06. října 2022
Technologie

Co jsou FLEX DPS?

Co je to FLEX DPS a jak dnes zlepšuje design produktu? Flexibilní deska s plošnými spoji, nazývaná také flexibilní plošný spoj (FPC), má díky jinému druhu základního materiálu jiné vlastnosti než pevná deska s plošnými spoji, díky čemuž se rozšiřuje množství aplikací, kde může být použita.

Největší předností je ohebnost základních materiálů a to opakovaně. Ohebná deska také mnohem lépe odolává  vibracím a obecně pohybu. Díky miniaturizovanému designu mohou FLEX DPS snížit hmotnost elektronické sestavy až o 75 %.

 

Další klíčová vlastnost pochází z minimalizace spojovacích bodů, eliminace vad propojení, které jsou běžné u pájených spojů. Jsou výrazně lehčí než pevné obvodové desky a dokážou se vejít do neobvyklých tvarů nad rámec toho, co je typické pro tužší provedení. Zároveň šetří práci se zapojováním a testováním kabelových svazků, především u složitých sestav typicky v leteckém průmyslu. 

Narůstající požadavky na výkon, přesnost a zároveň kontinuální tlak na miniaturizaci a přenositelnost elektroniky, včetně zapojování elektroniky do takřka všech činností člověka, zvýrazňuje důležitost mít k dispozici materiály, které dokáží vyřešit téměř protichůdné požadavky.

FLEX DPS

Flexi deska je ohebný tištěný spoj tištěných obvodů a komponent, který využívá namísto skelného vlákna a pryskyřice flexibilní základní materiál. Tato definice, i když je základní, ilustruje vše, co můžete očekávat od ohebné desky plošných spojů – je vyrobena z ohebné fólie.

Obecné dělení odpovídá základní vlastnosti, tedy počtu ohnutí flexibilní desky. Desky tedy dělíme na:

  • Stabilní (ohýbají se většinou pouze jednou při instalaci),
  • Ohýbané (do dvaceti ohýbacích cyklů),
  • Dynamické (zde se počítá s opakovaným ohýbáním flexibilního spoje).

Flex DPS se však v průběhu let staly mnohem složitějšími, protože byly aplikovány v různých průmyslových odvětvích. Níže si uvedeme některé z nejběžnějších typů flexibilních desek plošných spojů, které se dnes používají.

 

Jednostranné flexibilní obvody

 Nejběžnější a nejjednodušší FLEX DPS na trhu. Obsahují jednu vodičovou vrstvu na pružném dielektrickém filmu a jsou potištěny pouze na jedné straně. Jsou to nejdostupnější FLEX DPS na trhu a jejich výroba je relativně snadná. Tyto tištěné spoje najdeme ve většině kalkulaček díky jejich jednoduchosti a nízké hmotnosti.

 

Oboustranné flexibilní obvody

Díky tisku na obě strany dielektrické fólie spojené s pokovenými průchozími otvory nabízejí oboustranné ohebné desky plošných spojů vylepšené možnosti manipulace s energií a hustotu obvodů. I když jsou oblíbené pro svůj zvýšený výkon, jejich výroba je poněkud dražší než výroba jednostranných FLEX DPS.

 

 

Vícevrstvé ohebné obvody

Flexibilní obvody se třemi nebo více vrstvami vodičů. Vzhledem ke složitosti jejich konstrukce jsou vícevrstvé FLEX DPS nejdražší. Často se používají v leteckých a vojenských aplikacích, které mohou ospravedlnit náklady a možnosti takového ohebného obvodu.

 

Rigid-Flex Circuits – hybrid mezi standardními flexibilními obvody a tuhými DPS, rigid-flex DPS obsahuje síť pevných obvodových desek, které obvykle obsahují komponenty s flexibilními substráty, které je spojují dohromady. Běžně se vyskytují v komerční elektronice, jako jsou notebooky a chytrá zařízení, stejně jako ve vojenském sektoru, který závisí na jejich spolehlivosti, síle a flexibilitě, aby byl zajištěn konzistentní výkon.

 

Využití FLEX DPS

Flexibilní desky plošných spojů jsou vhodné pro různé aplikace, kam není možné umístit pevné desky plošných spojů

 

  • Komerční elektronika  - Třetina objemu prodeje flexibilních tištěných spojů pochází z výpočetní techniky – vše od tiskáren, skenerů, chytrých zařízení a dalších. Vzhledem k tomu, že trh tlačí na menší a pokročilejší ruční technologie, jsou flexibilní desky plošných spojů nezbytné pro velký výpočetní výkon bez omezení hmotnosti.

 

  • Automobilový průmysl – Druhým největším sektorem pro FLEX DPS jsou vozidla. Průměrné auto vypadá výrazně jinak než na začátku dekády a jejich hardware postupně pokročil. Jak auta začínají obsahovat více senzorů a elektroniky pro vše od klimatizace a softwaru GPS po palubní desky a zadní kamery, flexibilní desky plošných spojů umožňují jak prostorové přidělení, tak tepelný výkon.

 

  • Letecký průmysl – Díky své pozoruhodné schopnosti zvládat namáhání extrémními teplotami a vibracemi jsou FLEX DPS jedinečně vhodné pro letecké aplikace, jako jsou satelity. Mohou také získat neobvyklé tvary, které se dobře hodí pro kosmické lodě a nahrazovat konektory, které jsou náchylnější k selhání.

 

  • Zdravotnická zařízení – Jak se zdravotnická technologie vyvíjí, nositelná zařízení se v posledních několika desetiletích stala klíčovým prvkem. Pružné desky plošných spojů nabízejí větší odolnost, protože mohou zrcadlit tvary produktu. Sluchadla, životně důležité senzory a elektronické motory používají flexibilní tištěné obvody pro vysoký výkon, který odolá opotřebení.

 

Výhody a negativa FLEX DPS

Flexibilní desky plošných spojů mají oproti pevné desce plošných spojů řadu výhod. Díky tomu jsou běžné ve spotřební elektronice, ale přináší to některé nevýhody. Výsledkem je, že pevné i flexibilní desky plošných spojů mají své místo a často se používají ve vzájemném spojení v obvodech rigid-flex.

 

Výhody

 

  • Flexibilita umožňuje rozšířené použití u různých produktů napříč průmyslovými odvětvími
  • Menší riziko selhání připojení vodičů zvyšuje celkovou spolehlivost
  • Snížení velikosti a hmotnosti ve srovnání s pevnými deskami
  • Díky dobrému teplotnímu rozsahu jsou FLEX DPS vhodné pro drsnější prostředí
  • Vysoká hustota obvodu
  • Snadnější instalace a spouštění zařízení

 

Nevýhody

 

  • Vyšší materiálové náklady než pevné desky plošných spojů
  • Složitý proces montáže
  • V nechráněném stavu je citlivý na poškrábání a poškození
  • Náročné na opravu
  

Zajímá Vás k tématu více?

Spojte se s našimi odborníky.

Ondřej Vařeka

marketing Gatema PCB

marketing@gatema.cz

Další příspěvky v kategorii

Všechny články
23.09.2024
Technologie

Co je to Flex PCB coverlay?

Flex PCB lze v dnešní době najít všude kolem nás. Tento typ desek najdeme například v televizích,...
03.09.2024
Technologie

Společnost Ventec představila pokročilé dielektrické materiály

Společnost Ventec představila pokročilé dielektrické materiályBěhem veletrhu IPC APEX Expo 2024 (California...
26.08.2024
Technologie

Kompletní průvodce povrchových úprav desek plošných spojů

Povrchová úprava desek plošných spojů má zásadní význam pro co nejlepší výkon, spolehlivost a životnost...