Co je to deska s plošnými spoji a proč na tom záleží
Jak vybrat správnou desku plošných spojů: FR4 vs. Rigid-Flex
Deep Dive: FR4 PCB parametry a aplikace
Deep Dive: Parametry a aplikace pevných desek Flex PCB
Běžné dotazy k desce s plošnými spoji (PCB)
Proč si vybrat nás (Fanyway) a kontaktovat nás
Deska s plošnými spoji (PCB)je páteří prakticky všech elektronických zařízení – od spotřebních pomůcek až po průmyslové řídicí systémy. Deska poskytuje mechanickou podporu a elektrické propojení mezi elektronickými součástkami. V dnešním světě poháněném elektronikou jsou design, materiál a kvalita výroby PCB rozhodující pro výkon, spolehlivost a cenu.
Poskytují kompaktní, opakovatelný a spolehlivý způsob propojování komponent.
Zajišťují integritu signálu, distribuci energie a tepelný management.
S trendy, jako je miniaturizace, 5G, AI a IoT, se pokročilé PCB (např. HDI, rigid-flex) stávají ústředním bodem inovací.
Očekává se, že globální trh s PCB dosáhne do roku 2032 ~117,53 miliardy USD, což odráží silnou poptávku.
Při výběru PCB se budete běžně rozhodovat meziFR4 (tuhý)aRigid-Flex (hybrid pevného + flexibilního). Výběr závisí na mechanických, elektrických a konstrukčních omezeních vašeho produktu. Níže jsou uvedeny hlavní otázky „jak / proč / co“, které vám pomohou rozhodnout:
| Ohleduplnost | Klíčová otázka | Typický návod |
|---|---|---|
| Mechanické namáhání a ohýbání | Jak velký ohyb nebo ohyb zažije deska během svého životního cyklu? | Pokud je potřeba časté ohýbání nebo skládání, použijte Rigid-Flex; FR4, pokud deska zůstane rovná. |
| Prostorová a hmotnostní omezení | Proč je důležitá hmotnost nebo kompaktnost? | Rigid-Flex může snížit potřebu konektorů a kabeláže mezi deskami, čímž šetří místo a hmotnost. |
| Náklady a výnos | Jaký je váš rozpočet a očekávaný objem? | FR4 je jednodušší a nákladově efektivní při velkých objemech; Rigid-Flex má vyšší procesní složitost a náklady. |
| Integrita signálu a počet vrstev | Kolik vrstev / jak husté jsou vaše stopy? | Oba mohou podporovat vysoký počet vrstev, ale rigid-flex může pomoci při směrování v omezených prostorech. |
| Tepelné, vibrační, spolehlivost | Proč upřednostňovat odolnost a spolehlivost? | Rigid-Flex často funguje lépe při nárazech a vibracích, ale musí být pečlivě navržen. |
Podívejme se nyní podrobně na obě varianty.
FR4 je nejběžněji používaný substrát pro pevné desky plošných spojů. „FR“ znamenáZpomalovač hořenía „4“ je třída materiálu. Skládá se z tkané tkaniny ze skleněných vláken s pojivem z epoxidové pryskyřice.
Níže je tabulka typickýchPCB FR4parametry (tato čísla se mohou lišit podle dodavatele a stupně Tg):
| Parametr | Typická hodnota / rozsah | Poznámky / Důležitost |
|---|---|---|
| Dielektrická konstanta (Dk) | 3,8 – 4,8 (při 1 MHz) | Ovlivňuje řízení impedance a zpoždění signálu. |
| Faktor rozptylu (Df) | ~0,009 (při 1 MHz) | Ztrátová tečna: ztráta signálu při vysoké frekvenci. |
| Elektrická pevnost | 800 – 1800 V/mil | Dielektrická průrazná pevnost. |
| Tg (teplota přechodu skla) | 130 °C, 140 °C, 150 °C, 170 °C | Vyšší Tg poskytuje lepší tepelnou spolehlivost. |
| Tloušťka desky | 0,4 mm – 3,2 mm (běžné) | Závisí na mechanických / fit omezení. |
| Tloušťka mědi | 1 oz (≈35 µm), 2 oz, 3 oz, 4 oz | Těžší měď pro cesty s vyšším proudem. |
| Minimální stopa / mezera | ~4 mil (0,1 mm) nebo lepší | Závisí na výrobní kapacitě. |
| Povrchová úprava | ENIG, HASL, OSP, Immersion Ag atd. | Ovlivňuje pájitelnost, spolehlivost. |
Spotřební elektronika (smartphony, nositelná zařízení, spotřebiče)
Průmyslové řídicí desky, AD desky, napájecí zdroje
Když deska zůstane rovná, bez požadovaného skládání nebo ohýbání
Nelze ohýbat nebo ohýbat bez rizika prasknutí nebo delaminace (kvůli tuhé struktuře sklo + epoxid)
Pro kompaktní, vícesegmentovou elektroniku vyžadující flexibilní propojení může být preferován rigid-flex
Pevná deska plošných spojůkombinuje pevné obvodové části (typicky FR4) a flexibilní obvodové části (polyimid, polyester atd.) v jedné integrované desce. Umožňuje ohýbání, skládání a 3D strukturu při zachování pevné podpory pro montáž součástí.
Návrh musí pečlivě řídit ohybové zóny (poloměr ohybu, vrstvení, měděné přechody)
Pevné a ohebné vrstvy jsou laminovány řízeným lepením a přilnavostí.
Typické pružné materiály: polyimidové fólie, krycí fólie, adhezivní vrstvy
Úhel ohybu na vrstvu je omezený (např. polyimid často ~0,5–2° na vrstvu).
Z oborových referencí:
| Položka | Parametr / Schopnost | Poznámky |
|---|---|---|
| Pevná + ohebná tloušťka desky | 0,25 mm až 6,0 mm (kombinované) | Závisí na kombinaci vrstev a struktuře |
| Vrstvy | V některých provedeních až 32 vrstev | Vícevrstvá kombinace tuhá + flex |
| Minimální stopa / mezera | 0,075 mm / 0,075 mm (≈ 3 mil) | Flexibilní oblast s vysokou hustotou |
| Minimální velikost otvoru / velikost podložky | 0,10 mm / 0,35 mm | Pro mikroprůchody, průchozí otvory atd. |
| Maximální tloušťka mědi | 4 oz (tuhá část) | Pro silné proudy tuhé sekce |
| Ohebná měď (flexní část) | 0,5 – 2 unce | Světlejší měď na flex oblasti |
| Možnosti povrchové úpravy | ENIG, imerzní Ag, OSP, HASL atd. | Pro pevné i ohebné sekce |
| Adheze a laminace | Speciální adhezní přípravek (plazma, hnědý oxid) | Pro zajištění pružného a pevného spojení |
Vynikající ve vysokých vibracích, nárazech, omezených prostorech (např. letecký průmysl, lékařské přístroje)
Snižuje/odstraňuje konektory a kabeláž mezi deskami
Zjednodušuje montáž integrací pevných a flexibilních funkcí do jednoho kusu
Umožňuje 3D skládání obvodů nebo vícerovinnou strukturu
Vyšší složitost výroby, vyšší riziko výnosu
Vyžaduje promyšlený design zejména v flex zónách (poloměr ohybu, odlehčení pnutí)
Náklady na desku jsou vyšší, ale náklady na systém se mohou snížit kvůli menšímu počtu konektorů, kabelů a montážních kroků
Q1: Jak tlustá by měla být deska plošných spojů pro moji aplikaci?
A1: Tloušťka desky plošných spojů závisí na mechanických, tepelných a prostorových omezeních. Typické tuhé desky FR4 se pohybují od 0,4 mm do 3,2 mm. U konstrukcí rigid-flex je kombinovaná tloušťka často mezi 0,25 mm až 6,0 mm. Čím tenčí deska, tím větší pružnost, ale snižuje se mechanická stabilita.
Otázka 2: Proč zvolit rigid-flex před samostatnými tuhými a ohebnými deskami?
A2: Rigid-flex snižuje počet konektorů, kabeláže a montážních kroků; zlepšuje spolehlivost při vibracích a umožňuje kompaktní 3D skládání. Integruje jak pevné montážní zóny, tak flexibilní sekce do jedné desky.
Q3: Jaké elektrické vlastnosti FR4 nejvíce ovlivňují integritu signálu?
A3: Dielektrická konstanta (Dk) ovlivňuje impedanci a rychlost šíření; disipační faktor (Df) ovlivňuje ztrátu signálu, zejména při vysoké frekvenci; tloušťka mědi a stopová geometrie také hrají zásadní roli.
NaV každém případě, se specializujeme na navrhování a výrobu vysoce výkonných řešení desek s plošnými spoji přizpůsobených náročným aplikacím. Ať už potřebujete standardní pevné desky plošných spojů FR4 nebo složité desky Rigid-Flex, náš inženýrský tým využívá desítky let zkušeností k optimalizaci rozvržení, stohování, výběru materiálu a výrobní strategie.
Dodržujeme přísné standardy kvality a spolehlivosti, v souladu s pokyny IPC a podporujeme pokročilé procesy, jako je HDI, mikrovia a řízená impedance. Naše konkurenční výhoda spočívá ve vyvážení nákladů, výnosu a pokročilé schopnosti pro potřeby vašich produktů.
Pokud zvažujete, zda ve svém příštím návrhu použít FR4 nebo rigid-flex, nebo potřebujete vyrobit prototyp nebo rozšířit výrobu, Fanyway je připraven vám pomoci.Kontaktujte násdnes prodiskutujte své požadavky na projekt a získejte cenovou nabídku.
