Rozwój elektroniki zmierza w kierunku mniejszych pod względem fizycznym, a technicznie bardziej zaawansowanych produktów. Rosnące zapotrzebowanie na elektronikę, którą można zamontować na mniejszych przestrzeniach, doprowadziło do powstania bardziej zaawansowanych obwodów drukowanych, które z kolei wymagają jeszcze większej precyzji przy ich projektowaniu.

Obwody muszą być nie tylko zaawansowane pod względem technologicznym, ale i elastyczne pod względem fizycznym. Sprawiło to, że obwody typu elastycznego, półelastycznego i elastyczno-sztywnego stały się interesujące dla nowych kategorii. Więcej na ten temat opowiada Jeffery Beauchamp, inżynier aplikacyjny Grupy NCAB na region wschodni USA:

„Dziś obserwujemy, jak coraz więcej technologii – w tym często bardziej zaawansowanej – umieszcza się w fizycznie mniejszych punktach. Historycznie rzecz biorąc, w moim regionie nie mieliśmy do tej pory dużego zapotrzebowania na obwody elastyczne, półelastyczne i elastyczno-sztywne, ale ostatnio odnotowujemy tu wzrost, co jest dla nas bardzo ekscytujące, a zarazem stanowi wyzwanie” – mówi.

Fot. 1. Jeffery Beauchamp

Główną korzyścią tego rodzaju obwodu jest możliwość dopasowania wzoru obwodu drukowanego do wymogów dotyczących jego końcowego zastosowania. W przypadku sztywnych obwodów, obwód drukowany sam z siebie narzuca ograniczenia dla rozmiarów produktu, natomiast różne warianty elastyczne otwierają całą gamę nowych możliwości w tym zakresie. Oczywiście, te bardziej zaawansowane obwody charakteryzują się wyższym kosztem produkcji, ale jednocześnie pozwalają zaoszczędzić czas i koszty – a nawet ograniczyć pewnego rodzaju ryzyka w fazie montażu. Możliwość rozszerzania swojej kompilacji w trzech wymiarach otwiera wspaniałe perspektywy. Można pozbyć się przewodów i łączników i uzyskać obwody już wstępnie połączone. Elastyczno-sztywne obwody drukowane pozwalają na łączenie wielu części, nie wydłużając jednocześnie czasu potrzebnego na montaż, ponieważ łączniki są już wbudowane. Poprzez wyeliminowanie przewodów i łączników tak naprawdę eliminujemy ewentualne źródła błędów.

Fot. 2. „Klient, który rozważa zastosowanie technologii na tym poziomie, powinien jak najwcześniej włączyć nas w ten proces . Najlepiej byłoby, gdybyśmy mogli uczestniczyć już w fazie projektowania. Im szybciej zaczniemy, tym bardziej będziemy pomocni”

W fazie rozwoju potrzebne są nowe umiejętności

Kolejne pytanie, które nasuwa się w związku z tematem grubszych obwodów drukowanych, które mogą być również elastyczne, to większa złożoność, którą w ten sposób uzyskujecie. Nakłada to duże wymagania na projekt obwodów drukowanych, przy czym najistotniejszym czynnikiem jest tu wysoka precyzja.

„Łatwo coś zaniedbać i w rezultacie popełnić różne błędy w projekcie. Oceniając bardziej zaawansowane projekty dla naszych klientów, kładziemy nacisk na pracę zespołową, w ramach której kilkoro z nas pracuje nad tym samym projektem. Tak dużą wagę przykładamy do tego, by niczego nie przeoczyć. Przy tego rodzaju obwodach niezwykle ważna jest też ścisła współpraca z klientami” – wyjaśnia Jeffery.

Sztywne, elastyczne, półelastyczne i elastyczno-sztywne obwody drukowane reprezentują cztery różne poziomy technologii i są wytwarzane przy zastosowaniu bardzo odmiennych metod produkcji, przez co produkuje je się w fabrykach o różnej wielkości. Technologii tych należy używać jedynie wówczas, gdy wymaga tego dane zastosowanie.

„Z kolei w przypadku projektów obejmujących wiele połączeń z kolejną warstwą, ciasne przestrzenie lub takich, w których liczy się niezawodność, prawdopodobnie lepiej jest rozważyć jedną z elastycznych alternatyw wśród obwodów drukowanych. Jeśli potrzebujesz możliwości dynamicznego zginania obwodu, najlepiej użyć obwodów elastycznych lub elastyczno-sztywnych”.

Fot. 3. Sztywne, elastyczne, półelastyczne i elastyczno-sztywne obwody drukowane reprezentują cztery różne poziomy technologii i są wytwarzane przy zastosowaniu bardzo odmiennych metod produkcji, przez co są produkowane w fabrykach względem różnej wielkości. Od lewej: obwód elastyczny 2L, obwód elastyczno-sztywny 6L, obwód HDI i obwód półelastyczny 6L.

Więcej istotnych kwestii

Grupa NCAB może pomóc w znalezieniu odpowiedniego rozwiązania do danego zastosowania oraz wskazać sposób zaprojektowania obwodu drukowanego pozwalający uzyskać dobrą wydajność. W każdym razie, aby pomóc klientom, musimy wiedzieć więcej na temat konkretnego zastosowania; inaczej niż w przypadku sztywnych obwodów, gdzie nie musimy posiadać aż tak dużej wiedzy na temat produktu końcowego, aby go wytworzyć. Do czego będzie używany obwód? Dlaczego musi być elastyczny? Jakie cechy są potrzebne? Na jakie temperatury będzie wystawiany obwód (to ważne w kontekście wyboru materiału i wykończenia powierzchni)?

„Trzeba wziąć pod uwagę o wiele więcej kwestii. Musimy dokładnie zrozumieć, co klienci zamierzają zrobić ze swoimi obwodami. Pozwoli nam to pomóc im w znalezieniu odpowiedniego rozwiązania, które spełni swoja rolę bez konieczności stosowania zbyt zaawansowanej technologii lub zbyt skomplikowanych rozwiązań. Dlatego właśnie klient, który rozważa zastosowanie technologii na tym poziomie, powinien jak najwcześniej włączyć nas w ten proces . Najlepiej byłoby, gdybyśmy mogli uczestniczyć już w fazie projektowania. Im szybciej zaczniemy, tym bardziej będziemy pomocni” – mówi Jeffery Beauchamp.

Technologie te cieszą się coraz większym zainteresowaniem, ponieważ można odnieść wrażenie, że to w tym kierunku zmierza świat. Biorąc jednak pod uwagę wyższy stopień skomplikowania, trzeba koniecznie wiedzieć, co się robi. Dlatego należy w pełni wykorzystać umiejętności producentów. Coś tak prostego jak umiejscowienie zgięcia może zadecydować o sukcesie lub porażce całego przedsięwzięcia.

NCAB pomaga klientom odnaleźć drogę wśród tych czynników ryzyka i zagrożeń. Jeffery Beauchamp podkreśla, że półelastyczne obwody drukowane mogą często funkcjonować jako odpowiednie rozwiązania dla pewnych bardziej zaawansowanych zastosowań, podczas gdy ich produkcja jest mniej skomplikowana.

„Z moich obserwacji wynika, że obwody półelastyczne nie były do tej pory często stosowaną technologią w USA i mam nadzieję, że amerykańscy projektanci będą częściej z niej korzystać. Często jest to sposób łączący w sobie to, co najlepsze z obu światów. Można zgiąć obwód, żeby odpowiednio dopasować produkt końcowy, unikając jednocześnie niepotrzebnych komplikacji w postaci dokładania dodatkowej technologii o wyższym stopniu zaawansowania niż ten, który jest potrzebny. Półelastyczne obwody oznaczają niższą cenę, co zwykle oznacza zadowolenie klienta” – mówi.

W innych przypadkach korzystanie z bardziej zaawansowanych obwodów drukowanych może oczywiście być najlepszą alternatywą. NCAB zna się na projektowaniu i wie, które fabryki mogą wyprodukować potrzebne klientowi obwody, zapewniając niezawodny rezultat końcowy.