2025-08-26
मल्टीलेयर कठोर-लचीला पीसीबी इलेक्ट्रॉनिक्स में एक हाइब्रिड नवाचार का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो कठोर पीसीबी की संरचनात्मक स्थिरता को लचीले सर्किट के लचीलेपन के साथ जोड़ते हैं।यह अनूठा डिजाइन उपकरणों को मोड़ने में सक्षम बनाता है, तह या संकीर्ण स्थानों के अनुरूप िकसी भी समय घनी, बहुस्तरीय सर्किट का समर्थन करते हुए फोल्डेबल स्मार्टफोन, ऑटोमोबाइल सेंसर और चिकित्सा प्रत्यारोपण जैसे आधुनिक अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।उनकी उत्पादन प्रक्रिया पारंपरिक कठोर या केवल फ्लेक्स पीसीबी की तुलना में बहुत अधिक जटिल है, विशेष सामग्री, सटीक टुकड़े टुकड़े और लचीले खंडों के सावधानीपूर्वक संचालन की आवश्यकता होती है।
इस गाइड में मल्टीलेयर रिजिड-फ्लेक्स पीसीबी के उत्पादन प्रक्रिया को सामग्री चयन से लेकर अंतिम परीक्षण तक स्पष्ट किया गया है। इसमें विस्तृत चरण, अन्य पीसीबी प्रकारों के साथ तुलनात्मक डेटा,और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण सर्वोत्तम प्रथाओंचाहे आप लघुकरण के लिए डिजाइन करने वाले इंजीनियर हों या उत्पादन को बढ़ाने वाले निर्माता,इस प्रक्रिया को समझने से आपको बहुपरत कठोर-लचीली तकनीक की पूरी क्षमता का लाभ उठाने में मदद मिलेगी.
मल्टीलेयर कठोर-लचीला पीसीबी क्या है?
उत्पादन में गोता लगाने से पहले बहुपरत कठोर-लचीला पीसीबी और उनके अनूठे मूल्य को परिभाषित करना आवश्यक हैः
1संरचनाः इसमें एक ही एकीकृत सर्किट बनाने के लिए प्लेट किए गए वायस के माध्यम से जुड़े बारी-बारी से कठोर परतें (आमतौर पर FR-4) और लचीली परतें (उदाहरण के लिए, पॉलीमाइड) होती हैं।
2मुख्य लाभः कठोर पीसीबी (फिक्स्ड आकार) या फ्लेक्स-ओनली पीसीबी (सीमित परतों की संख्या) के विपरीत, बहुपरत कठोर-फ्लेक्स डिजाइन विशिष्ट क्षेत्रों में झुकने की अनुमति देते हुए सर्किट की 4 ′′ 20 परतों का समर्थन करते हैं (जैसे,एक फोल्डेबल फोन की हिंज).
3.सामान्य उपयोगः फोल्डेबल इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमोटिव एडीएएस मॉड्यूल, पहनने योग्य चिकित्सा उपकरण और एयरोस्पेस सेंसर जहां अंतरिक्ष, वजन और स्थायित्व गैर-वार्तालाप योग्य हैं।
उनकी उत्पादन प्रक्रिया को दो परस्पर विरोधी आवश्यकताओं को संतुलित करना चाहिए: बहुपरत सर्किट के लिए आवश्यक परिशुद्धता और विनिर्माण के दौरान फ्लेक्स परतों को क्षतिग्रस्त करने से बचने के लिए लचीलापन।
चरण 1: सामग्री का चयन विश्वसनीय कठोर-लचीला पीसीबी की नींव
मल्टीलेयर कठोर-लचीला पीसीबी के लिए सामग्री की पसंद या तो बनाने या तोड़ने के लिए है, क्योंकि प्रत्येक घटक को लेमिनेशन गर्मी, झुकने के चक्र और अंतिम उपयोग वातावरण का सामना करना पड़ता है।नीचे महत्वपूर्ण सामग्रियों और उनके विनिर्देशों का विवरण दिया गया है:
| सामग्री का प्रकार | सामान्य विकल्प | प्रमुख गुण | बहुपरत कठोर-लचीला पीसीबी में भूमिका |
|---|---|---|---|
| लचीला सब्सट्रेट | पॉलीमाइड (पीआई), पीईईके, एलसीपी | पीआईः -२६९°सी से ३००°सी तापमान सीमा; ५०१२५μएम मोटी | लचीले खंडों का निर्माण; बार-बार झुकने का समर्थन |
| कठोर सब्सट्रेट | FR-4 (Tg 150-180°C), रोजर्स 4350 | FR-4: उच्च यांत्रिक शक्ति; 0.8 ≈ 1.6 मिमी मोटी | घटकों के लिए संरचनात्मक स्थिरता प्रदान करें |
| चिपकने वाले | एक्रिलिक, इपॉक्सी, पॉलीमाइड आधारित | एक्रिलिकः कम तापमान (120°C) पर इलाज; इपॉक्सीः उच्च बंधन शक्ति | बंधन लचीला और कठोर परतें; विघटन को रोकें |
| तांबे की पन्नी | इलेक्ट्रोडेपॉजिटेड (ईडी) तांबा, रोल्ड (आरए) तांबा | ईडीः 1235μm मोटाई (लचीला); आरएः 3570μm (कठोर) | प्रवाहकीय निशान; आरए तांबा लचीले क्षेत्रों में दरार का विरोध करता है |
| सोल्डर मास्क | तरल फोटोइमेज करने योग्य (एलपीआई) पॉलीमाइड | प्रबलित होने पर लचीला; मोटाई 2550μm | घुमावदार निशानों को ऑक्सीकरण से बचाएं; झुकने का सामना करें |
महत्वपूर्ण विषयगत विचार
1लचीला-कठोर संगतता: चिपकने वाले पदार्थों को लचीला और कठोर सब्सट्रेट दोनों के सीटीई (तापीय विस्तार गुणांक) से मेल खाना चाहिए ताकि टुकड़े टुकड़े के दौरान विकृति से बचा जा सके। उदाहरण के लिए,तनाव को कम करने के लिए पॉलीमाइड फ्लेक्स कोर को इपॉक्सी चिपकने वाले (CTE ~ 20 ppm/°C) के साथ सबसे अच्छा जोड़ा जाता है.
2फ्लेक्स लेयर स्थायित्व: फ्लेक्स ट्रेस के लिए रोल्ड-एन्युएल्ड (आरए) तांबे का उपयोग करें, इसकी लचीलापन 10,000+ झुकने के चक्रों का सामना करती है, जबकि इलेक्ट्रोडेपॉजिटेड (ईडी) तांबे के लिए 1,000-2,000 चक्र।
3उच्च-अवधि अनुप्रयोगः ऑटोमोटिव या एयरोस्पेस उपयोग के लिए, एलसीपी (तरल क्रिस्टल पॉलिमर) लचीला सब्सट्रेट चुनें, जो 200 °C+ पर लचीलापन बनाए रखते हैं और रसायनों का विरोध करते हैं।
चरण 2: चरण-दर-चरण बहुस्तरीय कठोर-लचीला उत्पादन प्रक्रिया
उत्पादन प्रक्रिया कठोर पीसीबी निर्माण (लैमिनेशन, ड्रिलिंग) को लचीला पीसीबी तकनीकों (नाजुक सब्सट्रेट को संभालने, झुर्रियों से बचने) के साथ एकीकृत करती है। नीचे एक विस्तृत, क्रमिक टूटना हैः
चरण 1: पूर्व-उत्पादन और सामग्री की तैयारी
सर्किट पैटर्निंग से पहले, सामग्री को एकरूपता और आसंजन सुनिश्चित करने के लिए तैयार किया जाता हैः
1फ्लेक्स कोर तैयारी:
लचीले सब्सट्रेट (जैसे, 50μm पॉलीमाइड) को आइसोप्रोपाइल अल्कोहल से साफ किया जाता है ताकि तेल और धूल के संदूषणों को हटाया जा सके जो चिपकने की विफलता का कारण बनते हैं।
तांबे की पन्नी (१२३५μएम आरए तांबे) को गर्मी (१८०°सी) और दबाव (३०० पीएसआई) का उपयोग करके फ्लेक्स कोर के दोनों ओर लेमिनेट किया जाता है, जिससे एक फ्लेक्स तांबे-लेपित लेमिनेट (सीसीएल) बनता है।
2कठोर कोर की तैयारी:
a. कठोर सब्सट्रेट (जैसे, 1.6 मिमी FR-4) पैनल के आकार (आमतौर पर 18 ′′x 24 ′′) तक काटे जाते हैं और तेज किनारों को हटाने के लिए deburred होते हैं।
बी. तांबे की पन्नी (35 ¢ 70μm ED तांबे) थर्मल लेमिनेशन के माध्यम से कठोर कोर से जुड़ी होती है, जिससे कठोर सर्किट परतों का आधार बनता है।
चरण 2: सर्किट पैटर्निंग (लचीला और कठोर परतें)
पैटर्निंग फ्लेक्स और कठोर दोनों परतों पर प्रवाहकीय निशान बनाता है, फोटोलिथोग्राफी और उत्कीर्णन का उपयोग करकेः
1प्रकाश प्रतिरोधी अनुप्रयोगः
a. तांबे से ढके फ्लेक्स और कठोर लेमिनेट पर प्रकाश संवेदनशील प्रतिरोध (तरल या सूखी फिल्म) लगाया जाता है। फ्लेक्स परतों के लिए, हैंडलिंग के दौरान दरार से बचने के लिए एक लचीला प्रतिरोध का उपयोग किया जाता है।
2. एक्सपोजर और विकास:
a. प्रतिरोध को एक फोटोमास्क (सर्किट पैटर्न के साथ) के माध्यम से यूवी प्रकाश के संपर्क में लाया जाता है। अप्रकाशित प्रतिरोध को एक डेवलपर समाधान के साथ धोया जाता है, जिससे तांबे के निशान उजागर हो जाते हैं।
3.एटिंगः
फ्लेक्स परतें: अवांछित तांबे को हटाने के लिए हल्के एटेंट (अमोनियम पर्सुल्फेट) में डुबोया जाता है, कठोर परतों की तुलना में 20% तक कटौती की जाती है ताकि पॉलीमाइड सब्सट्रेट को नुकसान न पहुंचे।
b. कठोर परतें: लौह क्लोराइड या तांबे क्लोराइड के साथ उत्कीर्ण, FR-4 के लिए मानक।
4. स्ट्रिपिंग का विरोध करें:
a.बचे हुए photoresist को एक विलायक (जैसे, सोडियम हाइड्रॉक्साइड) के साथ हटा दिया जाता है, जिससे फ्लेक्स और कठोर दोनों परतों पर अंतिम सर्किट पैटर्न प्रकट होता है।
चरण 3: लेमिनेशन ️ बंधन लचीला और कठोर परतें
टुकड़े टुकड़े करना कठोर-लचीला उत्पादन में सबसे महत्वपूर्ण कदम है क्योंकि यह लचीले खंडों को झुकाने या सर्किट को नुकसान पहुंचाए बिना परतों को बांधना चाहिएः
1चिपकने वाला काटनेः
a.एडेसिव शीट्स (जैसे, इपॉक्सी आधारित) पैनल के आकार से मेल खाने के लिए लेजर-कट किए जाते हैं, जिसमें विआस और फ्लेक्स क्षेत्रों के लिए उद्घाटन होते हैं (लचीले खंडों को कठोर परतों पर बांधने से बचने के लिए) ।
2. लेयर स्टैकअपः
a.स्तरों को ट्रैक और ट्रेस पंजीकरण (स्वीकृति ± 0.02 मिमी) सुनिश्चित करने के लिए फिड्यूशियल मार्क्स (1 मिमी तांबे के सर्कल) का उपयोग करके संरेखित किया जाता है। स्टैकअप आमतौर पर निम्नानुसार हैःकठोर परत → चिपकने वाला → लचीला परत → चिपकने वाला → कठोर परत.
3. नियंत्रित लेमिनेशन:
a.स्टैक को एक वैक्यूम लैमिनेटर में 160-180°C और 400-500 psi पर 30-60 मिनट तक दबाया जाता है। वैक्यूम हवा के बुलबुले को हटा देता है, जबकि क्रमिक दबाव फ्लेक्स परत के झुर्रियों को रोकता है।
b.उच्च-स्तर के डिजाइनों (10+ परतों) के लिए, अनुक्रमिक टुकड़े टुकड़े का उपयोग किया जाता हैः एक समय में एक-एक करके परतें जोड़ी जाती हैं, एक-एक करके लाइन बनाए रखने के लिए मध्यवर्ती उपचार के साथ।
चरण 4: ड्रिलिंग ️ परत कनेक्टिविटी के लिए विस बनाने के लिए
विस (स्तरों को जोड़ने वाले छेद) को टुकड़े टुकड़े करने के बाद लचीले और कठोर क्षेत्रों के लिए अनुकूलित तकनीकों के साथ ड्रिल किया जाता हैः
1ड्रिल प्लानिंग:
a.Gerber फ़ाइलें स्थानों के माध्यम से निर्दिष्ट करती हैंः थ्रू-होल (सभी परतों को कनेक्ट करें), ब्लाइंड वायस (बाहरी से आंतरिक परतों को कनेक्ट करें), और दफन वायस (केवल आंतरिक परतों को कनेक्ट करें) । फ्लेक्स क्षेत्रों में छोटे वायस का उपयोग किया जाता है (0.1 ≈ 0.0) ।2 मिमी) दरार से बचने के लिए.
2ड्रिलिंग विधियाँ:
a.मैकेनिकल ड्रिलिंगः साफ छेद सुनिश्चित करने के लिए कार्बाइड ड्रिल (30,000 आरपीएम) के साथ कठोर परतों (व्यास ≥ 0.2 मिमी) के लिए उपयोग किया जाता है।
लेजर ड्रिलिंगः यूवी लेजर के साथ फ्लेक्स परतों और माइक्रोवियास (≤0.15 मिमी) के लिए उपयोग किया जाता है जो पॉलीमाइड सब्सट्रेट को गर्मी क्षति को कम करता है।
3. डिबरींग और डेस्मिअरिंग:
फ्लेक्स परतेंः प्लाज्मा उत्कीर्णन संवेदनशील सब्सट्रेट को घर्षण किए बिना दीवारों के माध्यम से राल के धुंध को हटा देता है (शॉर्ट सर्किट से बचता है) ।
ख. कठोर परतें: रसायनिक desmearing (पोटैशियम परमैंगनेट का उपयोग करके) कोटिंग के लिए दीवारों के माध्यम से साफ करता है।
चरण 5: प्लैटिंग ️ विद्युत कनेक्टिविटी सुनिश्चित करना
परतों को जोड़ने के लिए दीवारों के माध्यम से तांबे के साथ कोटिंग कोटिंग और सोल्डरेबिलिटी के लिए सतह खत्म जोड़ता हैः
1.इलेक्ट्रोलेस कॉपर प्लेटिंग:
एक पतली तांबे की परत (0.5μm) दीवारों और सर्किट के निशानों के माध्यम से रासायनिक प्रतिक्रिया (बिना बिजली के) के माध्यम से जमा की जाती है, जिससे इलेक्ट्रोप्लेटिंग के लिए आधार बनता है।
2. इलेक्ट्रोलाइटिंग:
a.पैनल को तांबे के सल्फेट स्नान में डुबोया जाता है, जिसमें विद्युत धारा (24 A/dm2) कनेक्शन के माध्यम से कम प्रतिरोध के लिए महत्वपूर्ण तांबे की मोटाई 1525μm तक बनाती है।फ्लेक्स क्षेत्र कम धारा घनत्व का उपयोग करते हैं (1).52 A/dm2) तांबे के क्रैकिंग से बचने के लिए।
3. सतह खत्म आवेदनः
ए.एनआईजी (इलेक्ट्रोलेस निकेल इमर्शन गोल्ड): लचीले क्षेत्रों के लिए पसंद किया जाता है; सोने की लचीलापन झुकने का सामना करती है; निकेल तांबे के प्रसार को रोकता है।
b.HASL (हॉट एयर सोल्डर लेवलिंग): कठोर क्षेत्रों के लिए प्रयोग किया जाता है (लागत प्रभावी, अच्छी सोल्डरेबिलिटी) ।
सी.ओएसपी (ऑर्गेनिक सोल्डरेबिलिटी कंजर्वेटिव): उच्च मात्रा के उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स (कम लागत, सपाट सतह) के लिए आदर्श।
चरण 6: सोल्डर मास्क और सिल्कस्क्रीन
सोल्डर मास्क निशानों की रक्षा करता है, जबकि सिल्कस्क्रीन घटक लेबल जोड़ता है, दोनों को लचीले क्षेत्रों को समायोजित करना चाहिएः
1.सोल्डर मास्क आवेदनः
a.तरल फोटोइमेज (LPI) पॉलीमाइड सोल्डर मास्क को पैनल पर स्क्रीन-प्रिंट किया जाता है। फ्लेक्स क्षेत्रों में झुकने के दौरान दरार से बचने के लिए अधिक लचीला मास्क फॉर्मूलेशन (लंबाई ≥100%) का उपयोग किया जाता है।
b.यूवी एक्सपोजर और विकास पैड और वीआस के लिए उद्घाटन को परिभाषित करते हैं; मास्क को 150°C पर 60 मिनट तक कठोर किया जाता है।
2. सिल्कस्क्रीन प्रिंटिंग:
a.पॉलीयूरेथेन आधारित स्याही कठोर क्षेत्रों पर मुद्रित की जाती है (लचीले क्षेत्रों में सिल्कस्क्रीन से बचा जाता है, क्योंकि झुकने के दौरान स्याही दरारें होती हैं) । पाठ का आकार पठनीयता के लिए ≥ 0.8 मिमी x 0.4 मिमी है, पैड से 0.1 मिमी की स्पष्टता के साथ।
चरण 7: राउटिंग और सिंगुलेशन ️ व्यक्तिगत पीसीबी को अलग करना
रूटिंग पैनल को अलग-अलग कठोर-लचीला पीसीबी में काटता है, लचीले खंडों के लिए विशेष ध्यान के साथः
1पैनल फिटिंगः
a.पैनल को एक कठोर फ्रेम पर घुमाया जाता है ताकि रूटिंग के दौरान फ्लेक्स क्षेत्रों को स्थिर किया जा सके, जिससे फाड़ने से रोका जा सके।
2.सीएनसी रूटिंग:
एक सीएनसी राउटर 0.8 मिमी के अंत मिल के साथ पीसीबी परिधि के चारों ओर कटौती करता है। फ्लेक्स क्षेत्रों को फ्रिजिंग से बचने के लिए धीमी फीड दर (50 मिमी / मिनट बनाम कठोर के लिए 100 मिमी / मिनट) के साथ राउटर किया जाता है।
3एकांतवास:
a.उच्च मात्रा में उत्पादन के लिए, लेजर रूटिंग का उपयोग फ्लेक्स क्षेत्रों के लिए किया जाता है, जो यांत्रिक तनाव के बिना साफ किनारे बनाता है। वी-स्कोरिंग से बचा जाता है (यह फ्लेक्स-कठोर सीमाओं को कमजोर करता है) ।
चरण 8: परीक्षण और गुणवत्ता नियंत्रण
कठोर-लचीला पीसीबी को विद्युत और यांत्रिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए कठोर परीक्षणों से गुजरना पड़ता है:
| परीक्षण प्रकार | विधि | पास मानदंड |
|---|---|---|
| विद्युत परीक्षण | फ्लाइंग प्रोब टेस्ट, इन-सर्किट टेस्ट (ICT) | 100% निरंतरता; कोई खुलासा/शॉर्ट्स नहीं; प्रतिबाधा ±10% के भीतर |
| यांत्रिक परीक्षण | झुकने के चक्र का परीक्षण | 10,000+ चक्र (180° घुमाव) बिना निशान दरार |
| पर्यावरणीय परीक्षण | थर्मल साइक्लिंग (-40°C से 125°C) | 1000 चक्रों के बाद कोई विघटन या मिलाप संयुक्त विफलता नहीं |
| दृश्य निरीक्षण | स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण (AOI) | कोई मिलाप मुखौटा दोष नहीं; प्लेटिंग एकरूपता के माध्यम से |
बहुपरत कठोर-लचीला बनाम अन्य पीसीबी प्रकारः एक तुलनात्मक विश्लेषण
यह समझने के लिए कि विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए कठोर-फ्लेक्स का चयन क्यों किया जाता है, इसके उत्पादन और प्रदर्शन की तुलना विकल्पों से करेंः
| कारक | बहुस्तरीय कठोर-लचीला | बहुस्तरीय कठोर | केवल फ्लेक्स |
|---|---|---|---|
| डिजाइन लचीलापन | उच्च (बेंड + घनी परतें) | निचला (स्थिर आकार) | उच्च (बेंड) लेकिन सीमित परतें (≤4) |
| उत्पादन की जटिलता | उच्च (विशेष लमिनेटिंग, रूटिंग) | मध्यम (मानक प्रक्रियाएं) | मध्यम (संवेदनशील हैंडलिंग) |
| लागत (प्रति इकाई) | उच्च ($5 ¢ $20) | कम ($0.50$$5) | मध्यम ($ 2 ¢ $ 10) |
| वजन (10-स्तरीय बोर्ड) | 30~40 ग्राम | 50 से 60 ग्राम | 20~30 ग्राम (लेकिन कम परतें) |
| स्थायित्व (बेंडिंग) | 10,000+ चक्र | 0 चक्र (भंगुर) | 50,000+ चक्र (लेकिन कम संरचनात्मक समर्थन) |
| आदर्श अनुप्रयोग | फोल्डेबल, ऑटोमोबाइल सेंसर | सर्वर, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स | पहनने योग्य उपकरण, सरल सेंसर |
महत्वपूर्ण उत्पादन चुनौतियां और समाधान
बहुस्तरीय कठोर-लचीला उत्पादन विशेष तकनीकों द्वारा संबोधित अनूठी बाधाओं का सामना करता हैः
1. लमिनेटिंग के दौरान फ्लेक्स लेयर क्रूजिंग
a.Challenge: असमान दबाव फ्लेक्स सेगमेंट्स को फोल्ड करने का कारण बनता है, जिससे निशान क्षतिग्रस्त हो जाते हैं।
b. समाधान: दबाव को समान रूप से वितरित करने के लिए प्रोग्राम करने योग्य दबाव रैंप (100 से 500 पीएसआई तक क्रमिक वृद्धि) और सिलिकॉन पैड के साथ वैक्यूम लैमिनेटर का उपयोग करें।
2लचीले क्षेत्रों में प्लैटिंग एकरूपता के माध्यम से
a.चुनौतीः फ्लेक्स परतों में छोटे व्यास (≤0.15 मिमी) पतले आवरण से पीड़ित हैं।
b.Solution: इलेक्ट्रोलेस कॉपर बाथ के तापमान को 45°C (कठोर के लिए 40°C के मुकाबले) तक बढ़ाएं और छोटे वायस में समाधान प्रवाह में सुधार के लिए सर्फेक्टेंट्स जोड़ें।
3. लचीला-कठोर सीमाओं पर विघटन
a.Challenge: CTE असंगतता के कारण लचीला और कठोर परतों के बीच चिपकने की विफलता।
b.Solution: अंतिम टुकड़े टुकड़े करने से पहले एक्रिलिक-इपॉक्सी हाइब्रिड चिपकने वाले (CTE ~18 ppm/°C) और 120°C पर पूर्व-सख्त फ्लेक्स परतों का उपयोग करें।
4झुकने के दौरान निशान दरारें
a.चुनौतीः बार-बार झुकने के बाद फ्लेक्स क्षेत्रों में तांबे के निशान फट जाते हैं।
b.Solution: तनाव को वितरित करने के लिए आरए कॉपर (डक्टिल) का उपयोग करें और 45° (90° नहीं) के डिजाइन निशान कोणों का उपयोग करें; फ्लेक्स सेगमेंट में ′′स्ट्रेस रिलीफ′′ लूप जोड़ें।
बहुपरत कठोर-लचीला पीसीबी के लाभ (उत्पादन प्रक्रिया द्वारा संचालित)
विशेष उत्पादन प्रक्रिया पारंपरिक पीसीबी की तुलना में अनूठे फायदे प्रदान करती हैः
a.स्थान की बचतः एक डिजाइन में कई कठोर पीसीबी को एकीकृत करता है, जिससे कनेक्टरों की संख्या 50 से 70% तक कम हो जाती है (उदाहरण के लिए, एक फोल्डेबल फोन की टिका 1 कठोर-लचीला पीसीबी बनाम 3 अलग कठोर पीसीबी का उपयोग करता है) ।
b.वजन में कमी: समकक्ष कठोर पीसीबी की तुलना में 30~40% हल्का, एयरोस्पेस और पहनने योग्य उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण।
c.अधिक विश्वसनीयताः कम कनेक्टर का अर्थ है कम विफलता बिंदुओं fieldफील्ड विफलता दर वायर्ड कनेक्शन के साथ कठोर पीसीबी की तुलना में 60% कम है, आईपीसी डेटा के अनुसार।
d.डिजाइन की स्वतंत्रताः 3 डी पैकेजिंग (जैसे, मोटर के चारों ओर लपेटना) और फोल्डेबल फॉर्म फैक्टर को सक्षम करता है जो कठोर पीसीबी के साथ असंभव है।
बहुस्तरीय कठोर-लचीला पीसीबी के औद्योगिक अनुप्रयोग
उत्पादन प्रक्रिया को प्रमुख क्षेत्रों की जरूरतों को पूरा करने के लिए अनुकूलित किया गया हैः
1उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स
फोल्डेबल फोन (जैसे, सैमसंग गैलेक्सी जेड फोल्ड): हिंज में बहुपरत कठोर-लचीला पीसीबी 20+ परतों की सर्किटरी का समर्थन करते हैं, जिससे 200,000+ झुकने के चक्र संभव होते हैं।
b.Wearables (जैसे, Apple Watch): पतले (0.5mm) कठोर-फ्लेक्स डिजाइन कलाई के अनुरूप हैं जबकि सेंसरों और प्रोसेसरों की 6 ̊8 परतें हैं।
2. ऑटोमोबाइल
ए.एडीएएस सेंसर: कठोर-लचीला पीसीबी वाहन के फ्रेम के चारों ओर झुकते हैं, कैमरों, रडार और लीडार को जोड़ते हैं, -40°C से 125°C के तापमान के बावजूद।
बी.ईवी बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस): लचीले खंड बैटरी कोशिकाओं के बीच शक्ति को मार्ग देते हैं, कठोर पीसीबी की तुलना में 35% तक वजन कम करते हैं।
3चिकित्सा उपकरण
a.इम्प्लांटेबल पेसमेकर: बायोकंपैटिबल पॉलीमाइड फ्लेक्स परतें और 4 से 6 परतें सर्किट्री 1 सेमी 3 वॉल्यूम में फिट होती हैं, जो शरीर के तरल पदार्थों का सामना करती हैं।
b.पोर्टेबल अल्ट्रासाउंड प्रोब्सः उच्च-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग के लिए सिग्नल अखंडता बनाए रखते हुए कठोर-लचीला पीसीबी जांच के आकार से मेल खाने के लिए झुकते हैं।
4एयरोस्पेस एवं रक्षा
उपग्रह एंटेनाः हल्के कठोर-लचीले पीसीबी (30 ग्राम प्रति बोर्ड) लांच वाहनों में फोल्ड होते हैं और विकिरण और अत्यधिक ठंड का सामना करते हुए अंतरिक्ष में तैनात किए जाते हैं।
सैन्य हेडसेट: लचीले खंड उपयोगकर्ता के कानों के अनुरूप होते हैं, जबकि कठोर परतों में संचार चिप्स होते हैं जो MIL-STD-883 कंपन मानकों को पूरा करते हैं।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
प्रश्न: बहुस्तरीय कठोर-लचीला पीसीबी में अधिकतम कितनी परतें हो सकती हैं?
उत्तरः अधिकांश निर्माता 4 ′′ 12 परत डिजाइन का उत्पादन करते हैं, लेकिन उन्नत प्रक्रियाएं (क्रमबद्ध टुकड़े टुकड़े) एयरोस्पेस और चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए 20+ परतों को प्राप्त कर सकती हैं।
प्रश्न: बहुपरत कठोर-लचीला पीसीबी बनाने में कितना समय लगता है?
उत्तर: प्रोटोटाइप में 2 से 3 सप्ताह लगते हैं (विशेषीकृत टुकड़े टुकड़े और परीक्षण के कारण); उच्च मात्रा में उत्पादन (10k+ इकाइयों) में 4 से 6 सप्ताह लगते हैं।
प्रश्न: क्या कठोर-लचीला पीसीबी लचीले क्षेत्रों पर सतह-माउंट घटकों (एसएमडी) का उपयोग कर सकते हैं?
उत्तरः हाँ, लेकिन घटकों को ′′लचीलापन के अनुकूल होना चाहिए ′′ (उदाहरण के लिए, चिप प्रतिरोध ≤0603, कोई बड़े आईसी नहीं) झुकने के दौरान दरार से बचने के लिए।जोड़ों के तनाव को रोकने के लिए लचीले क्षेत्रों पर मिलाप पेस्ट की मात्रा 30% कम हो जाती है.
प्रश्न: बहुस्तरीय कठोर-लचीला पीसीबी के लिए न्यूनतम मोड़ त्रिज्या क्या है?
A: आम तौर पर फ्लेक्स परत की मोटाई का 5×10 गुना होता है (उदाहरण के लिए, 50μm पॉलीमाइड परत में 250×500μm की न्यूनतम मोड़ त्रिज्या होती है) । तंग त्रिज्याओं से निशान दरार का खतरा होता है।
प्रश्न: क्या बहुस्तरीय कठोर-लचीला पीसीबी RoHS के अनुरूप हैं?
उत्तर: हाँ ⇒ लीड मुक्त मिलाप, हेलोजन मुक्त चिपकने वाले और RoHS- अनुरूप पॉलीमाइड जैसे सामग्री का उपयोग किया जाता है। निर्माता अनुपालन को सत्यापित करने के लिए DoC (अनुरूपता की घोषणा) दस्तावेज प्रदान करते हैं।
निष्कर्ष
मल्टीलेयर कठोर-लचीला पीसीबी की उत्पादन प्रक्रिया एक तकनीकी चमत्कार है, जो मल्टीलेयर कठोर निर्माण की सटीकता को लचीला सर्किट हैंडलिंग की बारीकियों के साथ संतुलित करती है।सामग्री चयन से (फ्लेक्स के लिए पॉलीमाइड), FR-4 के लिए कठोर) से नियंत्रित टुकड़े टुकड़े और लेजर रूटिंग तक, प्रत्येक चरण को कॉम्पैक्ट, टिकाऊ और बहुमुखी बोर्ड बनाने के लिए अनुकूलित किया जाता है।
जबकि उत्पादन लागत पारंपरिक पीसीबी की तुलना में अधिक है, लाभ अंतरिक्ष की बचत, वजन में कमी,और बढ़ी हुई विश्वसनीयता बहुस्तरीय कठोर-लचीला पीसीबी को फोल्डेबल में नवाचार के लिए अनिवार्य बनाती है, ऑटोमोबाइल, चिकित्सा, और एयरोस्पेस उद्योगों के लिए।कठोर-फ्लेक्स उत्पादन में अनुभव रखने वाले विशेषज्ञों के साथ साझेदारी (और सख्त गुणवत्ता नियंत्रण के बाद) इन लाभों को अनलॉक करने की कुंजी है.
जैसे-जैसे उपकरण सिकुड़ते जाते हैं और अधिक कार्यक्षमता की मांग करते हैं, बहुपरत कठोर-लचीला पीसीबी की भूमिका केवल लागत को कम करने और प्रदर्शन में सुधार करने वाली उत्पादन तकनीकों में प्रगति के कारण बढ़ेगी।.
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