Mạch flex mang cùng vật dẫn như bo mạch cứng nhưng trên một nền uốn được — polyimide, Kapton hoặc PET, đủ mỏng để gập vừa khoảng không sản phẩm đã có. Nó thay một bó dây, các đầu nối ở hai đầu bó dây và cả giờ công lắp ráp đi kèm, đó là lý do thiết kế điện thoại, camera, thiết bị đeo và thiết bị y tế dùng flex.
Mạch flex thay thế những gì
- Cụm dây và đầu nối — một mạch phẳng thay bó dây và hai đầu nối của nó, loại bỏ đúng những mối nối hỏng đầu tiên trong sản phẩm chuyển động.
- Thể tích và khối lượng — nền 12,5–50 µm với lớp phủ 12–25 µm chỉ nặng bằng một phần nhỏ dây tròn tương đương và không chiếm chỗ hơn chính độ dày của nó.
- Giờ công lắp ráp — mạch flex được gắn và hàn như mọi linh kiện khác, nên một đoạn đã có linh kiện trước đây phải đi dây thủ công nay đến như một chi tiết duy nhất.
- Tự do về hình học — mạch có thể đi dây trong không gian ba chiều, gập lại và cố định vào vỏ bằng keo dán.
Vật liệu và tấm gia cường
Vật liệu nền PI, PET và Kapton đáp ứng phần lớn công việc, dán vào FR-4 ở nơi một đoạn cần cứng. Khi đầu nối hoặc linh kiện cần bề mặt phẳng, tấm gia cường PI, PET, FR-4 hoặc thép không gỉ được ép thêm, và độ dày tấm gia cường được chọn cùng hệ keo để chi tiết thành phẩm không bị cong. Đồng từ 0,5 đến 2 oz, lớp hoàn thiện là ENIG, thiếc nhúng, OSP hoặc mực carbon.
Khi nào mạch flex là lựa chọn đúng
Mạch flex xứng đáng khi mối nối phải chuyển động, hoặc khi vỏ máy không còn chỗ cho một bo mạch, một đầu nối và lớp không khí ở giữa. Với một cụm không bao giờ dịch chuyển, đây là công cụ sai: một bo mạch FR-4 cứng với một đầu nối vẫn cứng cáp hơn, dễ sửa lại hơn và rẻ hơn trên mỗi chi tiết, còn một đường nguồn ngắn vẫn nên đi bằng bó dây hơn là bằng mạch phải gập vào chỗ.
Ba kết cấu trả lời ba câu hỏi khác nhau. Mạch flex trơn đảm nhận một mối nối chuyển động; mạch flex có tấm gia cường đảm nhận mối nối kết thúc bằng đầu nối hoặc mang vài linh kiện; chi tiết rigid-flex được chọn khi cùng một mã hàng phải giữ linh kiện bước chân mịn trên đoạn không thể uốn. Khi vùng uốn và linh kiện nằm xa nhau, hai chi tiết nối bằng một đầu nối thường rẻ hơn một chi tiết rigid-flex.
Giá đi theo diện tích panel và số lớp chứ không theo hình dáng đường bao, nên một mạch ngắn gập một lần trong panel nhỏ rẻ hơn mạch dài uốn lượn khắp vỏ máy — và quyết định đó được đưa ra ở bước bố trí, trước khi yêu cầu báo giá.
Quy tắc thiết kế quyết định năng suất
Chiều rộng và khoảng cách đường mạch tối thiểu 0,002″ (3 mil), lỗ nhỏ nhất 0,006″ — mịn hơn nhu cầu của phần lớn thiết kế dùng dây cáp, nhưng vùng uốn mới là thứ quyết định mạch flex sống được hay không. Vật dẫn đi vuông góc qua nếp gấp thay vì chạy dọc theo nó, lớp mạ được giữ ra ngoài vùng uốn, cửa sổ lớp phủ đặt xa chỗ uốn, và bán kính uốn tối thiểu được chốt ở bước DFM để đồng không bị nén quá giới hạn. Trở kháng giữ được ±10 % khi thiết kế có kiểm soát trở kháng, và cấu trúc HDI hoặc rigid-flex được dùng khi cùng mạch đó còn phải mang linh kiện bước chân mịn.
Mạch flex hỏng ở đâu trong sử dụng
Phần lớn hàng trả về của mạch flex quy về bốn điểm, và mỗi điểm được chốt trên bản vẽ hoặc trong phiếu công nghệ chứ không phải bằng cách kiểm tra gắt hơn ở cuối chuyền.
- Mỏi đồng tại nếp gấp — vật dẫn uốn lặp lại sẽ biến cứng và nứt ở mép đường mạch, nên nếp gấp động được chỉ định bằng đồng cán-ủ và bán kính uốn được chốt ở bước DFM.
- Lớp phủ bong ở mép cửa sổ — keo chảy trong quá trình ép, nên cửa sổ và mép tấm gia cường được đặt cách xa vùng uốn và độ chồng của lớp phủ được ghi vào bản vẽ.
- Pad đầu nối bong sau khi cắm — tấm gia cường phải vượt qua hàng pad và độ dày của nó được chốt cùng bản vẽ đầu nối; tấm gia cường quá ngắn sẽ qua mẫu đầu và hỏng ngoài hiện trường.
- Phồng rộp sau bước nung chảy — polyimide hút ẩm, nên panel được sấy trước khi lắp ráp và giữ khô đến khi bắt đầu biểu đồ nhiệt, với biểu đồ nung chảy đặt cho chi tiết mỏng, khối nhiệt nhỏ.
Mạch flex được dùng ở đâu
Thiết bị di động và thiết bị đeo, module camera và pin, đầu dò và miếng theo dõi của thiết bị y tế, máy in và cụm đầu di động trong điều khiển công nghiệp, cùng các phần ăng-ten và RF của thiết bị viễn thông. Khi cần một đoạn cứng cho đầu nối hoặc vi xử lý, một bo mạch rigid-flex gộp cả hai nửa vào cùng một mã linh kiện.
Yêu cầu báo giá
Gửi bộ Gerber kèm số lớp, vật liệu nền, khối lượng đồng, kích thước tấm gia cường và bán kính uốn mà chi tiết phải chịu được. Lắp ráp chạy trong cùng nhà máy, nên một mạch flex đã gắn đủ linh kiện có thể được báo giá như một đơn hàng; giới hạn công nghệ nằm trên trang năng lực và chứng chỉ đã cấp trên trang chứng chỉ.
Mạch flex tiếp tục sang lắp ráp được báo giá cùng gia công, cung ứng và lắp ráp thành phẩm trên trang lắp ráp PCB tại Trung Quốc.
