แง่มุมพื้นฐานที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับ Flex CCL

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้เห็นการประยุกต์ใช้อย่างแพร่หลายมากขึ้นของแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นในระยะแรก แผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น (Flex PCB) ถูกนำมาใช้ในด้านการทหารเป็นหลัก โดยเฉพาะในผลิตภัณฑ์ด้านการบินและอวกาศและการทหาร การพัฒนาทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องทำให้การใช้งานแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นขยายตัวเข้าสู่ภาคพลเรือนอย่างค่อยเป็นค่อยไป จนถึงปัจจุบัน แผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ต่อพ่วงคอมพิวเตอร์และเครื่องใช้ภายในบ้าน เช่น สายแพของฮาร์ดดิสก์ อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ กล้องถ่ายรูป กล้องวิดีโอดิจิทัล เครื่องมือวัด อุปกรณ์สำนักงานอัตโนมัติ อุปกรณ์ดูแลสุขภาพ เป็นต้น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ยังมีการนำไปใช้ในฟิล์ม Chip on Flex (COF) ที่ทำงานร่วมกับโมดูลจอภาพผลึกเหลว (LCD) ด้วย เมื่อขอบเขตการใช้งานของแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นขยายกว้างขึ้น รูปแบบโครงสร้าง ฟังก์ชันของผลิตภัณฑ์ และสมรรถนะก็มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก ดังนั้นจึงมีการกำหนดข้อกำหนดด้านสมรรถนะที่สูงขึ้นสำหรับวัสดุฐานของแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น ซึ่งรวมถึง ความทนทานต่อความร้อนสูง ความเสถียรเชิงมิติสูง ความยืดหยุ่นสูง การรองรับความถี่สูง (ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำ) และการไม่ใช้ฮาโลเจน ในฐานะที่เป็นวัสดุฐานของแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น แผ่นฐานทองแดงเคลือบฟิล์มยืดหยุ่น (flexible CCL) จึงจำเป็นต้องได้รับการยกระดับด้านสมรรถนะ เพื่อให้สมรรถนะโดยรวมของแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นได้รับการปรับปรุงในที่สุด บทความนี้จะกล่าวถึงประเด็นพื้นฐานของแผ่นฐานทองแดงเคลือบฟิล์มยืดหยุ่น (flex CCL) เพื่อให้สามารถเลือกใช้วัสดุฐานแบบยืดหยุ่นที่เหมาะสมสำหรับการเพิ่มสมรรถนะของแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นของคุณได้อย่างเหมาะสม

ประวัติการพัฒนาของแผ่นวงจรพิมพ์ลามิเนตแบบยืดหยุ่น

CCL แบบยืดหยุ่นหมายถึงแผ่นวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นชั้นเดียวหรือสองชั้นแผ่นลามิเนตเคลือบทองแดงทำจากฟิล์ม PI หรือฟิล์มโพลีเอสเตอร์เป็นวัสดุฐาน ซึ่งเป็นฉนวน และมีแผ่นฟอยล์ทองแดงนำไฟฟ้าบาง ๆ ที่มีความยืดหยุ่นบนผิวหน้า เมื่อเปรียบเทียบกับแผ่นวงจรแข็ง (rigid CCL) แล้ว จะมีน้ำหนักเบา บาง และยืดหยุ่น ดังนั้นแผ่นวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น (flexible PCB) ที่ใช้แผ่นวงจรยืดหยุ่น (flexible CCL) เป็นวัสดุฐานจึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์มากมาย รวมถึงโทรศัพท์มือถือ กล้องดิจิทัล ระบบนำทาง GPS ในรถยนต์ แล็ปท็อป เป็นต้น

แผ่นลามิเนตทองแดงยืดหยุ่น (Flexible CCL) ที่เก่าแก่ที่สุดอาจเริ่มต้นจากตัวนำที่ทำจากวัสดุรองรับกระดาษไขในปี ค.ศ. 1898 ในปี ค.ศ. 1960 วิศวกรได้นำฟอยล์ทองแดงมาประยุกต์ใช้กับฟิล์มเทอร์โมพลาสติกเป็นครั้งแรก โดยสร้างลวดลายผ่านกระบวนการกัดกรด (etching) เพื่อให้ได้ลวดลายวงจรบนแผ่นวงจรยืดหยุ่นในที่สุด หลังจากการพัฒนามากว่า 50 ปี แผ่นลามิเนตทองแดงยืดหยุ่นได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลายมากขึ้นจนมีบทบาทที่ขาดไม่ได้ในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค เช่น แท็บเล็ต โทรศัพท์มือถือ เป็นต้น

เมื่อกล่าวถึงการพัฒนาของแผ่นวงจรพิมพ์ลามิเนตแบบยืดหยุ่น (Flexible CCL) ในประเทศจีน การพัฒนาเริ่มต้นขึ้นตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1980 จากนั้นแผ่นวงจรพิมพ์ลามิเนตแบบยืดหยุ่นก็เริ่มเติบโตอย่างรวดเร็ว จนถึงปัจจุบัน กำลังการผลิตโดยรวมได้เกินกว่า 10⁸ม²ติดอันดับอยู่ในกลุ่มประเทศชั้นนำของโลก

การจำแนกประเภทของ CCL แบบยืดหยุ่น

ตามชั้นที่แตกต่างกัน CCL แบบยืดหยุ่นสามารถแบ่งออกเป็น CCL แบบยืดหยุ่นด้านเดียว, CCL แบบยืดหยุ่นสองด้าน และ CCL แบบยืดหยุ่นหลายด้าน; ตามความหนาแน่นของลายวงจรที่แตกต่างกัน CCL แบบยืดหยุ่นสามารถแบ่งออกเป็น CCL แบบยืดหยุ่นทั่วไป และ CCL แบบยืดหยุ่นความหนาแน่นสูง; ตามชนิดของวัสดุฐานที่แตกต่างกัน CCL แบบยืดหยุ่นสามารถแบ่งออกเป็น CCL แบบยืดหยุ่นชนิดโพลีเอสเตอร์, CCL แบบยืดหยุ่นชนิด PI และ CCL แบบยืดหยุ่นชนิดโพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน; ตามโครงสร้างผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน CCL แบบยืดหยุ่นสามารถแบ่งออกเป็น 3L-FCCL และ 2L-FCCL ซึ่งแสดงให้เห็นในภาพต่อไปนี้

ตามภาพที่แสดง 3L-FCCL เรียกอีกอย่างว่าแผ่นวงจรยืดหยุ่นชนิดมีชั้นกาว (adhesive flex CCL) ในขณะที่ 2L-FCCL เรียกอีกอย่างว่าแผ่นวงจรยืดหยุ่นชนิดไม่มีชั้นกาว (non-adhesive flex CCL)

โครงสร้างของ CCL แบบยืดหยุ่น

Flex CCL ประกอบขึ้นหลัก ๆ จากวัสดุนำไฟฟ้าและฟิล์มฉนวนพื้นฐาน โดยใน 3L-FCCL ยังมีชั้นกาวรวมอยู่ด้วยตามที่แสดงไว้ข้างต้น

วัสดุนำไฟฟ้าที่ใช้ในแผ่นวงจรยืดหยุ่น (flex CCL) ได้แก่ ฟอยล์ทองแดง ฟอยล์อะลูมิเนียม และโลหะผสมทองแดง-เบริลเลียม โดยฟอยล์ทองแดงมีสัดส่วนมากที่สุด ฟอยล์ทองแดงยังสามารถแบ่งออกได้เป็นฟอยล์ทองแดงอิเล็กโทรไลต์และฟอยล์ทองแดงรีด ซึ่งแต่ละประเภทจะถูกจัดระดับคุณภาพแตกต่างกันไป เนื่องจากฟอยล์ทองแดงอิเล็กโทรไลต์และฟอยล์ทองแดงรีดถูกผลิตด้วยกระบวนการที่ต่างกัน คุณสมบัติเชิงกลและความยืดหยุ่นของทั้งสองจึงแตกต่างกันมาก รวมถึงกระบวนการทำผิวหยาบของทองแดงด้วย

ในฐานะองค์ประกอบหลักของแผ่นวงจรยืดหยุ่นชนิด CCL ฟิล์มฉนวนชั้นฐานแบ่งออกเป็นฟิล์มโพลีเอสเตอร์ ฟิล์ม PI ฟิล์มโพลีเอสเตอร์อิไมด์ ฟิล์มฟลูออโรคาร์บอนเอทิลีน เป็นต้น โดยที่ฟิล์มโพลีเอสเตอร์และฟิล์ม PI มีสัดส่วนมากที่สุด ฟิล์มโพลีเอสเตอร์ที่กล่าวถึงนี้คือฟิล์มโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต ซึ่งมีโครงสร้างทางเคมีดังแสดงด้านล่าง

มีคุณสมบัติทนทานต่อน้ำได้ดีและมีเสถียรภาพเชิงมิติหลังการดูดซึมความชื้น รวมทั้งมีสมรรถนะที่ดีในด้านคุณสมบัติเชิงกลและสมรรถนะทางไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ข้อเสียคือมีความทนทานต่อความร้อนไม่ดีและมีแนวโน้มที่จะหดตัวสูงเมื่อได้รับความร้อน นอกจากนี้ยังมีจุดหลอมเหลวต่ำ ซึ่งไม่เป็นที่ยอมรับสำหรับการบัดกรีที่อุณหภูมิสูง

ฟิล์ม PI มีสมรรถนะทางกลและคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม มีความทนทานต่อความร้อนได้ดี โดยสามารถใช้งานต่อเนื่องที่อุณหภูมิ 260°C และทนต่ออุณหภูมิสูงชั่วขณะได้มากกว่า 400°C พร้อมทั้งมีความทนไฟที่ดี ดังนั้น ฟิล์ม PI จึงถูกนำมาใช้สำหรับแผ่นวงจรพิมพ์ลามิเนตแบบยืดหยุ่น (flex CCL) อยู่เสมอ

ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบสำคัญ กาวเป็นตัวกำหนดสมรรถนะและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ 3L-FCCL โดยตรง กาวที่ใช้สำหรับแผ่นวงจรยืดหยุ่น (flex CCL) มีทั้งชนิดโพลีเอสเตอร์ ชนิดกรดอะคริลิก ชนิดอีพ็อกซีหรืออีพ็อกซีดัดแปร ชนิด PI และชนิดฟีนอลิก‑pvb เป็นต้น ปัจจุบัน กาวกรดอะคริลิกและกาวอีพ็อกซีถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย

แนวโน้มการพัฒนาของแผ่นวงจรพิมพ์ลามิเนตแบบยืดหยุ่น

แผ่นวงจรพิมพ์ชนิดยืดหยุ่น (Flexible CCLs) มีแนวโน้มการประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในอนาคต ในขณะเดียวกัน นักวิจัยได้พัฒนาประเภทใหม่ของแผ่นวงจรพิมพ์ชนิดยืดหยุ่นไปมาก เช่น แผ่นวงจรยืดหยุ่นชนิดทนต่ออุณหภูมิสูง (high-Tg flex CCL), แผ่นวงจรยืดหยุ่นชนิดปลอดฮาโลเจนและปลอดฟอสฟอร์ (halogen-free and phosphor-free flex CCL), แผ่นวงจรยืดหยุ่นความเร็วสูง (high-speed flex CCL) และแผ่นวงจรยืดหยุ่นชนิดบางพิเศษ (ultra-thin flex CCL)

• แผ่นวงจรพิมพ์ยืดหยุ่นชนิด Tg สูงสำหรับ 3L-FCCL แล้ว ประเด็นสำคัญของแผ่นวงจรยืดหยุ่น CCL ชนิด Tg สูงอยู่ที่การปรับปรุงความทนทานต่อความร้อนของกาว ปัจจุบันกาวที่ใช้ใน 3L-FCCL ส่วนใหญ่เป็นเรซินอีพ็อกซีและกรดอะคริลิก ดังนั้น แผ่นวงจรยืดหยุ่น CCL ชนิด Tg สูงจึงจำเป็นต้องควบคุมต้นทุนการผลิตให้ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยต้องรับประกันเสถียรภาพเชิงมิติ คุณสมบัติฉนวน และความทนทานต่อสารเคมีเป็นลำดับแรก

• แผ่นวงจรพิมพ์ยืดหยุ่นทนไฟ ปราศจากฮาโลเจนและฟอสฟอรัสเนื่องจากการออกกฎระเบียบของสหภาพยุโรปและกระแสเรียกร้องด้านการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม การไม่ใช้ฮาโลเจนและไม่ใช้ฟอสฟอรัสจึงกลายเป็นเป้าหมายการพัฒนาใหม่ของแผ่นวงจรพิมพ์ยืดหยุ่น (flex CCLs)

• แผ่นวงจรพิมพ์ลามิเนตยืดหยุ่นความเร็วสูงในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การส่งสัญญาณมีความถี่สูงและความเร็วสูง ทำให้เกิดความต้องการใหม่ในด้านความถี่สูงและความเร็วสูง

• แผ่นวงจรพิมพ์ยืดหยุ่นชนิดบางพิเศษความต้องการผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีน้ำหนักเบาได้กระจายไปยังแผ่นวงจรพิมพ์ลามิเนตแบบยืดหยุ่น (flex CCL) ซึ่งเป็นสาเหตุหลักของการพัฒนาแผ่นวงจรพิมพ์ลามิเนตแบบยืดหยุ่นชนิดบางพิเศษ (ultra-thin flex CCL)

ขอใบเสนอราคาทันทีและเชื่อถือได้สำหรับแผ่นวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นจาก PCBCart

ที่จริงแล้ว คุณไม่จำเป็นต้องสั่ง flex CCL ทุกครั้งที่คุณหยิบขึ้นมาผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ที่น่าเชื่อถือเพราะเป็นความรับผิดชอบของพวกเขาในการจัดหาบอร์ด PCB แบบยืดหยุ่นที่มีประสิทธิภาพดีที่สุด ซึ่งขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของแผ่น CCL แบบยืดหยุ่น สิ่งที่คุณต้องทำก็แค่ขอใบเสนอราคาสำหรับ Flexible PCB บนเว็บไซต์ PCBCart.com และคว้าโอกาสในการเติบโต

ขอใบเสนอราคาแผ่นวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นฟรี

แหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์
•บทนำอย่างครอบคลุมเกี่ยวกับแผ่นลามิเนตเคลือบทองแดง
•5 "อะไร" เกี่ยวกับแผ่นลามิเนตเคลือบทองแดง FR-4
•บทนำอย่างครอบคลุมเกี่ยวกับวัสดุแผงวงจรพิมพ์ (PCB)
•การประยุกต์ใช้แผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นและแบบยืดหยุ่น-แข็งร่วมกัน
•บริการผลิตแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น (Flex PCB) จากประเทศจีน
•PCBCart ยังให้บริการการผลิตแผงวงจรพิมพ์แบบเฟล็กซ์-ริจิด