Las placas de circuito impreso flexible multicapa (placa de circuito impreso flexible, FPCB) se utilizan cada vez más en electrónica de consumo, electrónica automotriz, equipos médicos y otros campos. Sin embargo, la estructura especial y las características del material de las placas de circuitos flexibles los hacen enfrentar muchos desafíos en términos de confiabilidad, como fatiga mecánica, efectos de expansión térmica, corrosión química, etc. Lo siguiente discutirá métodos para mejorar la fiabilidad de las placas de circuitos flexibles de múltiples capas, con el objetivo de proporcionar referencia a las personas en campos relacionados.
1. Selección y optimización de materiales
1.1 Elección de sustrato
El material base es el componente central de la placa de circuito flexible, y su rendimiento afecta directamente la confiabilidad y la vida útil de la placa de circuito. Los sustratos de uso común incluyen poliimida (PI), poliéster (PET), etc. La poliimida tiene una excelente resistencia al calor, resistencia química y propiedades mecánicas, pero su costo es más alto. En comparación, los sustratos de poliéster son menos costosos, pero ofrecen una menor resistencia al calor y los químicos. Por lo tanto, la selección de materiales debe sopesarse en función de escenarios de aplicación específicos.
1.2 Elección de material de cobertura
El material de cobertura se usa principalmente para proteger la superficie de la placa de circuito del daño mecánico y la corrosión química. Los materiales de cobertura de uso común incluyen resina acrílica, resina epoxi, etc. La resina acrílica tiene buena flexibilidad y resistencia a la intemperie, pero su resistencia al calor es pobre; La resina epoxi tiene una excelente resistencia al calor y resistencia mecánica, pero su flexibilidad es pobre. Por lo tanto, la selección del material de cobertura apropiado requiere una consideración integral del entorno de aplicación y los requisitos de rendimiento.
1.3 Selección de materiales conductores
La selección de materiales conductores también es muy importante. El material conductivo comúnmente utilizado es la lámina de cobre, que tiene una buena conductividad eléctrica y propiedades mecánicas.
2. Optimización del diseño estructural
2.1 Optimización de diseño de línea
El diseño razonable del circuito puede reducir efectivamente la concentración de tensión dentro de la placa de circuito y mejorar su confiabilidad. Durante el proceso de diseño, debemos tratar de evitar curvas nítidas e intersecciones de líneas, reducir la longitud de la línea y reducir la pérdida e interferencia de la transmisión de la señal. Además, la configuración racional de los puntos de soporte y las costillas de refuerzo pueden dispersar efectivamente el estrés y evitar que las placas de circuito se deformen o se rompan bajo la acción del estrés mecánico.
2.2 Diseño de conexión entre capasas
La conexión entre capas de las placas de circuito flexible de múltiples capas es uno de los factores clave que afectan su confiabilidad. Los métodos de conexión entre capas comúnmente utilizados incluyen pegamento conductivo, soldadura con láser, etc. El adhesivo conductor tiene una buena flexibilidad y propiedades de unión, pero su conductividad y resistencia al calor son pobres; La soldadura con láser tiene una excelente conductividad y resistencia al calor, pero su proceso es complejo y su costo es alto. Por lo tanto, al diseñar conexiones entre capas, es necesario elegir el método de conexión apropiado de acuerdo con las necesidades específicas.
2.3 Diseño de alivio del estrés
Las placas de circuito flexibles están sujetas a diversas tensiones mecánicas durante la aplicación, como la tensión, la compresión, la flexión, etc. Para mejorar su confiabilidad, las estructuras de alivio del estrés pueden introducirse en el diseño, como ritmos de alivio de estrés, capas de alivio de estrés, etc. Estas estructuras pueden dispersar efectivamente el estrés y evitar que los jarras de circuitos se rompan o fallaran bajo tensión mecánica.
3. Optimización del proceso de fabricación
3.1 Tecnología de mecanizado de precisión
La precisión de fabricación de las placas de circuito flexible tiene un impacto importante en su confiabilidad. El uso de la tecnología de procesamiento de precisión, como el corte con láser, el grabado de precisión, etc., puede mejorar la precisión del procesamiento de las placas de circuito, reducir las rebabas y los defectos en los circuitos y mejorar su confiabilidad.
3.2 Proceso de tratamiento térmico
Las placas de circuito flexible se someterán a múltiples procesos de tratamiento térmico durante el proceso de fabricación, como soldadura y curado. Estos procesos pueden tener un impacto en las propiedades del sustrato y los materiales conductores. Por lo tanto, la temperatura y el tiempo deben controlarse estrictamente durante el proceso de tratamiento térmico para evitar la expansión térmica y el estrés térmico del material que causa deformación o falla de la placa de circuito.
3.3 Proceso de tratamiento de superficie
El proceso de tratamiento de la superficie es un medio importante para mejorar la resistencia a la corrosión y la resistencia al desgaste de las placas de circuito flexible. Los procesos de tratamiento de superficie comúnmente utilizados incluyen enchapado de oro químico, placas de plata química, níquel químico, etc. Estos procesos pueden mejorar efectivamente el rendimiento de la superficie de las placas de circuito y extender su vida útil.
4. Prueba y evaluación de recliabilidad
4.1 Pruebas de rendimiento mecánico
Las pruebas de rendimiento mecánica son un medio importante para evaluar la confiabilidad de las placas de circuito flexibles. Las pruebas de propiedad mecánica de uso común incluyen pruebas de flexión, pruebas de tracción, pruebas de compresión, etc. Estas pruebas pueden evaluar el rendimiento de las placas de circuito bajo estrés mecánico y proporcionar soporte de datos para la optimización del diseño.
4.2 Pruebas de rendimiento térmico
Las pruebas de rendimiento térmico pueden evaluar el rendimiento de las placas de circuitos flexibles en entornos de alta temperatura. Las pruebas de rendimiento térmico de uso común incluyen pruebas de ciclo térmico, pruebas de choque térmico, etc. Estas pruebas pueden evaluar el rendimiento de las placas de circuito bajo estrés térmico y proporcionar una referencia para la selección de materiales y la optimización del proceso.
4.3 Prueba de idoneidad ambiental
Las pruebas de idoneidad ambiental son evaluar la confiabilidad de las placas de circuito flexibles en diferentes condiciones ambientales. Las pruebas de adaptabilidad ambiental de uso común incluyen pruebas de calor y humedad, pruebas de pulverización de sal, pruebas de baja temperatura, etc. Estas pruebas pueden evaluar el rendimiento de las placas de circuito en diferentes condiciones ambientales y proporcionar una base para la selección de escenarios de aplicación.
La mejora de la confiabilidad de las placas de circuito flexible de múltiples capas implica muchos aspectos, como la selección de materiales, el diseño estructural, el proceso de fabricación y las pruebas de confiabilidad. Al optimizar la selección de materiales, el diseño racional de estructuras, el control de la fabricación finamente y la evaluación científica de la confiabilidad, la confiabilidad de las placas de circuito flexible de múltiples capas se puede mejorar significativamente para satisfacer las necesidades de diferentes escenarios de aplicación.
