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軟性印刷電路板組裝
每一個具有開關的產品內部都包含某種形式的電路板。
大部分情況下，製造商和消費者已習慣於看到傳統格式的電路板——平坦、矩形的電路板被安裝在平坦、矩形的產品中，例如電視機和筆記型電腦。
然而，隨著新的人體工學產品設計和可穿戴科技的普及，製造商面臨的挑戰正在改變。
現在，您可以設計電路板以適應狹窄的三維空間，同時確保抗機械磨損和抗震動的性能。
柔性電路使製造商能夠比以往更加創新。
直到2010年代初，柔性電路的組裝在材料和人力成本上都是高昂的，這使得完成設計變得極為困難。此外，這些早期的柔性電路往往不像其剛性對應物那樣可靠。
然而，隨著柔性電路組裝成本的下降，這些電路在日常產品中的應用迅速增長。
柔性電路板組裝挑戰
柔性電路板與剛性-柔性電路板為製造商帶來了顯著的挑戰。
大型或重型元件可能在組裝過程中帶來困難，這需要小心處理並使用專業設備。元件的重量可能影響焊點的質量，可能導致焊點開裂或錯位等問題。
而剛性印刷電路板的標準化尺寸使得組裝人員能夠輕鬆創建高效的傳送帶式組裝流程，適用於製造各類電路板，但每一塊柔性電路板都需要單獨進行評估。
首先，支撐柔性電路板的托盤需要適應其獨特且柔韌的形狀。
超輕型柔性電路板通常無法平放在托盤表面，對於雙面柔性電路板，組裝人員必須設計一個能夠同時適應上下電路配置的托盤。
如果柔性電路板無法平放在托盤上，電路下方的氣墊可能會在焊膏篩網印刷和SMT貼片過程中產生機械阻力。
本質上，氣墊就像彈簧床一樣，可能會使元件從組裝體上彈開，而無法穩定地黏附在電路膜上。
這需要特殊的工具和支撐夾具，並且這些工具需要根據獨特的柔性電路設計進行校準。
定制的托盤幾何形狀可以確保即使電路在不同位置有不同厚度，也能保持平放。
SMT貼片機通常以高速運行，且容錯極小。電路的名義尺寸與實際柔性電路幾何形狀之間的微小差異，都可能在組裝過程中引發問題。
柔性印刷電路板組裝過程
柔性電路板組裝是將元件進行組裝的過程。這一過程與剛性電路板的組裝相似。
下圖顯示了該過程的流程。
物料清單
BOM（物料清單）是組裝印刷電路板所需元件的清單。
柔性PCB烘烤
柔性電路板堆疊完成後，會送入烘烤過程以減少電路板內部的水分。烘烤過程的溫度和持續時間取決於PCB的總體厚度。
| 柔性PCB的整體厚度 | 烘烤時間與溫度 |
|---|---|
| 不超過1毫米 (39 mils) | 至少120°C下烘烤2小時 |
| > 1毫米至1.8毫米 (70 mils) | 至少120°C下烘烤4小時 |
| > 超過1.8毫米至4毫米（157 mils） | 至少120°C下烘烤6小時 |
焊膏印刷
經過烘烤後，電路板進行焊膏印刷。在此過程中，焊膏會被塗布在PCB表面。主要目標是將焊盤焊接到電路板上。這是通過網版印刷將焊膏印刷到電路板上來完成的。使用一種叫做刮刀的工具來施加必要的力量，將焊膏推過網版。刮刀通常由金屬或聚氨酯製成。
回流焊接
回流焊接是一種將元件預熱並將PCB上的焊料熔化的過程，以實現電路板與元件之間的焊接。元件通過焊膏固定在柔性電路板上。在回流焊接過程中，焊膏會熔化並冷卻，形成良好的焊點。這一過程在回流焊爐中進行。這些焊爐具有不同的加熱區域，每個加熱區域的溫度根據組裝過程的焊接曲線進行設置。
回流焊接有四個階段：
在預熱階段，熱量積聚在電路板和元件中。溫度應該逐漸變化，因為快速的溫度變化會損壞元件。一般來說，溫度變化不應超過2°C/秒。這些信息可以在焊膏的數據表中找到。
在熱浸泡階段，通過激活助焊劑來減少元件焊盤和引腳的氧化。
在回流階段，焊膏被熔化，並且過程達到其最大溫度（低於元件的最大允許溫度）。處理過的電路板隨後被冷卻，焊料合金凝固，形成焊點。
在隨後的階段，柔性電路板會進行光學檢查和電氣測試，以確保其完全無誤。測試完成後，電路板從面板上沖切下來並送往最終質量檢查（FQC）。經過FQC後，電路板會送往包裝和倉儲。
適應柔性電路板的熱限制
電路板組裝人員需要解決的另一個問題是熱敏感性。
由於柔性電路板比剛性電路板薄得多，因此焊接時施加的熱量無處散發——它會直接通過孔徑流動。
焊接柔性電路板需要使用精確的焊接工具，由經驗豐富的技術人員操作。與剛性電路板相比，錯誤的容忍範圍要小得多。
隨著支持柔性電路板製造技術的不斷進步，投資於最先進工具設備和技術人員培訓的組裝人員，能夠在為新產品組裝柔性電路板時降低成本並提高生產力。
柔性PCB組裝設計考量
設計師需要了解的重要柔性PCB組裝規範。
柔性電路板最常使用的基材是聚酰亞胺薄膜。這些材料具有良好的柔性和薄度。選擇具有良好熱耐性和電導性的材料。
柔性PCB的層數取決於其應用類型。對於動態應用，選擇單層電路板；對於靜態應用，層數可以從4層到8層不等。
柔性電路板的彎曲半徑是其彎曲能力的指標。一般來說，這些電路板的彎曲半徑範圍在1毫米至5毫米之間。
柔性電路板組裝特徵
輔助夾具的應用
由於柔性電路板較薄且輕，因此容易磨損。在成功組裝SMT元件時，會使用剛性載體。載體的位置和一致性在組裝過程中起著至關重要的作用。在柔性電路板組裝過程中，會使用多種輔助夾具，包括板材載運托盤、烘烤、電氣測試、功能測試及切割夾具。
低密度
與剛性電路板相比，柔性PCB上可組裝的元件數量相對較少。
高品質要求
通常，這些電路板會被應用於需要反覆彎曲的地方。組裝的元件必須滿足其運行條件的需求。因此，柔性電路板在潔淨度和焊接可靠性方面的要求，比剛性電路板更高。
通過仔細考慮元件的類型、尺寸和機械特性，PCB設計師可以優化柔性電路設計，確保可靠性和性能，尤其是在柔性至關重要的應用中。與製造商在設計階段的合作，可以幫助識別和解決與元件放置在柔性電路板上的潛在問題。
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