Како функционишу двострани ПЦБ?

Увођење

Двострани флексибилни штампани кругови (ФПЦ) су критично напредовање у модерној производњи електронике, комбинујући флексибилност са функционалношћу сложених изгледа сложених кола. За разлику од једним сировинама, где проводљив образац постоји на само једној површини, Двострани ФПЦ-ови имају проводљиве трагове и на горњем и доњем слојевима флексибилне супстрате. Ова два проводљива слоја су међусобно повезана помоћу плетених рупа, омогућавајући више замршени дизајн круга без повећања укупне величине плоче. Ова функција је неопходна за компактне електронске уређаје као што су модули за управљање аутомобилским управљачем, плочама за прекидач управљача, носитељна технологија и медицинска опрема.

Примарна предност двостране ФПЦ-а налази се у својој способности да максимизира густину круга, задржавајући физичку флексибилност потребну за апликације у којима би пропали крути даске. Коришћењем полиимиде или полиестерске супстрата, произвођачи осигуравају да одбор остане танка, лагана и способна да се савија или преклопи како би се уклопила у компактне кућишта производа. То их чини посебно погодним за окружења у којима су присутни вибрације, ограничени простор и механички стрес.

Поред тога, дизајн двостраних ФПЦ-а подржава сложеније усмјеравање сигнала и боље електричне перформансе. Компоненте се могу монтирати на обе стране, а сигнали могу да прелазе између слојева путем виаса, минимизирајући кроссталк и побољшање интегритета сигнала. Ова равнотежа између механичке прилагодљивости и електричне функционалности високе густине чини двостране ФПЦ-а неопходан избор у модерном електроничком инжењерингу.

У следећим одељцима детаљно ћемо истражити колико двострани ПЦБс раде, њихов производ производње, предности перформанси, уобичајене апликације и кључне разматрања приликом одабира их за пројекат. Такође ћемо пружити детаљан одељак ФАК и упоредни сто да разјаснимо њихове разлике са осталих врста ПЦБ-а.

Структура и принципи рада двостране ФПЦ-а

Основна структура двостраног ФПЦ-а укључује два бакарна слоја раздвојена диелектричним подлогом, која се обично даје од флексибилног полиимида. Сваки бакар садрже замршене проводљиве путеве који носе електричне сигнале између различитих компоненти. Ови слојеви су међусобно повезани помоћу плетених рупа (ПТХ) -Смесалне избушене рупе обложене проводљивим материјалом који омогућавају струју да тече са једне на другу страну.

Када уређај послује, сигнализирају трагове бакрене трагове из једне компоненте у другу. Ако рута захтева прелазак преко другог сигналног пута, траг се може преместити на супротну страну плоче кроз то, чиме се елиминише уплитање сигнала. Ова способност је оно што дозвољава Двострани ФПЦ-ови да подрже сложеније и компактни распоред круга него једностраних плоча.

Радни механизам може се сумирати на следећи начин:

1. Усмеравање сигнала преко слојева - електрични сигнали се крећу између два бакарна слоја преко плетених отвора, омогућавајући компактне и замршене дизајне.

2. Флексибилност компоненте Флексибилност - компоненте као што су отпорници, кондензатори и интегрисани кругови могу се поставити на обе стране, оптимизујући употребу простора.

3. Механичка флексибилност - Полиимидна база омогућава да одбор савија без оштећења трагова бакра, чинећи га идеалним за пресавијањем у уским просторима.

4. Термичко управљање - дизајн двоструког слоја може боље да дистрибуира топлоту произведено са компонентама високих перформанси, побољшавајући поузданост.

Комбинација ових фактора омогућава двостране ФПЦ-а да поднесу сложеност вишег круга уз одржавање њихове физичке прилагодљивости. Због тога се често користе у аутомобилским управљачким круговима управљача, где више сигналних стаза морају бити смештени у компактном, закривљеном простору без жртвовања издржљивости.

Производни процес двостраног ФПЦ-а

Производња двостране флексибилне ПЦБ укључује више корака прецизних контролисаних корака како би се осигурало електричне перформансе и механичка поузданост. Процес обично следи ове фазе:

1. Припрема основног материјала - флексибилна супстрат, обично полиимид, ламинирана је бакарним фолијом са обе стране. Дебљина бакра је изабрана на основу захтева за спровођење апликација.

2. Фотографија апликација и слика - Обје стране су обложене фотористичком слоју осетљивом на светло. Обрасци круга пребацују се на површину бакра помоћу УВ светла кроз фотомаску.

3. Етовање - нежељени бакар се уклања помоћу хемијских јеткања, остављајући иза жељених образаца кругова на обе стране.

4. Бушење и оплате - прецизне машине за бушење Креирајте виас који се затим поставља бакра да електрично спајају горња и доња круга.

5. Маска за лемљење и површинска завршна обрада - маска за лемљење се наноси да заштити трагове бакра од оксидације и спречавају премошћивање лемљења током склопа компонента. Завршава попут ЕНИГ-а (електролесси никл заронилање злата) или ОСП (конзерванси органских летења) осигуравају средства и отпорност на корозију.

6. Контрола испитивања и квалитета - Свака ФПЦ подвргава тестовима на континуитету електричне енергије и механички тестови савијања за верификацију перформанси пре отпреме.

Овај пажљив процес осигурава да коначни производ нуди високу проводљивост, механичку флексибилност и трајност под поновљеним циклусима савијања. Прецизно поравнање два бакарна слоја током производње је пресудно - било које неусклађивање може проузроковати питања интегритета сигнала или механички квар током рада.

Предности двостраног ФПЦ-а

Двострани ФПЦ-ови пружају неколико различитих накнада у односу на једностране флексибилне плоче и круте ПЦБ-ове:

• Густина вишег круга - два бакарна слоја омогућавају више опција усмеравања, омогућавајући сложене дизајне у мањим отимама.

• Компактни дизајн производа - Њихова танка и савијална природа помаже у уклањању електронике у неконвенционалне или закривљене облике.

• Побољшане електричне перформансе - смањена потреба за дугим сигналним путевима снижава отпорност и минимизира губитак сигнала.

• Ефикасност трошкова за сложене дизајне - у поређењу са вишеслојним плочама, двострани ФПЦ нуде равнотежу сложености и трошкова.

• Појачана поузданост у динамичким апликацијама - Флексибилна супстрата апсорбује вибрације, смањујући ризик од затајења за заснивање лешења.

Ове предности објашњавају зашто се двострани ФПЦ-ови се обично налазе у модерној аутомобилској електроници, ваздухопловним инструментима, преносним потрошачкој електроници и носитељима медицинским уређајима. Њихова способност комбиновања електричне софистицираности са механичком прилагодљивошћу пружају инжењере веће слободе дизајна без угрожавања перформанси.

Уобичајене апликације и случајеви употребе

Двострани ФПЦ су свестрани и широко се примењују у индустрији:

• Аутомобилски системи - који се користе у прекидачима управљача, налазе се на контролној табли и информатионски системи, где су флексибилност и компактност од виталног значаја.

• Медицински уређаји - примењени у дијагностичким алатима, носитељима здравствених монитора и хируршким инструментима због својих лаких и савирних својстава.

• Потрошачка електроника - која се налази у склопивим паметним телефонима, таблетима и камерама како би се омогућило танко, дизајне који штеде простор.

• Индустријска опрема - коришћена у роботици, контролним плочама и склоповима сензора који захтевају велику издржљивост под механичким стресом.

Табела испод резимира кључне разлике између једноструких, двостраних и крутих ПЦБ-а:

функција	једнострани ФПЦ	двострани ФПЦ	крути ПЦБ
Бакрени слојеви	1	2	2+
Флексибилност	Високо	Високо	Низак
Густина круга	Низак	Средње висок	Високо
Трошак	Низак	Умерен	Варира
Апликације	Једноставни кругови	Сложени флексибилни	Крута, велика снага

Често постављана питања о двостраном ФПЦ-у

К1: Која је главна разлика између двостраног ФПЦ-а и једним Сидед-ом?
А Двострани ФПЦ има бакарне трагове са обе стране флексибилне подлоге, повезани путем виаса, омогућавајући сложенији и компактнији дизајн круга у поређењу са једним једриним одбором.

К2: Може се двострано искључити ФПЦ-ови третира се на високе тренутне апликације?
Да, али дебљина бакра и ширина трага морају бити дизајниране на одговарајући начин. За веома високо тренутне апликације могу се можда бити потребне вишеслојне дизајне или ојачани бакар.

П3: Да ли су двострани ФПЦ-ови скупљи од једностраних?
Генерално, да. Додатни бакарни слој, бушење и процеси за преграде повећавају трошкове производње, али они су и даље исплативији од пуних вишеслојних плоча за умерено сложене дизајне.

П4: Колико су издржљиви двострани ФПЦ?
Када се произведе са квалитетним материјалима и правилним правилима дизајна, они могу издржати хиљаде циклуса савијања без значајне деградације у перформансама.

К5: Који је софтвер за дизајн најбољи за креирање двостраних ФПЦ-ових изгледа?
Већина професионалног софтвера за дизајн ПЦБ-а као што је Алтиум дизајнер, Кицад и Орцад може да поднесе двострани флексибилни ПЦБ распоред.