What Is Flexible PCB: Definitie, Bouw, Soorten, Toepassingen

What types of electronic devices are part of your daily life? They could be smartphones, computers, laptops, tabletten, camera's, and some other electronic gadgets. A common component that these devices share is their reliance on Printed Circuit Boards (PCB's) to function. Among the various soorten PCB's, Flexible PCB stand out for their unique properties and applications. In deze blog, we will look closely at flex PCB from its definition and construction to its types and applications.

What Is Flexible PCB?

A flexible PCB refers to a type of circuit board that is designed to bend, twist, and conform to different shapes without losing functionality. It differs from traditional stijve PCB's in that it uses a flexible polymer material, such as polyimide or polyester, as the base substrate instead of rigid fiberglass. The conductive copper traces are laminated onto this flexible polymer base layer, creating a thin and bendable circuit board. The absence of rigid reinforcement allows the flexible PCB to dynamically flex, twist, and contort during operation, making it suitable for applications where space is limited, weight is a concern, or the PCB needs to fit into tight spaces or around curved surfaces.

Flex printplaat: Construction and Materials Used

Flexible PCB mainly consists of the following layers:

1. Dielectric Flexible Substrate

The foundational dielectric layer is essential for constructing the conductive paths. Daarom, selecting an appropriate material for the flexible substrate is crucial. Common options include Polyimide, Polyester, PTFE, and Liquid Crystal Polymer (LCP). Onder hen, Polyimide is the most widely used flex substraat materiaal due to its superior durability, thermal characteristics, and advantageous cost-to-performance ratio.

2. Conductive Layer

The conductive layers are made up of copper foil or copper cladding laminated onto the substrate. These layers are etched to form the desired circuit patterns, including traces, pads, en via's. Copper is the most popular material for conductive layers as it is cost-effective. Some other choices include Silver Ink, Constantan, Koolstof, Aluminium, and Inconel.

3. Adhesive Layer

Het bevestigt het geleidermetaal stevig op het substraat. U zult erg kieskeurig moeten zijn bij het selecteren van zelfklevende materialen. There are different adhesives material available for circuit boards including Epoxy, Drukgevoelige lijmen, and Acrylic.

4. Overlay

The overlay is applied on the top of the flex circuit and its role is to safeguard the copper traces from adverse factors such as moisture, stof, and chemical contaminants. It can effectively prevent problems such as electrical short circuits. The material from which the overlay is made is typically polyimide, liquid photoimageable solder mask, or other dielectric materials.

5. Versteviger

In bepaalde situaties, an additional stiffening material may be added to specific regions of the flexible printed circuit board. The purpose of this stiffener is to impart rigidity and structural support where it is required. Commonly utilized stiffening materials include adhesive-backed polyimide or FR-4 laminates.

Different Types of Flex Circuit Boards

Er zijn 4 de belangrijkste soorten flexibele printplaten die op de markt verkrijgbaar zijn. Hier zijn als volgt:

1. Single-Sided Flexible Circuit

Het is een van de meest voorkomende ontwerpen van schakelingen. Er zijn verschillende redenen voor zijn populariteit. Bijvoorbeeld, ze zijn het minst duur. They contain highly effective variants for different flex applications.

2. Double-Sided Flexible Circuit

Het is het op een na meest voorkomende ontwerp voor flexibele gedrukte schakelingen. Het is handig voor al die toepassingen die een onderlinge verbinding van circuits met hoge dichtheid vereisen. Ontkoppel enkelzijdige schakelingen, het heeft twee metalen lagen die zijn verbonden met een doorlopend gat. Een standaard dubbelzijdige schakeling bevat opeenvolgende lijmlagen en afdekfolie aan beide zijden van een basisfolie.

3. Meerlagige flexibele printplaat

Multilayer flex circuits consist of three or more layers of conductive materials separated by insulating dielectric layers. They are more expensive than other PCB types due to the complexity of their construction. But these boards offer several advantages over their single or double-layer counterparts such as enhanced electrical performance, advanced functionalities, and improved mechanical robustness.

4. Rigid-Flex printplaat

Zoals de naam al doet vermoeden, het is een hybride configuratie die een combinatie is van zowel stijve als flexibele printplaten. Het stijve gedeelte ondersteunt alle componenten en versterkt connectoren. Ondertussen, de flexibele sectie biedt de volledige connectiviteit voor verschillende stijve secties. Due to their reliability, strength, en flexibiliteit, they are popular in applications such as military, ruimtevaart, automotive and commercial electronics.

De toepassingen van flexibele printplaten

Als het om betrouwbaarheid gaat, maximale aanpasbaarheid en flexibiliteit, flex PCB is buitengewoon handig. Hier zijn enkele van de belangrijkste toepassingen van flexibele printplaten:

1. Flexibele printplaten in computerelektronica

Verschillende hoofdcomponenten van de computer vertrouwen op flexibele circuits voor een goede werking. Bijvoorbeeld, om de hoge snelheden bij te houden, de componenten in harde schijven moeten flexibel zijn. Tijdens het langdurig gebruik van harde schijven, het kan heet worden. Dit betekent dat printplaten bestand moeten zijn tegen hoge temperaturen. This is where flex PCB comes in. Evenzo computers, je vindt flexibele printplaten in andere elektronische gadgets, such as gaming systems, televisies, en printers.

2. Flex-printplaten in auto-elektronica

The majority of automotive electronic hardware uses flexible circuits. Bijvoorbeeld, engine management units or computers and airbag controllers use Flexible PCBs. We can also find flex PCB boards in Dash systems, antiblokkeersystemen, and instrument panels. This preference stems from the unique ability of flexible PCBs to conform to irregular shapes and compact spaces, eliminating the need for bulky cable ties or connectors.

3. Flexibele PCB's op medisch gebied

Flexibele printplaten zijn van groot belang in verschillende medische en farmaceutische toepassingen. De meest populaire toepassing van flexcircuits is een inslikbare camera, algemeen bekend als PillCam. This camera helps doctors or medical professionals to have an accurate view of the human body. Bovendien, flexible PCBs are used to create realistic prosthetic limbs. Onderzoekers hebben een techniek geïntroduceerd om schakelingen op flexibel en organisch materiaal te printen. Dit materiaal is extreem kleiner dan typische flex-printplaten, zodat het op natuurlijke wijze kan bewegen zonder te beschadigen.

Advantages and Disadvantages of Flexible PCB

Evenzo alle andere soorten printplaten, it also has pros and cons:

Voordelen van flexibele printplaten

Er zijn verschillende voordelen van flexibele printplaten in vergelijking met conventionele elektrische verbindingen. Hier zijn enkele voordelen van flexcircuits:

• Het elimineert volledig mechanische verbindingen.
• De mogelijkheid hebben om een ​​sterk en betrouwbaar signaal te produceren.
• Het verdraagt ​​een enorme temperatuur.
• Vanwege zijn flexibiliteit, het is niet gemakkelijk breekbaar, wat het betrouwbaar maakt.
• Je kunt hem gemakkelijk buigen en opvouwen, resulterend in een kleinere maat.
• Het beslaat een heel klein gebied vanwege zijn kleinere formaat.
• Flex-circuits zijn lichtgewicht.

Nadelen van flexibele printplaten

Er zijn een paar nadelen aan dit bord. Hier zijn enkele nadelen van flexcircuits:

• Hoewel het duurzaam is, de initiële kosten van deze printplaat zijn vrij hoog.
• Het is buitengewoon moeilijk om na het finaliseren nog wijzigingen aan deze printplaat aan te brengen.
• Het nabewerken en solderen vereist een professioneel team van ingenieurs.

When to Use Flexible PCB?

Flexibele printplaten bestaan ​​uit polyimide of iets dergelijks. Ze kunnen zelfs tussen extreme temperaturen verdragen 200 en 400C. So it is important to use a flex circuit when developing high-temperature and density applications. Bijvoorbeeld, borehole measurements in different gas and oil industries, have good usage. Bovendien, they are capable of withstanding high temperatures and offer strong resistance to chemicals, radiation, and UV exposure. Het is dus uitermate nuttig voor al dergelijke toepassingen die te maken hebben met chemicaliën enzovoort.

Why Not Use Flexible PCBs Exclusively?

Despite the numerous advantages offered by flexible PCBs, including their versatility and adaptability, they have not completely replaced rigid PCBs. The primary deterrent is cost. Flexible PCBs typically incur higher production and material costs compared to their rigid counterparts. bijgevolg, many companies opt for flexible PCBs only in applications that specifically benefit from their unique properties. For general manufacturing and assembly processes, rigid PCBs are preferred to manage and reduce overall costs.

MOKO Technology produces different types of printed circuit boards at an affordable price. With our team’s extensive expertise, we carefully evaluate your application’s unique requirements to select the optimal printed circuit board type. Reach out to us to start your project now.