PCB ที่ นุ่มนวล เทคโนโลยี ข้อดี และ การ ใช้งาน ที่ สําคัญ

รูปภาพที่สร้างขึ้นโดยลูกค้า

บอร์ดวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น (PCBs) ได้เปลี่ยนอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์โดยทําให้การออกแบบที่บิด, พับ และสอดคล้องกับพื้นที่ที่แคบผลิตจากสารยืดหยุ่น เช่น โพลิไมด์, บอร์ดวงจรเหล่านี้รวมผลงานไฟฟ้ากับความหลากหลายทางกล ทําให้มันจําเป็นในอุปกรณ์ที่ทันสมัยจากเครื่องสวมถึงระบบอากาศ

คู่มือนี้สืบค้นเทคโนโลยีเบื้องหลัง PCB ที่ยืดหยุ่น ข้อดีอันโดดเด่นของพวกเขาเหนือตัวแทนที่แข็งแรง ประเภททั่วไป และการใช้งานหลักในอุตสาหกรรมต่างๆไม่ว่าคุณจะออกแบบสมาร์ทโฟนพับได้ หรือเครื่องปลูกแพทย์, การเข้าใจ PCBs ที่ยืดหยุ่นเป็นสิ่งสําคัญในการปลดล็อคนวัตกรรมในรูปแบบและการทํางาน

ประเด็นสําคัญ
1PCBs นุ่มนวลใช้พอลิไมด์หรือพอลิเอสเตอร์สับสราต เพื่อบรรลุรัศมีโค้งที่เล็กน้อยถึง 0.5 มม. ทนทาน 100,000 + วงจรโค้งในการใช้งานที่มีความน่าเชื่อถือสูง
2เมื่อเทียบกับ PCB ที่แข็งแรง พวกมันลดน้ําหนักของอุปกรณ์ 30% ~ 50% และปริมาตรของอุปกรณ์ 40% ~ 60% โดยกําจัด 70% ของเครื่องเชื่อมและสายไฟ
3ประเภทหลัก ๆ ประกอบด้วย PCB มีด้านเดียว, สองด้าน, หลายชั้น, และ PCB แบบยืดหยุ่นแบบแข็ง (ไฮบริด) ซึ่งแต่ละชนิดเหมาะกับการใช้งานเฉพาะเจาะจง
4อุตสาหกรรม เช่น อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภค อุตสาหกรรมรถยนต์ และอุปกรณ์ทางการแพทย์พึ่งพากับ PCBs ที่ยืดหยุ่น เพื่อการประหยัดพื้นที่ ความทนทาน และอิสระในการออกแบบ

PCB ที่ยืดหยุ่น คืออะไร?
PCB ที่ยืดหยุ่นคือแผ่นวงจรบางและเบาที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานประกอบความยืดหยุ่น, โดยทั่วไปเป็นพอลิไมด์ (PI) หรือพอลิเอสเตอร์ (PET)PCB ที่ยืดหยุ่นบิดโดยไม่แตก, ทําให้มันเข้ากับส่วนโค้งหรือเคลื่อนไหวของอุปกรณ์

ส่วนประกอบหลัก
สับสราท: โพลิยามิดเป็นมาตรฐานทองคํา, มีความทนทานต่อความร้อน (ถึง 260 ° C), ความมั่นคงทางเคมี, และอายุการยืดหยุ่นที่ดีที่สุด. โพลิเอสเตอร์ราคาถูกกว่า แต่ทนความร้อนน้อยกว่า (ถึง 130 ° C),เหมาะสําหรับการใช้งานราคาถูก.
ชั้นนําไฟ: โฟลยทองแดงบาง (1/2 oz ถึง 2 oz) ถูกผสมผสานกับพื้นฐาน, ถักเป็นรอยเพื่อนําสัญญาณไฟฟ้า.
ผิวปกปิด: ผิวปกป้องพอลิไมด์ปกคลุมรอยทองแดง ป้องกันความชื้น ฝุ่น และความเสียหายทางเครื่องจักร โดยให้ความยืดหยุ่น

PCB ที่ยืดหยุ่น ทํางานอย่างไร
ความยืดหยุ่นมาจากคุณสมบัติทางกลของสับสราท: โพลิไมด์มีความแข็งแรงในการดึงสูงและความยืดหยุ่นต่ํา, หมายความว่ามันสามารถยืดและกลับมาเป็นรูปร่างซ้ํา ๆ.แผ่นทองแดงถูกออกแบบมาเพื่อบิดโดยไม่แตก, มักใช้เส้นทางโค้งแทนมุมคมในการกระจายความเครียด
เครื่องจักรกลบิด: PCB ที่ยืดหยุ่นที่มีพื้นฐานพอลิไมด์ 0.1 มม. สามารถบิดได้ถึงรัศมี 0.5 มม. (5 เท่าความหนาของมัน) โดยไม่ต้องเสียหาย05mm) หรือเขตยืดเสริม.
ผลงานทางไฟฟ้า: PCBs ที่ยืดหยุ่นรักษาความสมบูรณ์แบบของสัญญาณที่ความถี่สูงถึง 10GHz, โดยการควบคุมอุปสรรค (50Ω/100Ω) สามารถบรรลุได้โดยการออกแบบรอยอย่างรอบคอบและการเลือกเยื่อ.

ประเภทของ PCB ที่ยืดหยุ่น
PCB ที่ยืดหยุ่นมีหลายรูปแบบ แต่ละรูปแบบถูกปรับปรุงให้เหมาะกับกรณีการใช้งานเฉพาะเจาะจง

ข้อดีของ PCB ที่ยืดหยุ่น
PCBs ที่ยืดหยุ่นได้ผลงานดีกว่า PCBs ที่แข็งแรงในพื้นที่สําคัญ ทําให้มันเหมาะสมสําหรับอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัย:
1การประหยัดพื้นที่และน้ําหนัก
การออกแบบที่คอมแพคต์: PCBs แบบยืดหยุ่นบิดรอบมุมและเข้ากับพื้นที่ที่แคบ (เช่น จิ้งของโทรศัพท์ที่พับได้) ลดปริมาณอุปกรณ์ลง 40~60%
น้ําหนักเบา: PCB โพลีไมด์ยืดหยุ่นขนาด 0.1 มิลลิเมตรมีน้ําหนักน้อยกว่า 70% กว่า PCB FR4 ที่แข็งแรงเท่ากัน ซึ่งมีความสําคัญสําหรับเครื่องบินไร้คนขับและการใช้งานด้านอากาศ

2ความน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมแบบไดนามิก
ความต้านทานต่อการสั่นสะเทือน: ไม่มีเครื่องเชื่อมหรือสายไฟที่ต้องปลดล้าง ลดอัตราการล้มเหลว 50% ในสถานที่สั่นสะเทือนสูง (เช่น เครื่องยนต์รถยนต์)
อายุการใช้งานแบบยืดหยุ่น: PCBs แบบยืดหยุ่นในระดับอุตสาหกรรมทนต่อ 100,000 + วงจรการบิด (ในรัศมี 1 มม) ยืดหยุ่นกว่า PCBs ที่แข็งแรงในส่วนเคลื่อนไหว (เช่นแขนหุ่นยนต์)

3. ลดความซับซ้อนของการประกอบ
การเชื่อมต่อไฟฟ้าที่เรียบง่าย: เปลี่ยนแปลงสายไฟฟ้าด้วย PCB ที่ยืดหยุ่นเดียว ลดเวลาการประกอบ 30%-50%
การเชื่อมต่อน้อยลง: ลดการเชื่อมต่อ 70% ลดจุดล้มเหลวและปรับปรุงความน่าเชื่อถือ

4ความเสรีภาพในการออกแบบ
การบูรณาการ 3 มิติ: ตอบสนองกับพื้นผิวโค้ง (ตัวอย่างเช่น รูปทรงของดัสบอร์ดรถยนต์หรือกรอบของนาฬิกาฉลาด)
รูปแบบที่กําหนดเอง: สามารถผลิตได้ในรูปแบบที่ไม่เป็นสี่เหลี่ยม, ปรับปรุงพื้นที่ในห่อที่โดดเด่น

การใช้งานหลักของ PCB ที่ยืดหยุ่น
PCB ที่ยืดหยุ่นถูกใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ที่มีรูปแบบ น้ําหนัก และความทนทานสําคัญ
1อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภค
สมาร์ทโฟนและ Wearables:
โทรศัพท์พับได้ (เช่น Samsung Galaxy Z Fold) ใช้ PCB ที่ยืดหยุ่นหลายชั้นในหมุนเพื่อเชื่อมจอพับได้กับบอร์ดหลัก ทนกับการพับ 200,000+ ครั้ง
นาฬิกาสมาร์ท (แอปเปิ้ลวอช) ใช้พีซีบีแบบยืดหยุ่นด้านเดียว เพื่อใส่เซ็นเซอร์ แบตเตอรี่ และจอแสดงผลในกระเป๋าโค้ง ลดน้ําหนัก 40% เมื่อเทียบกับการออกแบบที่แข็งแรง
เครื่องเสียง:
หูฟังไร้สายใช้ PCB ที่มีความยืดหยุ่นขนาดบางมาก (0.05 มม.) เพื่อเชื่อมไมโครโฟน, เครื่องเสียง และสายชาร์จในกล่องเล็ก ๆ

2อุตสาหกรรมรถยนต์
ระบบช่วยขับขี่ที่ทันสมัย (ADAS):
พีซีบีแบบยืดหยุ่นในเรดาร์และเซ็นเซอร์ LiDAR ตอบสนองกับรถยนต์และกระจกกระจก ช่วยประหยัดพื้นที่ และทนอุณหภูมิ -40 °C ถึง 125 °C
อิเล็กทรอนิกส์ภายใน:
หน้าจอข้อมูลบันเทิงโค้งใช้ PCB ที่แข็ง-ยืดหยุ่น มีส่วนยืดหยุ่นเชื่อมจอต่อกับหน่วยควบคุมหลักที่อยู่เบื้องหลังแทชบอร์ด
การประยุกต์ใช้ภายใต้หมวก:
พีซีบีฟลักซ์โพลีไมด์อุณหภูมิสูงในหน่วยควบคุมเครื่องยนต์ (ECU) ทนต่อน้ํามัน, ความสั่นสะเทือน, และความร้อน 150 °C +, ลดน้ําหนักสายไฟด้วย 30%

3อุปกรณ์การแพทย์
อุปกรณ์ที่สามารถฝังได้
เครื่องกําหนดหัวใจและเครื่องกระตุ้นประสาทใช้ PCB ที่ยืดหยุ่น (เคลือบด้วยพารีเลน) ที่เข้ากับรูปร่างร่างกาย ทนต่อการเผชิญหน้ากับของเหลวและการเคลื่อนไหว
เครื่องรับรู้การแพทย์ที่ใส่ได้:
เครื่องเฝ้าระดับน้ําตาลในเลือดแบบต่อเนื่อง (CGMs) ใช้ PCBs ที่ยืดหยุ่น เพื่อเชื่อมเซ็นเซอร์น้ําตาลในเลือดกับตัวส่งสัญญาณ เพื่อให้ความสะดวกสบายและติดต่อกับผิวหนังได้อย่างน่าเชื่อถือ
การถ่ายภาพทางการแพทย์
เอ็นโดสโกป ใช้ PCB ที่ยืดหยุ่น เพื่อส่งสัญญาณวีดีโอความละเอียดสูง จากกล้องเล็กๆ ไปยังเครื่องจอภายนอก โดยบิดผ่านช่องทางที่แคบของร่างกาย

4การบินและอวกาศและการป้องกัน
ดาวเทียมและ UAVs:
พีซีบีผิวเคลื่อนที่เบา ลดน้ําหนักของภาระได้ 50% ลดต้นทุนการปล่อย
อุปกรณ์ทหาร:
เครื่องวิทยุที่พกพาและแว่นมองกลางคืนใช้ PCB ที่แข็งแรงและยืดหยุ่น ซึ่งรวมส่วนที่แข็งแกร่งและยืดหยุ่นสําหรับส่วนประกอบด้วยส่วนที่ยืดหยุ่นเพื่ออยู่รอดจากการตกและการชน

5อิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรม
หุ่นยนต์:
พีซีบียืดหยุ่นในแขนหุ่นยนต์เชื่อมต่อมอเตอร์และเซ็นเซอร์ ผ่านข้อต่อเคลื่อนที่ ทนต่อ 1 ล้าน + วงจรยืดหยุ่นในอัตโนมัติโรงงาน
ไฟ LED:
สาย LED ที่โค้ง (เช่น สําหรับการส่องแสงสถาปัตยกรรม) ใช้ PCBs ที่ยืดหยุ่น เพื่อรักษาการกระจายกระแสกระแสในขณะที่โค้งรอบพื้นผิว

การพิจารณาด้านการออกแบบ PCBs แบบยืดหยุ่น
เพื่อให้ผลงานได้สูงสุด วิศวกรต้องแก้ปัญหาสําคัญในการออกแบบ
1. Bend Radius และ Flex Life
กติกาหลัก: ระยะโค้งขั้นต่ํา = ความหนาของเยื่อ 10 เท่า (เช่น ระยะ 1 มม. สําหรับพอลิยมิด 0.1 มม.) ระยะที่แน่นกว่าต้องการเยื่อบางกว่าหรือการออกแบบการบรรเทาความเครียด (เช่นร่องรอย serpentine)
การตั้งทิศทางของรอย: เส้นรอยที่เดินขนานกับแกนโค้งมีโอกาสแตกมากกว่าเส้นที่ตั้งตรง ใช้มุม 45 องศาในการกระจายความเครียด

2การเลือกวัสดุ
สับสราท: เลือกพอลิไมด์สําหรับอุณหภูมิสูง (> 130 °C) หรือการใช้งานที่มีความน่าเชื่อถือสูง; โพลีเอสเตอร์สําหรับการใช้งานที่ราคาถูกและความร้อนต่ํา
น้ําหนักทองแดง: ทองแดงบางกว่า (1/2 oz) มีความยืดหยุ่นมากขึ้น แต่นํากระแสไฟฟ้าน้อยกว่า; ทองแดง 2 oz มีความแข็งแรงมากขึ้น แต่ดีกว่าสําหรับการใช้งานพลังงาน

3. การจัดตั้งองค์ประกอบ
หลีกเลี่ยงการวางส่วนประกอบหนัก (เช่น เครื่องเชื่อม) บนส่วนยืดหยุ่น ใช้ PCBs หนา-ยืดหยุ่นเพื่อติดตั้งมันบนพื้นที่แข็ง
ให้ส่วนประกอบห่างจากเส้นโค้งอย่างน้อย 1 มิลลิเมตร เพื่อป้องกันความเครียดต่อต่อผ่า

4การทดสอบและคุณสมบัติ
การทดสอบวงจรยืดหยุ่น: ยืนยันผลการทํางานหลังจาก 10,000 ∼ 100,000 การโค้ง (ตามมาตรฐาน IPC-2223)
การทดสอบสิ่งแวดล้อม: รับประกันความทนทานต่อความชื้น, สารเคมี, และอุณหภูมิสูงสุด (เช่นการจัดอันดับ IP67 สําหรับอุปกรณ์กันน้ํา)

PCB แบบยืดหยุ่น กับ PCB แบบแข็ง: การเปรียบเทียบ

FAQs
ถาม: PCB ที่ยืดหยุ่นจะบางแค่ไหน?
ตอบ: PCBs ที่ยืดหยุ่นบางมากใช้พอลิไมด 0.025 มิลลิเมตร สับสราท เหมาะสําหรับอุปกรณ์เล็ก ๆ เช่น เครื่องช่วยได้ยิน ความหนาแบบมาตรฐานตั้งแต่ 0.05 มิลลิเมตรถึง 0.2 มิลลิเมตร

คําถาม: PCBs ที่ยืดหยุ่นกันน้ําได้หรือไม่
ตอบ: สามารถทําให้มันกันน้ําได้ด้วยการเคลือบแบบสอดคล้อง (ตัวอย่างเช่น ปารีเลน) หรือการคัดกรอง ซึ่งตรงกับการจัดอันดับ IP67/IP68 สําหรับอุปกรณ์ใต้น้ํา

ถาม: PCB ที่ยืดหยุ่นสามารถนํากระแสไฟฟ้าสูงได้หรือไม่?
ตอบ: ใช่ ผนัง PCB ที่ยืดหยุ่นจากทองแดง 2 ออนซ์สามารถรับมือได้ถึง 10A เหมาะสําหรับการใช้งานพลังงาน เช่น ไดรฟ์ LED สําหรับกระแสไฟฟ้าที่สูงกว่า ใช้บัสบาร์ที่มีส่วนยืดหยุ่น

Q: อายุการใช้งานของ PCB ที่ยืดหยุ่นเท่าไร?
ตอบ: PCBs ที่ยืดหยุ่นในระดับอุตสาหกรรม ใช้งานได้ 5~10 ปีในสภาพแวดล้อมทั่วไป; อุปกรณ์การแพทย์ที่เคลือบด้วยพารีเลนสามารถใช้งานได้ 15+ ปี

คําถาม: PCBs ที่ยืดหยุ่นสามารถนําไปนําไปใช้ใหม่ได้หรือไม่
ตอบ: ครับ ธ อร์สามารถถอนจากพอลิไมด์สับสราตและรีไซเคิลได้ แม้กระบวนการจะซับซ้อนกว่าสําหรับ PCB FR4 ที่แข็งแรง

สรุป
PCBs ที่ยืดหยุ่นได้กําหนดใหม่สิ่งที่เป็นไปได้ในด้านการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ ทําให้อุปกรณ์ที่เล็กๆ น้อยๆ น้อยๆ และทนทานกว่าเดิมความสามารถในการบิด, สอดคล้อง, และลดความซับซ้อนทําให้พวกเขาเป็นหินมุมของเทคโนโลยีที่ทันสมัย
ขณะที่มันมีราคาแพงกว่า PCB ที่แข็งแรง แต่ผลประโยชน์ที่ช่วยประหยัดพื้นที่ ความน่าเชื่อถือและอิสระในการออกแบบ มักจะอ้างอิงการลงทุน โดยเฉพาะในแอพลิเคชั่นที่รูปแบบและฟังก์ชันมีความสําคัญเท่ากัน.ในขณะที่วัสดุและกระบวนการผลิตพัฒนา PCBs ที่ยืดหยุ่นจะยังคงขยายตัวไปสู่อุตสาหกรรมใหม่ๆ ขับเคลื่อนนวัตกรรมในด้านอิเล็กทรอนิกส์ในปีข้างหน้า
สําหรับวิศวกรและนักออกแบบ การยึดเทคโนโลยี PCB ที่ยืดหยุ่น ไม่ใช่แค่การเลือก แต่เป็นความจําเป็นที่จะยังคงมีศักยภาพในการแข่งขันในตลาดที่ต้องการอุปกรณ์ที่เล็กและมีความสามารถมากขึ้น