Sztywne i elastyczne płytki PCB: materiały, DFM i wpływ na koszty

Elastyczne i sztywno-elastyczne płytki drukowane ( PCB ) oferują szereg zalet w porównaniu ze sztywnymi płytkami PCB, w tym elastyczność, lekkość materiałów i trwałość. Elastyczne i sztywno-elastyczne płytki PCB mogą się wyginać i skręcać, co czyni je idealnymi do małych i lekkich produktów elektronicznych wymagających optymalizacji przestrzeni i wagi. Jednak tego typu płytki PCB są zazwyczaj droższe niż sztywne. Aby obniżyć koszty, można zastosować kilka strategii. Po pierwsze, ważne jest zrozumienie podstaw dotyczących sztywnych, giętkich i sztywno-elastycznych materiałów PCB oraz związanych z nimi kosztów. Ponadto istnieją ważne kwestie związane z projektowaniem pod kątem produkcji (DFM), które mogą wpływać na koszty PCB. Uwzględnienie tych czynników pozwala na projektowanie ekonomicznych płytek PCB typu „flex” i „rigid-flex” bez poświęcania wydajności i niezawodności.

Czym są płytki PCB Flex i Rigid-Flex?

Płytki PCB Flex PCB, znane również jako obwody elastyczne, powstają poprzez laminowanie warstwy przezroczystej folii poliestrowej, takiej jak poliamid, z cienką warstwą miedzi, która jest następnie wytrawiana, aby uzyskać określony wzór płytki PCB. Te obwody można całkowicie wygiąć do określonego kształtu. Płytki PCB Rigid-Flex łączą sztywne materiały PCB z elastycznymi obwodami, zapewniając zalety obu. Chociaż płytki PCB Flex PCB i Rigid-Flex są zazwyczaj droższe niż płytki sztywne, mogą one również pomóc obniżyć koszty w inny sposób. Płytki te wymagają mniej materiału i oferują szybszy montaż, a także szereg zalet w zakresie elastyczności projektowania.

Czynniki kosztowe dla płytek PCB typu rigid-flex i elastycznych płytek PCB

Koszt produkcji płytki drukowanej (PCB) może w dużym stopniu zależeć od liczby wymaganych etapów produkcji oraz użytych materiałów. Dlatego ważne jest, aby zrozumieć, skąd pochodzą największe koszty, aby móc zaprojektować bardziej ekonomiczną płytkę, która nadal spełnia wymagania dotyczące wydajności i kosztów. Optymalizacja projektu i uwzględnienie takich czynników, jak liczba warstw, rozmiar płytki i złożoność obwodów, pozwala obniżyć koszty produkcji bez uszczerbku dla jakości i funkcjonalności. Ponadto, wybór ekonomicznych materiałów i znalezienie renomowanego producenta PCB, który oferuje konkurencyjne ceny, może również pomóc w obniżeniu całkowitego kosztu produkcji.

Najmniej wpływowy

Aby utrzymać niskie koszty produkcji PCB, należy wziąć pod uwagę kilka czynników, które mają jedynie niewielki wpływ na koszt PCB. Należą do nich:

1. Trasowanie: Bardziej skomplikowane trasowanie zwiększa koszty produkcji, ponieważ wymaga większej precyzji.
2. Grubość panelu: Wybierając cieńsze, powszechnie stosowane rozmiary paneli, zazwyczaj oszczędzasz pieniądze.
3. Zaślepianie przelotek: Całkowite wypełnienie przelotek żywicą lub maską lutowniczą wymaga dodatkowego etapu procesu produkcyjnego. Ograniczając liczbę przypadków zaślepiania przelotek, można zaoszczędzić na kosztach.
4. Odciążenie: Ograniczenie zapotrzebowania na odciążenie i związane z nim materiały może pomóc Ci zaoszczędzić pieniądze.
5. Klej: Płytki PCB mogą wykorzystywać rdzenie klejące lub bezklejowe do łączenia usztywnienia z płytką. Najtańszy materiał klejący będzie się różnić w zależności od usztywnienia, ale materiały bezklejowe są ogólnie droższą opcją.

Bardziej wpływowy

Aby zachować strukturę i obniżyć koszty, należy wziąć pod uwagę następujące czynniki przy projektowaniu płytki PCB typu „flex” lub „rigid-flex”:

• Proporcje: Większy stosunek grubości płytki PCB do średnicy wywierconego otworu może zwiększyć koszt pokrycia galwanicznego wnętrza otworów. Większy rozmiar wywierconych otworów lub zmniejszenie rozmiaru płytki PCB może pomóc w znalezieniu odpowiedniego stosunku do pokrycia galwanicznego.
• Liczba i rozmiar wywierconych otworów: Nadmierna liczba wywierconych otworów lub otwory o zbyt małej średnicy wymagają dodatkowej pracy i precyzji, co może zwiększyć koszt płytki PCB.
• Rozmiar ścieżek i odstępów: Mała liczba ścieżek/odstępów może zwiększyć złożoność i cenę płytki PCB.
• Usztywnienia: Stosowanie usztywnień lub elementów wzmacniających może zwiększyć koszty ze względu na dodatkowe wymagania materiałowe. Wybór FR4 jako materiału może być bardziej opłacalną opcją niż poliimid, aluminium lub stal nierdzewna.
• Galwanizacja guzikowa lub selektywna: Każdy rodzaj galwanizacji guzikowej lub selektywnej zwiększy cenę PCB ze względu na swoją dodatkową złożoność.
• Kontrolowana impedancja: Wybór kontrolowanej impedancji może zwiększyć koszty ze względu na dodatkowe kontrole i kupony, które wymagają więcej pracy i materiałów.
• Pierścienie pierścieniowe: Wybór odpowiedniego rozmiaru pierścieni pierścieniowych, aby stworzyć niezawodne połączenie z otworem przelotowym, może pomóc uniknąć płacenia wyższej ceny za pierścienie o zbyt dużych rozmiarach.

Najbardziej wpływowy

Wreszcie, na koszt płytki PCB znacząco wpływają następujące czynniki:

1. Zaawansowane technologie: Wybór zaawansowanych technologii dla płytki PCB zwiększy koszty.
2. Przelotki zakopane: Zastosowanie przelotek zakopanych wymaga więcej wiercenia, powlekania i laminowania, co może podwyższyć koszty. Dodatkowo mogą wymagać droższych materiałów.
3. Duża liczba warstw: Większa liczba warstw w płytce PCB typu Flex zwiększy koszty ze względu na większą złożoność laminowania, co wymaga więcej czasu, materiałów i wiedzy specjalistycznej.
4. Wykorzystanie paneli: Najważniejszym czynnikiem kosztowym jest wykorzystanie paneli, ponieważ producenci zazwyczaj naliczają opłaty za każdy panel. Maksymalizacja liczby komponentów w jednym panelu może pomóc obniżyć koszty.
5. Galwanizacja selektywna: Proces galwanizacji selektywnej jest czasochłonny i powoduje marnotrawstwo materiału, co może zwiększyć koszt płytki PCB.
6. Podwójne wykończenie powierzchni: Stosowanie wielu wykończeń powierzchni zwiększa złożoność procesu i może zwiększyć koszt płytki PCB.

Kompromisy w kosztach płytek PCB typu Flex i Rigid-Flex

Omówione wcześniej czynniki mają istotny wpływ na wzrost kosztów projektowania PCB, ale ważne jest również rozważenie kompromisów związanych z tańszymi projektami. Rozważając przystępność cenową projektu PCB, należy wziąć pod uwagę następujące czynniki: Umiejscowienie panelu produkcyjnego: Kluczowe jest rozważenie sposobu integracji płytek PCB z panelem produkcyjnym. Prawidłowe umiejscowienie może pomóc zmaksymalizować wykorzystanie materiału i zminimalizować ilość odpadów. Przyczepność i niezawodność: Chociaż płytki klejące są generalnie tańsze, dodanie żywicy akrylowej do stosu przelotek może wpłynąć na niezawodność płytki, szczególnie w środowiskach o wysokiej temperaturze lub dużym naprężeniu. Szerokość i odstępy między liniami: Przed dodaniem kolejnych warstw należy rozważyć, czy można zmniejszyć szerokość i odstępy między ścieżkami. Pozwoli to na umieszczenie większej liczby linii na jednej warstwie, minimalizując cenę. Należy jednak rozważyć, jak te zmiany mogą wpłynąć na produkt końcowy i czy mogą negatywnie wpłynąć na wydajność. Ogólnie rzecz biorąc, obniżenie kosztów projektu PCB typu „flex” lub „rigid-flex” można osiągnąć poprzez minimalizację liczby warstw, zmniejszenie grubości materiału i staranny dobór materiałów. Niemniej jednak ważne jest, aby wziąć pod uwagę kompromisy i potencjalny wpływ na wydajność i niezawodność produktu końcowego.

Dowiedz się więcej o płytkach PCB Flex i Rigid-Flex

Płytki PCB Flex i rigid-flex oferują unikalne opcje projektowe, które mogą przynieść korzyści wielu projektom. Biorąc pod uwagę czynniki wpływające na ich koszty i podejmując decyzje projektowe, które priorytetowo traktują wydajność i niezawodność, można tworzyć wysokiej jakości płytki PCB przy jednoczesnym obniżeniu kosztów. W razie pytań dotyczących projektowania płytek PCB Flex lub rigid-flex, zespół Sprintpcb służy pomocą. Jako firma posiadająca certyfikat ISO 9001, oferujemy szeroką gamę wysokiej jakości gołych płytek PCB, w tym projekty Flex i rigid-flex. Zapoznaj się z naszą ofertą już dziś, aby dowiedzieć się więcej o tym, jak możemy wesprzeć Twój projekt.