สายเคเบิลเชื่อมต่อแบบแยกชิ้นที่มีราคาแพงและซับซ้อนอาจลดความเชื่อถือได้ของการออกแบบ เพิ่มต้นทุน และเพิ่มขนาดโดยรวมของการออกแบบ โชคดีที่มีทางเลือกในรูปแบบของแผ่นวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นและแบบยืดหยุ่น-แข็ง แผ่นวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นสามารถมอบโซลูชันที่คุ้มค่าและสะดวกต่อความต้องการด้านการเชื่อมต่อของการออกแบบของคุณ พร้อมข้อได้เปรียบเพิ่มเติมคือมีความสามารถในการทำซ้ำและความเชื่อถือได้เช่นเดียวกับแผ่นวงจรพิมพ์ทั่วไป ในขณะที่การเชื่อมต่อแบบแยกชิ้นมีทิศทางของตัวนำที่แตกต่างกันโดยเนื้อแท้ แผ่นวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นจะยึดตัวนำทั้งหมดให้อยู่ในทิศทางเชิงพื้นที่ที่คงที่ต่อกัน ความสม่ำเสมอขององค์ประกอบนี้ทำให้สามารถสร้างแบบจำลองลายวงจรของแผ่นวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นได้อย่างแม่นยำและทำให้การออกแบบคาดการณ์ได้มากขึ้น นอกจากนี้ แผ่นวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นยังสามารถมีหน้าสัมผัสแบบทองคำ (gold finger) ทำให้ขอบของแผ่นวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นทำหน้าที่เป็นส่วนตัวผู้ของคอนเน็กเตอร์ได้ และยังรองรับการออกแบบความหนาแน่นสูงได้ ดังนั้น แผ่นวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นจึงสามารถใช้แทนโซลูชันการเชื่อมต่อแบบแยกชิ้นแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ได้ ในขณะเดียวกันก็ยังคงรองรับการออกแบบที่มีความเป็นโมดูลาร์สูงอยู่ได้
นอกเหนือจากการเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการสร้างโซลูชันการเชื่อมต่อสำหรับงานออกแบบแล้ว แผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น (Flexible PCB) ยังสามารถรองรับการติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเป็นพื้นฐานของโซลูชันทั้งระบบได้ การใช้แผงวงจรยืดหยุ่นแทนแผงวงจรแบบแข็งแบบดั้งเดิมช่วยให้สามารถออกแบบแผงวงจรที่มีขนาดเล็กลงและมีรูปทรงที่ไม่เป็นแบบเดิม ซึ่งสามารถติดตั้งในโครงหุ้ม (housing) ที่ไม่สามารถรองรับแผงวงจรแบบดั้งเดิมได้ แทนที่จะติดตั้งอุปกรณ์ของคุณบนแผงวงจรแข็ง คุณสามารถติดตั้งบนโซลูชันแบบยืดหยุ่นได้ และแผงวงจรจะโค้งงอตามรูปทรงของโครงหุ้มที่มีความโค้งเว้า นอกจากนี้ ส่วนต่าง ๆ ของแผงวงจรยืดหยุ่นยังสามารถเสริมความแข็งด้วยวัสดุเสริมความแข็ง (stiffening substrate) เพื่อเพิ่มความเชื่อถือได้ สุดท้าย แผงวงจรยืดหยุ่นยังเอื้อต่อการสร้างโซลูชันที่มีน้ำหนักเบาที่สุด เนื่องจากแผงวงจรยืดหยุ่นมีน้ำหนักต่อหน่วยพื้นที่ต่ำกว่าแผงวงจรแบบดั้งเดิมอย่างมาก ตัวอย่างการใช้งานที่มักใช้โซลูชันแผงวงจรยืดหยุ่น ได้แก่ อุปกรณ์สวมใส่ กล้องดิจิทัล อุปกรณ์ทางการแพทย์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคขนาดเล็กอื่น ๆ
แผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นยังมีข้อดีคือมีความทนทานต่อการสั่นสะเทือนโดยธรรมชาติ มักถูกใช้ในอุปกรณ์ยานยนต์เนื่องจากมีความทนทานต่อการสั่นสะเทือนโดยธรรมชาติ และยังเหมาะอย่างยิ่งกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีชิ้นส่วนเชิงกล ดังนั้นจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องพิมพ์ ฮาร์ดดิสก์ และแป้นพิมพ์
แผงวงจรพิมพ์แบบเฟล็กซ์-ริจิดมอบข้อดีที่ดีที่สุดทั้งจากแผงวงจรแบบดั้งเดิมและโซลูชันแบบยืดหยุ่น ด้วยการออกแบบเฟล็กซ์-ริจิด การเชื่อมต่อระหว่างบอร์ดสองแผ่นจะถูกบูรณาการไว้ภายใน การใช้โซลูชันเฟล็กซ์-ริจิดช่วยให้นักออกแบบสามารถรองรับโซลูชันสามมิติได้ในขั้นตอนการประกอบเพียงครั้งเดียว การใช้แผงวงจรเฟล็กซ์-ริจิดแทนแผงวงจรแบบดั้งเดิมและการเชื่อมต่อแบบแยกชิ้นสามารถลดเวลาในการประกอบผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย และท้ายที่สุดนำไปสู่ผลิตภัณฑ์ที่มีความน่าเชื่อถือมากขึ้น การเติบโตของการใช้โซลูชันเฟล็กซ์-ริจิดในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเป็นข้อพิสูจน์ถึงประโยชน์การใช้งานที่โซลูชันเฟล็กซ์-ริจิดมอบให้
ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างแผ่นวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น-แข็งสองชิ้นที่ผลิตโดย PCBCart:
กระบวนการออกแบบสำหรับโซลูชันแบบยืดหยุ่นหรือแบบยืดหยุ่น‑แข็งนั้นมีความคล้ายคลึงกับการออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) แบบดั้งเดิมมาก โดยมีข้อควรระวังเพิ่มเติมคือส่วนที่เป็นแผ่นวงจรยืดหยุ่นจำเป็นต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษในด้านคุณสมบัติทางกล เมื่อสร้างเลย์เอาต์แบบสองมิติของการออกแบบแผ่นวงจรยืดหยุ่นเสร็จแล้ว แนวทางที่ดีคือการสร้างต้นแบบจำลองของการออกแบบยืดหยุ่นของคุณด้วยซอฟต์แวร์จำลองสามมิติ หรือสร้างต้นแบบกระดาษของแบบดังกล่าว วิธีนี้ช่วยให้คุณสามารถทดสอบได้ว่าการออกแบบนั้นเป็นไปตามข้อกำหนดทางกลของวัสดุแผ่นวงจรยืดหยุ่นหรือไม่ นอกเหนือจากนี้ การออกแบบของคุณต้องไม่ต้องการรัศมีการโค้งงอที่เล็กกว่าค่าที่แผ่นวงจรยืดหยุ่นสามารถรองรับได้ มาตรฐาน IPC-2223 สามารถใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงเพื่อกำหนดรัศมีการโค้งงอต่ำสุดของการออกแบบเฉพาะได้
เคล็ดลับการออกแบบอื่น ๆ ได้แก่: พิจารณาการจัดวางลายวงจรให้เหลื่อมกันระหว่างแต่ละเลเยอร์บนวงจรแบบยืดหยุ่นเพื่อให้ได้ระดับความยืดหยุ่นที่สูงขึ้น ตัวนำควรถูกวางเส้นทางให้ตั้งฉากกับรัศมีการโค้งงอเสมอเพื่อช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือและความยืดหยุ่น บริเวณจุดต่อสายควรเสริมความแข็งแรงด้วยแผ่นเสริมความแข็ง การป้องกันสัญญาณรบกวนควรทำโดยใช้ลายตารางไขว้แทนการใช้ระนาบทองแดงทึบ รูทะลุควรถูกจัดให้อยู่ห่างจากบริเวณที่มีการโค้งงอ
ก่อนที่จะส่งงานออกแบบไปผลิต ควรคำนึงถึงว่าบอร์ดแบบยืดหยุ่นของคุณสามารถโค้งงอได้ในกระบวนการออกแบบ และออกแบบบอร์ดให้มีความหนาแน่นสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เมื่อจัดวางซ้อนกันบนแผ่นผลิต หากสามารถใช้การโค้งงอเพื่อให้ได้มาซึ่งมิติใดมิติหนึ่ง ก็ควรทำการโค้งงอนั้นในขั้นตอนการติดตั้ง ไม่ใช่ในงานออกแบบเริ่มต้น สุดท้าย การใช้แผ่นเสริมความแข็งร่วมกับ PCB แบบยืดหยุ่นอาจเป็นทางเลือกที่คุ้มค่ากว่าทางด้านต้นทุนเมื่อเทียบกับการใช้ดีไซน์แบบเฟล็กซ์–ริจิด เมื่อคุณต้องการจำนวนเลเยอร์ในงานออกแบบเพียงไม่กี่ชั้น การใช้ PCB แบบยืดหยุ่นร่วมกับแผ่นเสริมความแข็งในตำแหน่งสำคัญของบอร์ดอาจมีความคุ้มค่ามากกว่า คุณควรพิจารณาใช้โซลูชันแบบเฟล็กซ์–ริจิดก็ต่อเมื่อการออกแบบของคุณต้องการจำนวนเลเยอร์ที่สูงมากเท่านั้น
สุดท้ายแล้ว การติดตั้งชิ้นส่วนบนแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นมีความคล้ายคลึงกับการติดตั้งชิ้นส่วนบนแผงวงจรพิมพ์แบบแข็งอย่างมาก โปรดพิจารณาเคล็ดลับต่อไปนี้เมื่อทำการประกอบแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น:
• อบแผ่นวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นเป็นเวลา 1 ชั่วโมงก่อนการลงอุปกรณ์เพื่อกำจัดความชื้นที่ถูกดูดซึมออก
• ยึดแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นเข้ากับพื้นผิวแข็งเพื่อให้คงความเสถียรของมิติขณะบัดกรีเข้ากับอุปกรณ์
• เมื่อบัดกรีอุปกรณ์ด้วยมือเข้ากับแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น ให้สลับตำแหน่งไปมาขณะบัดกรีอุปกรณ์ที่มีขาพินหนาแน่น เพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปในบางส่วนของแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น
