Hai loại polymer, không phải hai loại khác nhau
Polyamide và polyimide dễ nhầm do tên giống nhau nhưng là hai vật liệu khác biệt. Polyamide thuộc họ nylon; polyimide (PI) là polymer imide dùng trong Kapton và màng mạch linh hoạt. Khác biệt này quan trọng vì thông số ghi "polyamide" lại mô tả vật liệu không nhà sản xuất nào dự trữ cho mạch linh hoạt.
FR-4 cấu tạo từ vải thủy tinh dệt tẩm epoxy, ép dưới nhiệt và áp suất. Độ cứng của thủy tinh quyết định nó có thể và không thể dùng ở đâu.
Ưu điểm của polyimide
- Khả năng uốn cong. Màng dày 12,5–50 µm với lớp đồng 0,5–2 oz có thể gập lại, trong khi mạch tương tự trên FR-4 thì không.
- Khả năng chịu nhiệt. Polyimide giữ đặc tính cơ học tốt hơn nhiều so với phạm vi nhiệt độ khiến epoxy mềm ra, nên nó có mặt trong cụm lắp ráp ở khoang động cơ, thiết bị y tế và công nghiệp.
- Khả năng kháng hóa chất. Dung môi và chất trợ hàn tấn công epoxy hầu như không ảnh hưởng đến polyimide.
- Độ dày. Lõi mềm mỏng hơn mọi lớp màng cứng, giúp mạch nằm gọn trong vỏ.
Chi phí
Tính linh hoạt không miễn phí: polyimide hút ẩm nhiều hơn, giãn nở mặt phẳng lớn và kém ổn định kích thước hơn FR-4, khiến căn chỉnh bảng mạch và lớp phủ khó hơn. Vật liệu đắt hơn, các bước cán màng phủ, liên kết thanh gia cường, cắt laser hoặc khuôn cũng tốn kém và khó xử lý hơn.
Ngoài ra, chi phí thiết kế cho mạch linh hoạt khác FR-4: dây dẫn qua chỗ uốn cong ở góc vuông, lớp mạ nằm ngoài vùng uốn, và bán kính uốn cong được thống nhất trước khi bố trí chứ không phải sau đó.
Ưu điểm của FR-4
Hầu hết bo mạch cứng-mềm đều được làm từ FR-4. Bộ xử lý, cụm kết nối và tầng công suất được đặt trên vật liệu cứng vì không có bộ phận nào ở đó cần chuyển động, và FR-4 thì rẻ hơn, phẳng hơn và dễ hiểu hơn. Polyimide chỉ được sử dụng cho phần có thể gập lại.
Quy tắc thực tế: đặt tính linh hoạt ở nơi hình dạng yêu cầu, dùng vật liệu nhiều lớp ở nơi khác. Trang PCB linh hoạt trình bày các kết cấu dựa trên màng, trang cứng-linh hoạt trình bày kết hợp, còn trang năng lực nêu phạm vi độ dày của cả hai.