Thị trường mạch dẻo FPC/FPCB (Flexible Printed Circuit Board) đang phát triển nhanh chóng nhờ vào những tiến bộ trong công nghệ chế tạo, cũng như nhu cầu tối ưu hóa các sản phẩm điện tử. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu về những công nghệ, và những bước tiến mới nhất trong lĩnh vực sản xuất, đồng thời đưa ra các nhận định, phân tích về xu hướng thị trường, các thách thức tiềm ẩn về mặt công nghệ, cũng như những kiến thức cơ bản về mạch dẻo FPC.
1. Xu hướng công nghệ mới
Bo mạch điện tử có khả năng kéo dãn (Stretchable electronics)
Sự xuất hiện của các thiết bị có khả năng kéo dãn là một bước tiến vượt bậc trong công nghệ mạch dẻo. Các bo mạch này được thiết kế để có khả năng kéo, và uốn theo nhiều hướng, gần giống với da người. Các loại bo mạch này có thể được ứng dụng rộng rãi từ trong các thiết bị đeo cho phép theo dõi sức khỏe có khả năng thích ứng với chuyển động của cơ thể đến các loại da điện tử cho robot.
Mạch hỗn hợp cứng dẻo (Flex-Rigid PCB)
Mạch hỗn hợp cứng dẻo là mạch tích hợp cả phần mạch dẻo FPC và phần mạch PCB cứng trong một bo mạch duy nhất. Kiểu thiết kế này cho phép chế tạo các thiết bị điện tử phức tạp nhưng vẫm giữ nguyên tính nhỏ gọn, nâng cao hiệu năng những vẫn giữ nguyên tính linh hoạt. Các bo mạch này thường được phát triển cho những ứng dụng yêu cầu cả phần gắn linh kiện cứng và phần liên kết, kết nối dẻo như trong lĩnh vực hàng không vũ trụ hoặc trong các thiết bị y tế…
Hình 2: Mạch Rigid-Flex PCB
Các vật liệu mới để chế tạo mạch FPC
Sự phát triển của công nghệ vật liệu mới như graphene và các loại polymer dẫn diện đang phá vỡ những giới hạn về năng lực của mạch dẻo. Các vật liệu mới này có các đặc tính dẫn điện, độ linh hoạt và độ bền vượt trội, cho phép tạo ra các mạch dẻo tối ưu hơn và đáng tin cậy hơn.
2. Xu hướng thị trường mạch dẻo
Sự phát triển của các thiết bị đeo thông minh
Hiện nay, các thiết bị đeo thông minh như tai nghe không dây, đồng hồ thông minh, thiết bị theo dõi sức khỏe, thiết bị thể dục đang phát triển chóng mặt. Trong đó, các bo mạch dẻo đóng vai trò là trái tim của các thiết bị này.
Sự tăng trưởng của thiết bị IoT
Internet vạn vật (IoT) là một động lực chính khác thúc đẩy nhu cầu về mạch FPC. Các thiết bị IoT, từ các tiện ích gia đình thông minh đến các cảm biến công nghiệp, được hưởng lợi từ bản chất nhỏ gọn và linh hoạt của mạch dẻo, cho phép chúng được tích hợp vào nhiều môi trường và ứng dụng khác nhau.
Thị trường điều khiển tự động
Công nghiệp điều khiển tự động tiếp tục phát triển nhanh chóng trong những năm gần đấy với hệ thống hỗ trợ lái xe tiên tiến (advanced driver-assistance systems (ADAS)), phương tiện chạy điện (EVs), và công nghệ lái tự động. Công nghệ mạch dẻo là một trong những công nghệ lõi trong những lĩnh vực này, cung cấp các đặc tính đáng tin cậy và linh hoạt cho các thiết kế trong phương tiện hiện đại
3. Những thách thức về mặt công nghệ mạch dẻo FPC
Quản lý nhiệt
Khi thiết bị điện tử ngày một nhỏ gọn và mạnh mẽ hơn, việc kiểm soát công suất tỏa nhiệt trên mạch dẻo đã trở thành một thách thức thật sự. Để giải quyết vấn đề này, các giải pháp quản lý nhiệt tiên tiến như tích hợp bộ tản nhiệt và sử dụng vật liệu dẫn nhiệt đang được nghiên cứu và phát triển.
Khả năng hoạt động trong môi trường khắc nghiệt
Mạch dẻo trong các thiết bị điều khiển tự động hoặc cho những ứng dụng công nghiệp cần chống chịu được các điều kiện hoạt động khắc nghiệt như nhiệt độ cao hoặc rất thấp, rung sóc và hóa chất… Để tồn tại và hoạt động ổn định trong những điều kiện môi trường này, các bo mạch dẻo cần được cải tiến nâng cấp về vật liệu chế tạo cũng như thiết kế.
Tối ưu giá thành sản xuất
Mặc dù có rất nhiều ưu điểm vượt trội, nhưng quy trình sản xuất mạch dẻo tốn kém hơn nhiều so với mạch in PCB truyền thống. Hiện nay các nhà sản xuất đang tập trung cải tiến phương pháp sản xuất, tự động hóa, và phát minh các loại vật liệu mới nhằm tối ưu giá thành sản phẩm.
4. Kết Luận
Công nghệ Flex PCB đang sẵn sàng cho những phát triển thú vị, được thúc đẩy bởi những tiến bộ trong khoa học, công nghệ cũng như xuất phát từ nhu cầu thị trường. Bằng cách dẫn đầu các xu hướng công nghệ, giải quyết các thách thức sắp tới và tận dụng hiểu biết chuyên sâu của chuyên gia, ngành công nghiệp chế tạo mạch dẻo FPC đang ngày càng phát triển, cho phép tạo ra các thiết bị điện tử tiên tiến, linh hoạt và đáng tin cậy hơn.