1. ตัดสินใจเรื่องการเคลื่อนไหวเป็นอันดับแรก
ทุกอย่างจะตามมาด้วยคำถามเดียว: การโค้งงอเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียว หรือโค้งงออย่างต่อเนื่อง?
- แบบคงที่ (ขึ้นรูปครั้งเดียว): สายไฟจะถูกขึ้นรูปในระหว่างการประกอบและคงที่ การออกแบบต้องทนทานต่อการติดตั้ง ไม่ใช่การเคลื่อนไหวขณะใช้งาน
- แบบไดนามิก: สายไฟจะเคลื่อนที่ขณะใช้งาน — เช่น บานพับ กลไกเลื่อน หรือหัวเคลื่อนที่ ทองแดงจะรับการเคลื่อนไหวหลายล้านรอบ
สายไฟแบบคงที่และแบบไดนามิกของวงจรเดียวกันนั้นเป็นผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน: ใช้ทองแดงต่างกัน รัศมีต่างกัน บางครั้งโครงสร้างก็ต่างกัน การตัดสินใจเรื่องนี้ช้าเกินไปเป็นความผิดพลาดที่แพงที่สุดในการออกแบบสายไฟ
2. เลือกโครงสร้าง
- สายไฟด้านเดียว: ชั้นทองแดงหนึ่งชั้น ง่ายที่สุดและถูกที่สุด เหมาะสำหรับการโค้งงอแบบคงที่
- สายไฟสองด้าน: ชั้นทองแดงสองชั้น ช่วยให้สามารถเดินตัวนำไขว้และควบคุมอิมพีแดนซ์ได้ — และต้องมีรูทะลุชุบ ซึ่งต้องอยู่ห่างจากส่วนโค้งงอ
- แผ่นวงจรแบบยืดหยุ่นหลายชั้น: มากถึง 12 ชั้น สำหรับวงจรที่มีความหนาแน่นสูงที่ยังต้องมีการเคลื่อนไหว
- แผ่นวงจรแบบยืดหยุ่นแต่แข็งแรง: เมื่อทั้งสองด้านของแผ่นวงจรมีส่วนประกอบอยู่ โดยทั่วไปแล้ว SMT ด้านเดียวเหมาะสำหรับการออกแบบแบบยืดหยุ่นทั้งหมด SMT สองด้านมักหมายถึงแบบยืดหยุ่นแต่แข็งแรง ดังนั้นส่วนประกอบจึงอยู่บนส่วนที่แข็งแรง
3. ทองแดง: ชนิด น้ำหนัก และเกรน
ทองแดงเป็นส่วนที่มักจะเกิดความเสียหายก่อนในแผ่นวงจรแบบยืดหยุ่น
- ทองแดงรีดอบอ่อน (RA) มีความยืดหยุ่นและเป็นที่นิยมสำหรับทุกสิ่งที่โค้งงอซ้ำๆ ทองแดงชุบด้วยไฟฟ้า (ED) เป็นทองแดงชุบ แข็งกว่าและเปราะกว่า เหมาะสำหรับการโค้งงอแบบคงที่และราคาถูกกว่า
- น้ำหนัก: 0.5–2 ออนซ์เป็นช่วงมาตรฐาน ในการโค้งงอแบบไดนามิก ทองแดงที่บางกว่าจะดีกว่า — ทองแดง 1 ออนซ์รับแรงดึงน้อยกว่าทองแดง 2 ออนซ์ที่รัศมีเดียวกัน
- ทิศทางของลายโลหะ: ระบุให้ชัดเจน และจัดวางให้ตรงกับส่วนโค้ง เพื่อให้ลายโลหะวิ่งไปตามแนวเส้นโค้ง ไม่ใช่ขวางแนวเส้นโค้ง
- ระนาบทองแดงแข็ง ในส่วนโค้ง จะถูกทำเป็นลายขวางเท่าที่จะเป็นไปได้ ซึ่งจะช่วยให้ฟิล์มยืดหยุ่นได้แทนที่จะต้านทาน
4. กฎสำหรับบริเวณส่วนโค้ง
- ห้ามมีรูทะลุชุบโลหะ ห้ามมีตัวเสริมความแข็งแรง และห้ามมีหน้าต่างสำหรับแผ่นปิดภายในส่วนโค้ง
- ตัวนำจะตัดผ่านส่วนโค้งเป็นมุมฉาก ห้ามวิ่งไปตามแนวเส้นโค้ง
- รูปทรงหยดน้ำและการเรียวลงอย่างนุ่มนวลที่จุดเปลี่ยนผ่านของแผ่นรอง ห้ามมีมุมแหลมหรือจุดเชื่อมต่อที่แคบ
- ทองแดงสมดุลรอบแกนกลาง: ชั้นที่อยู่ตรงข้ามกันโดยตรงจะทำให้ชั้นใดชั้นหนึ่งอยู่ในสภาวะตึงเครียดในทุกรอบ
- รัศมีของส่วนโค้งจะถูกตกลงกันใน DFM พร้อมกับมุมพับและจำนวนรอบ
5. แผ่นปิด ไม่ใช่หน้ากากบัดกรี
แผ่นยืดหยุ่นจะถูกปิดด้วยฟิล์มลามิเนตแทนที่จะเป็นหน้ากากพิมพ์ ผลที่ตามมาสองประการ:
- ออกแบบให้เป็นเลเยอร์แยกต่างหาก เหมือนกับการวาดเลเยอร์มาสก์ โดยมีช่องเปิดที่ช่วยให้กาวสามารถบีบตัวและตัดได้
- ทำช่องเปิดให้กว้าง ช่องที่แคบเกินไปจะทำให้กาวติดอยู่บนแผ่นรอง ในขณะที่ช่องว่างที่แคบเกินไปจะทำให้เห็นลายวงจรข้างเคียงและเกิดการเชื่อมต่อระหว่างการประกอบ
6. ตัวเสริมความแข็งแรงในจุดที่ชิ้นส่วนต้องไม่เคลื่อนที่
ส่วนปลายของขั้วต่อ บริเวณชิ้นส่วน และส่วนใดๆ ที่ถูกหนีบหรือขันสกรู จำเป็นต้องมีตัวเสริมความแข็งแรง กฎปฏิบัติ:
- วางไว้ที่ ด้านตรงข้าม กับชิ้นส่วนที่รองรับ เว้นแต่ว่าขั้วต่อแบบรูทะลุจำเป็นต้องเข้าถึงจากอีกด้านหนึ่ง
- เลือกวัสดุให้เหมาะสมกับงาน: PI สำหรับส่วนปลายของขั้วต่อและหน้าสัมผัส ZIF, PET สำหรับบริเวณที่คำนึงถึงต้นทุน, FR-4 สำหรับส่วนที่แข็งแรงจริงๆ, สแตนเลส ในกรณีที่ต้องการความบางและแข็งแรง
- ระบุความหนาเป็นแบบซ้อนกัน — ตัวเสริมความแข็งแรง บวกกาว บวกความยืดหยุ่น — เพราะนั่นคือสิ่งที่ขั้วต่อที่ประกบกันมองเห็น
7. แบบร่างการผลิตเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบ
ระบุวัสดุพื้นฐานและความหนา ประเภทและน้ำหนักของทองแดง ความหนาและช่องเปิดของแผ่นปิด วัสดุ ความหนา และด้านของตัวเสริมความแข็งแรง เส้นโค้งและรัศมีของการดัดงอ ทิศทางของลายไม้ เป้าหมายค่าความต้านทาน และระดับการยอมรับ
แผ่นวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น (Flex) มีตัวแปรที่เปลี่ยนแปลงได้มากกว่าแผ่นวงจรพิมพ์แบบแข็ง (Rigid Board) และผู้ผลิตที่ต้องคาดการณ์ตัวแปรใดๆ ก็ตาม จะต้องคาดการณ์ผิดอย่างน้อยหนึ่งครั้ง
8. ต้นทุนและระยะเวลานำส่งขึ้นอยู่กับกระบวนการ
การผลิตแผ่นวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นใช้เวลานานกว่าแผ่นวงจรพิมพ์แบบแข็ง เนื่องจากกระบวนการจัดการฟิล์มบาง การเจาะและการชุบด้วยสารเคมีที่แตกต่างกัน และงานฝีมือในการทำแผ่นปิดและตัวเสริมความแข็งแรง แผ่นวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นสองชั้นโดยทั่วไปต้องใช้เวลาทำงานไม่กี่วัน และจำนวนชั้นที่มากขึ้นหรือส่วนที่เป็นแข็งและยืดหยุ่นจะใช้เวลานานขึ้น เพราะการวางแผนการเรียงซ้อนจะทำเป็นรายชิ้นงาน แทนที่จะใช้สูตรมาตรฐาน
นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมแผ่นวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นจึงมีราคาสูงกว่า FR-4 ต่อตารางเมตร — วัสดุ การจัดการ และผลผลิตล้วนชี้ไปในทิศทางเดียวกัน
9. ทดสอบการดัดงอ ไม่ใช่ข้อมูลจำเพาะ
ตารางรัศมีการดัดงอเป็นเพียงจุดเริ่มต้น ตัวเลขที่แท้จริงมาจากการดัดงอโครงสร้างจริงที่รัศมีจริง สำหรับจำนวนรอบการใช้งานจริง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมต้นแบบควรใช้วัสดุเดียวกันกับที่ใช้ในการผลิต
หากไม่สามารถตรวจสอบความถูกต้องของการออกแบบด้วยการวิเคราะห์ได้ ให้ตรวจสอบความถูกต้องด้วยการทดสอบ: อุปกรณ์จับยึดการดัดงอและการนับรอบการใช้งานนั้นถูกกว่าการส่งคืนสินค้าในภาคสนาม
ข้อจำกัดในการผลิตอยู่ที่ หน้า PCB แบบยืดหยุ่น และ หน้าความสามารถ กฎเฉพาะสำหรับวัสดุแข็งและยืดหยุ่นนั้นอยู่ใน หมายเหตุแบบแข็ง-ยืดหยุ่น และรูปแบบความล้มเหลวใน หมายเหตุปัญหาความยืดหยุ่น.
