کاربردهای PCB FR4
Deep Dive: پارامترها و کاربردهای PCB انعطاف پذیر سخت
سوالات متداول در مورد برد مدار چاپی (PCB)
چرا ما را انتخاب کنید (Fanyway) و با ما تماس بگیرید
برد مدار چاپی (PCB)تقریباً ستون فقرات همه دستگاه‌های الکترونیکی از ابزارهای مصرفی گرفته تا سیستم‌های کنترل صنعتی است. این برد پشتیبانی مکانیکی و اتصال الکتریکی بین قطعات الکترونیکی را فراهم می کند. در دنیای الکترونیکی امروزی، طراحی، مواد و کیفیت ساخت PCB برای عملکرد، قابلیت اطمینان و هزینه بسیار مهم است.
آنها یک روش فشرده، قابل تکرار و قابل اعتماد برای اتصال اجزای سازنده ارائه می دهند.
آنها یکپارچگی سیگنال، توزیع توان و مدیریت حرارتی را تضمین می کنند.
با روندهایی مانند کوچک سازی، 5G، AI، و IoT، PCB های پیشرفته (به عنوان مثال، HDI، انعطاف پذیر سخت) در نوآوری مرکزی هستند.
پیش بینی می شود که بازار جهانی PCB تا سال 2032 به 117.53 میلیارد دلار برسد که منعکس کننده تقاضای قوی است.
هنگام انتخاب PCB، معمولاً با تصمیمی بین آنها روبرو می شویدFR4 (سفت)وRigid-Flex (ترکیبی از صلب + انعطاف پذیر). انتخاب بستگی به محدودیت های مکانیکی، الکتریکی و طراحی محصول شما دارد. در زیر سؤالات «چگونه / چرا / چیست» راهنمایی می شود تا به شما در تصمیم گیری کمک کند:
| در نظر گرفتن | سوال کلیدی | راهنمایی معمولی |
|---|---|---|
| تنش و خمش مکانیکی | تخته در چرخه عمر خود چقدر خمش یا خمش را تجربه خواهد کرد؟ | در صورت نیاز به خم شدن یا تا شدن مکرر از Rigid-Flex استفاده کنید. FR4 اگر تخته صاف بماند. |
| محدودیت های فضا و وزن | چرا وزن یا فشردگی حیاتی است؟ | Rigid-Flex می تواند نیاز به اتصالات و سیم کشی بین برد را کاهش دهد و در فضا و وزن صرفه جویی کند. |
| هزینه و بازده | بودجه و حجم مورد انتظار شما چقدر است؟ | FR4 در حجم های بالا ساده تر و مقرون به صرفه تر است. Rigid-Flex پیچیدگی فرآیند و هزینه بالاتری دارد. |
| یکپارچگی سیگنال و تعداد لایه ها | چند لایه / آثار شما چقدر متراکم است؟ | هر دو می‌توانند از تعداد لایه‌های بالا پشتیبانی کنند، اما rigid-flex ممکن است به مسیریابی در فضاهای محدود کمک کند. |
| حرارتی، لرزش، قابلیت اطمینان | چرا دوام و قابلیت اطمینان را در اولویت قرار می دهیم؟ | Rigid-Flex اغلب تحت ضربه و لرزش عملکرد بهتری دارد، اما باید با دقت طراحی شود. |
حال بیایید این دو نوع را با جزئیات بررسی کنیم.
FR4 متداول ترین بستر مورد استفاده برای PCB های صلب است. "FR" مخففبازدارنده شعله، و "4" یک درجه از مواد است. از پارچه فایبرگلاس بافته شده با چسب رزین اپوکسی تشکیل شده است.
در زیر یک جدول معمولی استPCB FR4پارامترها (این اعداد ممکن است بسته به تامین کننده و درجه Tg متفاوت باشد):
| پارامتر | مقدار / محدوده معمولی | یادداشت ها / اهمیت |
|---|---|---|
| ثابت دی الکتریک (Dk) | 3.8 - 4.8 (در 1 مگاهرتز) | بر کنترل امپدانس و تأخیر سیگنال تأثیر می گذارد. |
| ضریب اتلاف (Df) | ~0.009 (در 1 مگاهرتز) | مماس از دست دادن: از دست دادن سیگنال در فرکانس بالا. |
| قدرت الکتریکی | 800 - 1800 V/mil | قدرت شکست دی الکتریک |
| Tg (دمای انتقال شیشه ای) | 130 درجه سانتی گراد، 140 درجه سانتی گراد، 150 درجه سانتی گراد، 170 درجه سانتی گراد | Tg بالاتر قابلیت اطمینان حرارتی بهتری را ارائه می دهد. |
| ضخامت تخته | 0.4 میلی متر - 3.2 میلی متر (متداول) | بستگی به محدودیت های مکانیکی / مناسب دارد. |
| ضخامت مس | 1 اونس (≈35 میکرومتر)، 2 اونس، 3 اونس، 4 اونس | مس سنگین تر برای مسیرهای جریان بالاتر. |
| حداقل ردیابی / فاصله | ~4 میل (0.1 میلی متر) یا بهتر | بستگی به توانایی تولید دارد. |
| پرداخت سطح | ENIG، HASL، OSP، Immersion Ag و غیره | بر قابلیت لحیم کاری، قابلیت اطمینان. |
لوازم الکترونیکی مصرفی (گوشی های هوشمند، پوشیدنی ها، لوازم خانگی)
بردهای کنترل صنعتی، بردهای AD، منابع تغذیه
زمانی که تخته صاف، بدون تا شدن یا انعطاف پذیری لازم باقی بماند
نمی تواند خم یا خم شود بدون خطر ترک یا لایه لایه شدن (به دلیل ساختار شیشه ای سفت و سخت + اپوکسی)
برای قطعات الکترونیکی فشرده و چند بخش که نیاز به اتصالات انعطاف پذیر دارند، ممکن است انعطاف پذیر صلب ترجیح داده شود.
مدار چاپی سخت انعطاف پذیربخش های مدار سفت و سخت (معمولا FR4) و بخش های مدار انعطاف پذیر (پلی آمید، پلی استر و غیره) را در یک برد یکپارچه ترکیب می کند. خم شدن، تا شدن و ساختار سه بعدی را در عین حفظ پشتیبانی سفت و سخت برای نصب قطعات، امکان پذیر می کند.
طراحی باید به دقت مناطق انعطاف پذیر (شعاع خم، انباشته لایه ها، انتقال مس) را مدیریت کند.
لایه های صلب و انعطاف پذیر از طریق عملیات چسبندگی و چسبندگی کنترل شده لمینیت می شوند.
مواد فلکس معمولی: فیلم‌های پلی‌آمید، لایه‌های پوششی، لایه‌های چسب
زاویه چین در هر لایه محدود است (به عنوان مثال، پلی آمید اغلب ~ 0.5-2 درجه در هر لایه).
از مراجع صنعت:
| مورد | پارامتر / قابلیت | یادداشت ها |
|---|---|---|
| ضخامت تخته صلب + فلکس | 0.25 میلی متر تا 6.0 میلی متر (ترکیبی) | به ترکیب لایه ها و ساختار بستگی دارد |
| لایه ها | تا 32 لایه در برخی از طرح ها | ترکیب چند لایه سفت + انعطاف پذیر |
| حداقل ردیابی / فاصله | 0.075 میلی متر / 0.075 میلی متر (≈ 3 میل) | منطقه انعطاف پذیر با چگالی بالا |
| حداقل اندازه سوراخ / اندازه پد | 0.10 میلی متر / 0.35 میلی متر | برای میکروویا، سوراخ های عبوری و غیره |
| حداکثر ضخامت مس | 4 اونس (قسمت سفت و سخت) | برای جریان های سنگین بخش صلب |
| مس فلکس (قسمت فلکس) | 0.5 - 2 اونس | مس سبک تر در ناحیه فلکس |
| گزینه های پرداخت سطح | ENIG، غوطه وری Ag، OSP، HASL و غیره | برای هر دو بخش صلب و انعطاف پذیر |
| چسبندگی و لمینیت | آماده سازی چسبندگی ویژه (پلاسما، اکسید قهوه ای) | برای اطمینان از اتصال انعطاف پذیر |
عالی در لرزش زیاد، شوک، فضاهای محدود (مانند هوافضا، تجهیزات پزشکی)
اتصالات و سیم کشی بین برد را کاهش/حذف می کند
مونتاژ را با ادغام عملکردهای صلب و انعطاف پذیر در یک قطعه ساده می کند
به مدار سه بعدی یا ساختار چند صفحه اجازه می دهد
پیچیدگی تولید بالاتر، ریسک بازده بیشتر
به طراحی متفکرانه به ویژه در مناطق انعطاف پذیر (شعاع خمش، کاهش استرس) نیاز دارد.
هزینه هر برد بالاتر است، اما هزینه سیستم ممکن است به دلیل کانکتورها، کابل ها، مراحل مونتاژ کمتر کاهش یابد.
Q1: ضخامت PCB برای برنامه من چقدر باید باشد؟
A1: ضخامت PCB به محدودیت های مکانیکی، حرارتی و فضایی بستگی دارد. بردهای معمولی سفت و سخت FR4 از 0.4 میلی متر تا 3.2 میلی متر متغیر است. در طرح های انعطاف پذیر سخت، ضخامت ترکیبی اغلب بین 0.25 میلی متر تا 6.0 میلی متر است. هرچه تخته نازک تر باشد، انعطاف پذیری بیشتری دارد، اما پایداری مکانیکی کاهش می یابد.
Q2: چرا rigid-flex را نسبت به تخته های سفت و انعطاف پذیر جداگانه انتخاب کنید؟
A2: Rigid-flex اتصالات، سیم کشی و مراحل مونتاژ را کاهش می دهد. قابلیت اطمینان تحت ارتعاشات را بهبود می بخشد و تاشو سه بعدی فشرده را امکان پذیر می کند. این هر دو مناطق نصب سفت و سخت و بخش های انعطاف پذیر را در یک تخته ادغام می کند.
Q3: کدام خواص الکتریکی FR4 بیشتر بر یکپارچگی سیگنال تأثیر می گذارد؟
A3: ثابت دی الکتریک (Dk) بر امپدانس و سرعت انتشار تأثیر می گذارد. ضریب اتلاف (Df) بر از دست دادن سیگنال، به ویژه در فرکانس بالا تأثیر می گذارد. ضخامت مس و هندسه ردیابی نیز نقش مهمی دارند.
دربه هر حال، ما در طراحی و ساخت راه حل های برد مدار چاپی با کارایی بالا و متناسب با کاربردهای دقیق تخصص داریم. چه به PCBهای سفت و سخت استاندارد FR4 یا به بردهای پیچیده Rigid-Flex نیاز داشته باشید، تیم مهندسی ما چندین دهه تخصص را برای بهینه‌سازی چیدمان، چیدمان، انتخاب مواد و استراتژی ساخت به کار می‌گیرد.
ما از استانداردهای دقیق کیفیت و قابلیت اطمینان پیروی می کنیم، مطابق با دستورالعمل های IPC، و از فرآیندهای پیشرفته مانند HDI، میکروویا و امپدانس کنترل شده پشتیبانی می کنیم. مزیت رقابتی ما در متعادل کردن هزینه، عملکرد و قابلیت پیشرفته برای نیازهای محصول شما نهفته است.
اگر در حال بررسی این هستید که آیا از FR4 یا rigid-flex در طراحی بعدی خود استفاده کنید یا نیاز به نمونه اولیه یا تولید مقیاس دارید، Fanyway آماده کمک است.با ما تماس بگیریدامروز برای بحث در مورد نیازهای پروژه خود و دریافت یک پیشنهاد.
