Papan sirkuit cetak (PCB) kaku-fleksibel populer karena keserbagunaan dan daya tahannya dalam berbagai aplikasi elektronik. Papan ini dikenal karena kemampuannya menahan tekanan lentur dan puntir sambil mempertahankan sambungan listrik yang andal.Artikel ini akan membahas secara mendalam bahan yang digunakan pada PCB kaku-fleksibel untuk mendapatkan wawasan tentang komposisi dan propertinya. Dengan mengungkap material yang membuat PCB kaku-fleksibel menjadi solusi yang kuat dan fleksibel, kita dapat memahami kontribusinya terhadap kemajuan perangkat elektronik.
1. Pahamistruktur PCB kaku-fleksibel：
PCB kaku-fleksibel adalah papan sirkuit tercetak yang menggabungkan substrat kaku dan fleksibel untuk membentuk struktur unik. Kombinasi ini memungkinkan papan sirkuit menampilkan sirkuit tiga dimensi, memberikan fleksibilitas desain dan optimalisasi ruang untuk perangkat elektronik. Struktur papan kaku-fleksibel terdiri dari tiga lapisan utama. Lapisan pertama adalah lapisan kaku, terbuat dari bahan kaku seperti FR4 atau inti logam. Lapisan ini memberikan dukungan struktural dan stabilitas pada PCB, memastikan daya tahan dan ketahanannya terhadap tekanan mekanis.
Lapisan kedua adalah lapisan fleksibel yang terbuat dari bahan seperti polimida (PI), polimer kristal cair (LCP) atau poliester (PET). Lapisan ini memungkinkan PCB untuk menekuk, memutar, dan menekuk tanpa mempengaruhi kinerja kelistrikannya. Fleksibilitas lapisan ini sangat penting untuk aplikasi yang mengharuskan PCB dipasang pada ruang yang tidak beraturan atau sempit. Lapisan ketiga adalah lapisan perekat, yang menyatukan lapisan kaku dan fleksibel. Lapisan ini biasanya terbuat dari bahan epoksi atau akrilik, dipilih karena kemampuannya memberikan ikatan yang kuat antar lapisan sekaligus memberikan sifat insulasi listrik yang baik. Lapisan perekat memainkan peran penting dalam memastikan keandalan dan masa pakai papan kaku-fleksibel.
Setiap lapisan dalam struktur PCB kaku-fleksibel dipilih dan dirancang dengan cermat untuk memenuhi persyaratan kinerja mekanik dan listrik tertentu. Hal ini memungkinkan PCB beroperasi secara efisien dalam berbagai aplikasi, mulai dari elektronik konsumen hingga perangkat medis dan sistem luar angkasa.
2.Bahan yang digunakan dalam lapisan kaku：
Dalam konstruksi lapisan kaku PCB kaku-fleksibel, banyak bahan sering digunakan untuk memberikan dukungan struktural dan integritas yang diperlukan. Bahan-bahan ini dipilih dengan cermat berdasarkan karakteristik spesifik dan persyaratan kinerjanya. Beberapa bahan yang paling umum digunakan untuk lapisan kaku pada PCB kaku-fleksibel meliputi:
A. FR4: FR4 adalah material lapisan kaku yang banyak digunakan pada PCB. Ini adalah laminasi epoksi yang diperkuat kaca dengan sifat termal dan mekanik yang sangat baik. FR4 memiliki kekakuan tinggi, penyerapan air rendah dan ketahanan kimia yang baik. Sifat-sifat ini menjadikannya ideal sebagai lapisan kaku karena memberikan integritas struktural dan stabilitas yang sangat baik pada PCB.
B. Polimida (PI): Polimida merupakan bahan fleksibel tahan panas yang sering digunakan pada papan kaku-fleksibel karena ketahanannya terhadap suhu tinggi. Polimida dikenal karena sifat insulasi listrik dan stabilitas mekanisnya yang sangat baik, sehingga cocok untuk digunakan sebagai lapisan kaku pada PCB. Ia mempertahankan sifat mekanik dan listriknya bahkan ketika terkena suhu ekstrim, sehingga cocok untuk berbagai aplikasi.
C. Inti Logam: Dalam beberapa kasus, ketika manajemen termal yang baik diperlukan, bahan inti logam seperti aluminium atau tembaga dapat digunakan sebagai lapisan kaku pada PCB kaku-fleksibel. Bahan-bahan ini memiliki konduktivitas termal yang sangat baik dan secara efektif dapat menghilangkan panas yang dihasilkan oleh sirkuit. Dengan menggunakan inti logam, papan kaku-fleksibel dapat secara efektif mengelola panas dan mencegah panas berlebih, sehingga memastikan keandalan dan kinerja sirkuit.
Masing-masing bahan ini memiliki kelebihannya masing-masing dan dipilih berdasarkan kebutuhan spesifik desain PCB. Faktor-faktor seperti suhu pengoperasian, tekanan mekanis, dan kemampuan manajemen termal yang diperlukan semuanya memainkan peran penting dalam menentukan bahan yang tepat untuk menggabungkan lapisan kaku PCB yang kaku dan fleksibel.
Penting untuk dicatat bahwa pemilihan bahan untuk lapisan kaku pada PCB kaku-fleksibel merupakan aspek penting dari proses desain. Pemilihan material yang tepat memastikan integritas struktural, manajemen termal, dan keandalan PCB secara keseluruhan. Dengan memilih bahan yang tepat, desainer dapat membuat PCB kaku-fleksibel yang memenuhi persyaratan ketat di berbagai industri, termasuk otomotif, dirgantara, medis, dan telekomunikasi.
3.Bahan yang digunakan pada lapisan fleksibel：
Lapisan fleksibel pada PCB kaku-fleksibel memfasilitasi karakteristik pembengkokan dan pelipatan papan ini. Bahan yang digunakan untuk lapisan fleksibel harus menunjukkan fleksibilitas, elastisitas, dan ketahanan yang tinggi terhadap pembengkokan berulang. Bahan umum yang digunakan untuk lapisan fleksibel meliputi:
A. Polimida (PI): Seperti disebutkan sebelumnya, polimida adalah bahan serbaguna yang memiliki tujuan ganda pada PCB kaku-fleksibel. Pada lapisan fleksibel, memungkinkan papan untuk ditekuk dan ditekuk tanpa kehilangan sifat kelistrikannya.
B. Liquid Crystal Polymer (LCP): LCP adalah bahan termoplastik berkinerja tinggi yang dikenal karena sifat mekaniknya yang sangat baik dan tahan terhadap suhu ekstrem. Ini memberikan fleksibilitas yang sangat baik, stabilitas dimensi dan ketahanan kelembaban untuk desain PCB yang kaku dan fleksibel.
C. Poliester (PET): Poliester adalah bahan berbiaya rendah dan ringan dengan fleksibilitas dan sifat isolasi yang baik. Ini biasanya digunakan untuk PCB kaku-fleksibel yang mengutamakan efektivitas biaya dan kemampuan pembengkokan moderat.
D. Polimida (PI): Polimida adalah bahan yang umum digunakan pada lapisan fleksibel PCB kaku-fleksibel. Ini memiliki fleksibilitas yang sangat baik, tahan suhu tinggi dan sifat insulasi listrik yang baik. Film polimida dapat dengan mudah dilaminasi, digores, dan diikat ke lapisan PCB lainnya. Bahan ini dapat menahan pembengkokan berulang kali tanpa kehilangan sifat kelistrikannya, sehingga ideal untuk lapisan fleksibel.
E. Polimer kristal cair (LCP): LCP adalah bahan termoplastik berkinerja tinggi yang semakin banyak digunakan sebagai lapisan fleksibel pada PCB kaku-fleksibel. Ia memiliki sifat mekanik yang sangat baik, termasuk fleksibilitas tinggi, stabilitas dimensi dan ketahanan yang sangat baik terhadap suhu ekstrim. Film LCP memiliki higroskopisitas rendah dan cocok untuk aplikasi di lingkungan lembab. Mereka juga memiliki ketahanan kimia yang baik dan konstanta dielektrik yang rendah, memastikan kinerja yang andal dalam kondisi yang keras.
F. Poliester (PET): Poliester, juga dikenal sebagai polietilen tereftalat (PET), adalah bahan ringan dan hemat biaya yang digunakan dalam lapisan fleksibel PCB kaku-fleksibel. Film PET memiliki fleksibilitas yang baik, kekuatan tarik tinggi dan stabilitas termal yang sangat baik. Film-film ini memiliki daya serap air yang rendah dan sifat isolasi listrik yang baik. PET sering dipilih ketika efektivitas biaya dan kemampuan pembengkokan moderat merupakan faktor kunci dalam desain PCB.
G. Polyetherimide (PEI): PEI adalah termoplastik rekayasa kinerja tinggi yang digunakan untuk lapisan fleksibel PCB berikat lunak-keras. Ia memiliki sifat mekanik yang sangat baik, termasuk fleksibilitas tinggi, stabilitas dimensi dan ketahanan terhadap suhu ekstrim. Film PEI memiliki daya serap air yang rendah dan ketahanan kimia yang baik. Mereka juga memiliki kekuatan dielektrik yang tinggi dan sifat isolasi listrik, sehingga cocok untuk aplikasi yang menuntut.
H. Polyethylene naphthalate (PEN): PEN adalah bahan yang sangat tahan panas dan fleksibel yang digunakan untuk lapisan fleksibel PCB kaku-fleksibel. Ini memiliki stabilitas termal yang baik, penyerapan air yang rendah dan sifat mekanik yang sangat baik. Film PEN sangat tahan terhadap radiasi UV dan bahan kimia. Mereka juga memiliki konstanta dielektrik yang rendah dan sifat isolasi listrik yang sangat baik. Film PEN dapat menahan pembengkokan dan pelipatan berulang kali tanpa mempengaruhi sifat listriknya.
I. Polydimethylsiloxane (PDMS): PDMS adalah bahan elastis fleksibel yang digunakan untuk lapisan fleksibel PCB kombinasi lunak dan keras. Ia memiliki sifat mekanik yang sangat baik, termasuk fleksibilitas tinggi, elastisitas dan ketahanan terhadap pembengkokan berulang. Film PDMS juga memiliki stabilitas termal dan sifat insulasi listrik yang baik. PDMS umumnya digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan bahan lembut, dapat diregangkan, dan nyaman, seperti perangkat elektronik dan medis yang dapat dipakai.
Masing-masing bahan ini memiliki kelebihannya masing-masing, dan pilihan bahan lapisan fleksibel bergantung pada persyaratan spesifik desain PCB. Faktor-faktor seperti fleksibilitas, ketahanan suhu, ketahanan kelembaban, efektivitas biaya dan kemampuan lentur memainkan peran penting dalam menentukan bahan yang tepat untuk lapisan fleksibel pada PCB kaku-fleksibel. Pertimbangan yang cermat terhadap faktor-faktor ini memastikan keandalan, daya tahan, dan kinerja PCB dalam berbagai aplikasi dan industri.
4. Bahan perekat pada PCB kaku-fleksibel：
Untuk menyatukan lapisan kaku dan fleksibel, bahan perekat digunakan dalam konstruksi PCB kaku-fleksibel. Bahan pengikat ini memastikan sambungan listrik yang andal antar lapisan dan memberikan dukungan mekanis yang diperlukan. Dua bahan pengikat yang umum digunakan adalah:
A. Resin Epoksi: Perekat berbahan dasar resin epoksi banyak digunakan karena kekuatan ikatannya yang tinggi dan sifat insulasi listrik yang sangat baik. Mereka memberikan stabilitas termal yang baik dan meningkatkan kekakuan keseluruhan papan sirkuit.
B. Akrilik: Perekat berbahan dasar akrilik lebih disukai dalam aplikasi yang mengutamakan fleksibilitas dan ketahanan terhadap kelembapan. Perekat ini memiliki kekuatan ikatan yang baik dan waktu pengeringan yang lebih singkat dibandingkan epoksi。
C. Silikon: Perekat berbahan dasar silikon biasanya digunakan pada papan kaku-fleksibel karena fleksibilitasnya, stabilitas termal yang sangat baik, dan ketahanan terhadap kelembapan dan bahan kimia. Perekat silikon dapat menahan rentang suhu yang luas, sehingga cocok untuk aplikasi yang memerlukan fleksibilitas dan ketahanan suhu tinggi. Mereka memberikan ikatan yang efektif antara lapisan kaku dan fleksibel dengan tetap mempertahankan sifat listrik yang dibutuhkan.
D. Poliuretan: Perekat poliuretan memberikan keseimbangan fleksibilitas dan kekuatan ikatan pada PCB kaku-fleksibel. Mereka memiliki daya rekat yang baik pada berbagai substrat dan menawarkan ketahanan yang sangat baik terhadap bahan kimia dan perubahan suhu. Perekat poliuretan juga menyerap getaran dan memberikan stabilitas mekanis pada PCB. Mereka sering digunakan dalam aplikasi yang memerlukan fleksibilitas dan ketahanan.
E. Resin UV Curable: Resin UV curable adalah perekat yang cepat mengeras jika terkena sinar ultraviolet (UV). Bahan ini menawarkan waktu pengikatan dan pengawetan yang cepat, sehingga cocok untuk produksi bervolume tinggi. Resin yang dapat disembuhkan dengan sinar UV memberikan daya rekat yang sangat baik pada berbagai bahan, termasuk substrat yang kaku dan fleksibel. Mereka juga menunjukkan ketahanan kimia dan sifat listrik yang sangat baik. Resin yang dapat diawetkan dengan sinar UV biasanya digunakan untuk PCB kaku dan fleksibel, yang memerlukan waktu pemrosesan yang cepat dan pengikatan yang andal.
F. Perekat Sensitif Tekanan (PSA): PSA adalah bahan perekat yang membentuk ikatan ketika diberikan tekanan. Mereka memberikan solusi pengikatan yang mudah dan sederhana untuk PCB kaku-fleksibel. PSA memberikan daya rekat yang baik pada berbagai permukaan, termasuk substrat yang kaku dan fleksibel. Mereka memungkinkan untuk mengubah posisi selama perakitan dan dapat dengan mudah dilepas jika diperlukan. PSA juga menawarkan fleksibilitas dan konsistensi yang sangat baik, sehingga cocok untuk aplikasi yang memerlukan pembengkokan dan pembengkokan PCB.
Kesimpulan:
PCB kaku-fleksibel merupakan bagian integral dari perangkat elektronik modern, memungkinkan desain sirkuit kompleks dalam paket yang ringkas dan serbaguna. Bagi para insinyur dan desainer yang ingin mengoptimalkan kinerja dan keandalan produk elektronik, penting untuk memahami bahan yang digunakan dalam konstruksinya. Artikel ini berfokus pada bahan yang biasa digunakan dalam konstruksi PCB kaku-fleksibel, termasuk lapisan dan bahan perekat yang kaku dan fleksibel. Dengan mempertimbangkan faktor-faktor seperti kekakuan, fleksibilitas, ketahanan panas, dan biaya, produsen elektronik dapat memilih bahan yang tepat berdasarkan kebutuhan aplikasi spesifik mereka. Baik itu FR4 untuk lapisan kaku, polimida untuk lapisan fleksibel, atau epoksi untuk pengikatan, setiap bahan berperan dalam memastikan daya tahan dan fungsionalitas PCB kaku-fleksibel di industri elektronik saat ini memainkan peran penting.
Waktu posting: 16 Sep-2023
Kembali
