Bạn có biết bảng mạch cứng-mềm (Rigid-flex Board) là gì không?
Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu bảng mạch cứng-mềm là gì, có thể ứng dụng vào những sản phẩm nào và có những đặc điểm gì.
Bảng mạch cứng-mềm (Rigid-flex Board) có những ưu điểm gì?
Bảng mạch cứng-mềm (Rigid-flex Board, còn gọi là bảng mạch phức hợp cứng-mềm) là sản phẩm đổi mới kết hợp bảng mạch mềm (FPC) và bảng mạch cứng (PCB). Sự ra đời và phát triển của nó bắt nguồn từ nhu cầu giảm chi phí sản xuất và nâng cao hiệu năng ứng dụng. Công nghệ này kết hợp khả năng uốn cong của bảng mạch mềm với tính ổn định của bảng mạch cứng, thông qua các công đoạn như ép nhiệt và theo đúng yêu cầu công nghệ để hợp nhất hoàn hảo hai loại bảng mạch. Tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu sâu hơn về định nghĩa, lĩnh vực ứng dụng và những ưu điểm của bảng mạch cứng-mềm.
Bảng mạch cứng-mềm (Rigid-flex Board) là gì?
Bảng mạch cứng-mềm chủ yếu được dùng để thay thế bảng mạch cứng (PCB), với ưu thế ở thiết kế via mù và via chôn dùng chung cùng khả năng bố trí mạch mật độ cao hơn. Thiết kế này vừa mang đặc tính của bảng mạch cứng, vừa có ưu điểm nhẹ, mỏng và bền của bảng mạch mềm (FPC). Giữa hai bảng mạch cứng, bảng mạch mềm được nối và ép lại với nhau tạo thành một bảng mạch in duy nhất — đó chính là bảng mạch cứng-mềm.
Sơ đồ cấu trúc lớp của bảng mạch cứng-mềm — kết hợp với FPC
Chắn nhiễu EMI: băng dính (dạng phẳng), EMI rubber (dạng khối)
Hiệu quả chắn nhiễu EMI kép, tuy nhiên chi phí sẽ cao hơn
Sơ đồ cấu trúc lớp của bảng mạch cứng-mềm — lớp phủ hàn (Solder mask)
Ad SUS giúp thu hẹp bề rộng, keo Ad (cố định SUS), SUS tăng độ cứng cho phần bảng mềm
- Cấu trúc kết hợp truyền thống: Thông thường, bảng mạch mềm và bảng mạch cứng được kết hợp bằng đầu nối (connector) hoặc quy trình hàn ép nhiệt (HotBar), dùng bảng mạch mềm để nối hai bảng mạch cứng.
- Cấu trúc bảng mạch cứng-mềm (Rigid-flex Board): Tín hiệu được truyền theo dạng cứng → mềm → cứng, giúp rút ngắn quãng đường truyền, tăng tốc độ và cải thiện hiệu quả độ tin cậy.
Quy trình sản xuất bảng mạch cứng-mềm (Rigid-flex Board)
Vì bảng mạch cứng-mềm là sự kết hợp giữa FPC và PCB nên quá trình sản xuất cần có đồng thời thiết bị sản xuất FPC và thiết bị sản xuất PCB. Trước tiên, kỹ sư điện tử vẽ mạch và biên dạng theo yêu cầu, sau đó chuyển tới nhà máy có năng lực sản xuất bảng mạch cứng-mềm. Kỹ sư CAM xử lý và hoạch định các tệp liên quan, rồi bố trí dây chuyền FPC sản xuất FPC và dây chuyền PCB sản xuất PCB. Sau khi hoàn thành, FPC và PCB được ép liền mạch bằng máy ép theo yêu cầu thiết kế của kỹ sư điện tử, trải qua một loạt công đoạn chi tiết để cuối cùng tạo thành bảng mạch cứng-mềm.
Đây là một khâu rất quan trọng. Do bảng mạch cứng-mềm có độ khó cao và nhiều vấn đề chi tiết nên trước khi xuất hàng thường phải kiểm tra toàn bộ, bởi giá trị sản phẩm tương đối cao, nhằm tránh gây thiệt hại cho cả bên cung và bên cầu.
Sơ đồ quy trình sản xuất bảng mạch cứng-mềm
Sử dụng bảng mạch cứng-mềm (Rigid-flex Board) có những ưu điểm gì?
Sau khi tìm hiểu quy trình thiết kế, tiếp theo hãy cùng khám phá những ưu điểm khi sử dụng bảng mạch cứng-mềm (Rigid-flex Board):
- Chịu được môi trường va đập và rung động mạnh: Tính mềm dẻo của bảng mạch cứng-mềm giúp hấp thụ va đập và rung động, phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi độ bền cao.
- Nhẹ hơn và nâng cao độ tin cậy sản phẩm: Công nghệ kết hợp bảng mềm và bảng cứng giúp sản phẩm nhẹ gọn hơn, đồng thời rút ngắn quãng đường truyền tín hiệu, nâng cao độ tin cậy của thiết bị.
- Mật độ chính xác và tự do về hình học đóng gói: Bảng mạch mềm mang lại sự tự do trong đóng gói, đồng thời vẫn giữ được độ chính xác và tính lặp lại của mạch in.
- Ổn định về kết cấu: Bảng cứng mang lại sự ổn định, còn tính mềm dẻo của bảng mềm cho phép lắp đặt linh hoạt hơn trong không gian hạn chế và giảm số lượng linh kiện kết nối.
- Giảm chi phí và tiết kiệm không gian: So với quy trình đi dây PCB thông thường, cải tiến quy trình của bảng mạch cứng-mềm giúp giảm chi phí lắp ráp thủ công và gắn linh kiện, đồng thời tiết kiệm không gian.
- Ưu điểm khác: lựa chọn thiết kế linh hoạt, bảng mạch mật độ cao, tản nhiệt tốt và khả năng kháng hóa chất, bức xạ cũng như tia cực tím.
Các sản phẩm có thể ứng dụng bảng mạch cứng-mềm (Rigid-flex Board)
Bảng mạch cứng-mềm được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt trong xu hướng kết hợp công nghệ HDI và đáp ứng tín hiệu cao tần, phạm vi ứng dụng ngày càng đa dạng. Theo cách truyền thống, bảng mạch mềm và bảng mạch cứng được kết nối qua đầu nối (connector) hoặc hàn ép nhiệt (HotBar), dùng bảng mạch mềm để nối hai bảng mạch cứng.
Việc ứng dụng bảng mạch cứng-mềm mang lại nhiều lợi ích, chẳng hạn tiết kiệm không gian bảng mạch, loại bỏ nhu cầu dùng đầu nối hoặc hàn ép nhiệt, đơn giản hóa quy trình lắp ráp sản phẩm. Tuy giá thành cao hơn nhưng công dụng rất rộng, có thể tùy chỉnh theo nhu cầu và hỗ trợ thiết kế tốc độ cao nên đặc biệt được ưa chuộng trong các ứng dụng công nghiệp. Ngoài lĩnh vực quân sự, nhờ đặc tính nhẹ, bảng mạch cứng-mềm còn được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm hàng không và thiết bị y tế.
Dưới đây là một số sản phẩm ứng dụng thực tế của bảng mạch cứng-mềm hiện nay:
- Điện thoại di động
- Máy tính xách tay
- Máy chụp cắt lớp vi tính (CT)
- Thiết bị đeo thông minh
- Bộ chỉnh lưu
- Cảm biến ABS
- Máy ảnh kỹ thuật số
- Máy chủ máy tính
- Cổng giao tiếp USB và Ethernet
- Máy quét mã vạch
C.C.P. có thể cung cấp cho quý khách bảng mạch cứng-mềm (Rigid-Flex Board) cùng nhiều công nghệ khác, bao gồm bảng mạch in cho ứng dụng thương mại, ứng dụng độ tin cậy cao hoặc theo tiêu chuẩn quân sự. Chúng tôi cũng đã đạt các chứng nhận chất lượng ISO 9001, ISO 13485, ISO 14001, ISO/TS 16949 và QC 080000 để bảo đảm chất lượng sản phẩm.
Nếu cần thêm thông tin chi tiết, xin vui lòng liên hệ trực tiếp với chúng tôi.
Tìm hiểu thêm về bảng mạch cứng-mềm (Rigid-flex Board)
