Standžios lanksčios spausdintinės plokštėssiūlo unikalius sprendimus šiuolaikiniams įvairių formų ir dydžių elektroniniams prietaisams.
Kai kurios standžios lanksčios spausdintinės plokštės (pvz., spausdintinės plokštės, naudojamos klausos aparatuose) yra labai sudėtingos gaminti dėl jų mažo dydžio. Tačiau, nepaisant dydžio, perėjimo zonos tarp lanksčios plokštės ir kietosios plokštės konstrukcija turi įtakos tolesnio gamybos ir naudojimo patikimumui. Pereinamoji zona yra veikiama mechaninių ir šiluminių įtempių, atsirandančių tiek dėl gamybos, tiek dėl surinkimo procesų, taip pat dėl įvairių naudojimo kasdieniame gyvenime scenarijų. Todėl projektuojant būtina gerai suvokti galimą riziką, kurią gali sukelti netinkamas dizainas.
Pagal IPC-6013 standartą standžios lanksčios spausdintinės plokštės pereinamoji zona apibrėžiama kaip 3 mm pločio sritis, kurios centre yra kietosios plokštės krašto ašis (žr. 1 pav.).
(1 pav. Standžios lanksčios spausdintinės plokštės jungties plokštės pereinamoji zona (Šaltinis: NCAB standžios lanksčios spausdintinės plokštės jungties plokštės projektavimo gairės))
Unikalūs iššūkiai gamybos procese
Lanksčios standžios plokštės gamybos procesas skiriasi nuo įprastos standžiosios plokštės gamybos proceso. Kai laminavimas bus baigtas lanksčios plokštės srityje, visos medžiagos bus galutinai laminuojamos, kad lanksčios plokštės būtų sujungtos su kietosios plokštės sritimi. Prieš antrąjį presavimą, tarpinės bus dedamos į krūvą, kad derva nepatektų į minkštos plokštės sritį, o tada tarpinės iš Felix spausdintinės plokštės srities bus pašalintos frezuojant.
1 paveiksle taip pat išvardyti kai kurie priimtini defektai pereinamojoje zonoje, kurie gali turėti neigiamą poveikį galutiniam lanksčios standžios plokštės veikimui, jei pereinamojoje zonoje yra įdiegtos kokios nors funkcinės savybės.
Štai keletas dažniausiai pasitaikančių defektų ir jų poveikio:
Krekingas ir Halo
Medienos plaušų plokštės ir lanksčios plokštės sandūroje medžiaga atsisluoksniuoja, trūkinėja derva arba lūžta varinė folija daugiausia dėl storos medienos plaušų plokštės ir plonos lanksčios plokštės, kurios po laminavimo sudaro laiptuotą struktūrą. Lenkimo ar terminio ciklo metu įtempis sutelkiamas šalia pereinamosios linijos.
Laminavimo tuštumos
Priimtini laminuoti tarpai pereinamojoje zonoje. Lanksčios standžios plokštės paprastai yra pagamintos iš FR4 medžiagos ir poliimido. Įprastų standžių plokščių prepregas naudojamas vario sluoksniams tekėti ir suklijuoti, tuo pačiu užkertant kelią tarpsluoksnių tarpams. Lanksčios standžios plokštės FR4 prepreg turi "mažo srauto" arba "be tekėjimo" charakteristikas, kurios neleidžia dervai tekėti į lanksčios plokštės sritį, todėl pereinamojoje zonoje gali būti laminavimo tarpų.
Dervos perpildymas (išspaudimas)
Nors PCB gamyklose lanksčioms standžioms plokštėms gaminti naudojamas netekantis PP, kartais lipnios medžiagos derva vis tiek išsilieja iš kietosios plokštės krašto ir patenka į pereinamąją zoną. Vienkartinio „Flex to Install“ reikalavimo atveju tai gali nesukelti problemų; Tačiau naudojant Dynamic Flex, aštrūs sukietėjusios dervos kraštai gali pažeisti lanksčią plokštę.
Iškišusi standi dielektrinė medžiaga
Frezuojant lanksčios plokštės plotą, dėl laminuotų tuštumų arba dervos perpildymo gali šiek tiek išsikišti kietos plokštės dielektrinis sluoksnis. Šis defektas neturi įtakos veikimui ir yra priimtinas pagal IPC-6013 standartą.
Vario deformacija
Dėl medžiagos nestabilumo pereinamojoje zonoje vario elementai yra linkę deformuotis ir netgi gali atsirasti įtrūkimų ar delaminacijos. Taip yra todėl, kad varis gali trukdyti užpildyti dervą, todėl dervos nepakanka. Be to, gali būti paveiktas tarpsluoksnių išlyginimo tikslumas.
Dangtis išsikišęs
Dengimo plėvelės medžiagos įdėjimas į pereinamąją zoną taip pat gali sukelti problemų. Dengiančios plėvelės dizainas netinkamas klijuoti suFR4medžiaga, o jei ji tęsiasi iki pereinamosios zonos, dėl prasto sukibimo gali atsirasti delaminacijos.
Funkcijos dizainas pereinamojoje zonoje: rizika ir svarstymai
Pagrindinis klausimas yra toks: kiek funkcinės savybės gali išsiplėsti iki pereinamosios zonos, nepakenkidamos gaminio veikimui ar nesukeldamos per didelio medžiagos įtempimo? Atsakymas yra toks: beveik neįmanoma pratęsti. Kaip parodyta 2 paveiksle, nors techniškai įmanoma suprojektuoti ir pagaminti elementus pereinamojoje zonoje ir net lanksčios plokštės srityje, tai nėra brandus požiūris. Todėl glaudus bendravimas su savo PCB tiekėju yra labai svarbus. PCB tiekėjo techninė komanda turėtų suprasti kiekvieno proceso pajėgumo ribines vertes ir informuos jus apie laisvą erdvės diapazoną pereinamojoje zonoje, atsižvelgdama į gamyklos galimybes ir specifikacijas.
(2 pav. Išplėstinė gamybos galimybė (šaltinis: NCAB standžios lanksčios spausdintinės plokštės projektavimo gairės))
2 paveiksle kairėje nurodytos rekomenduojamos vertės turi mažiausią riziką. Jei naudojate specifikacijas, pateiktas dešinėje esančiame stulpelyje „Išplėstinė“, reikia būti ypač atsargiems, siekiant užtikrinti, kad visos suinteresuotosios šalys visiškai suprastų galimą riziką.
Miniatiūrizavimo ir gamybos pajėgumų tobulinimo tendencija
Nuolat atnaujinant ir kartojant grandinės technologiją, atsiranda naujų sprendimų ir gamybos procesų, kurie atitiktų nuolat kylančius naujus šiandienos gaminių poreikius. Miniatiūrizavimo tendencija verčia minkštų kietų plokščių procesą nuolat peržengti proceso ribas. NCAB visada skatina ieškoti naujovių ir pažangiausių pcb dizaino -technologijų, jei jos atitinka taikymo reikalavimus ir visos suinteresuotosios šalys žino apie galimą riziką.
Kai kurios PCB gamyklos gali palaikyti standžiųjų lanksčių spausdintinių plokščių su mažais pereinamaisiais plotais gamybą, tačiau vis tiek rekomenduojama atlikti griežtus jų kokybės patikrinimus. Tuo pačiu metu reikia atkreipti dėmesį į:
Nedėkite pagrindinių funkcinių savybių pereinamosiose srityse
Bendraukite su tiekėjais, kad suprastumėte jų gamybos galimybes ir priimtinus rizikos diapazonus
Subalansuokite naujoves ir patikimumą pagal taikomųjų programų reikalavimus, užtikrindami, kad dizainas būtų moderniausias{0}} ir praktiškas
Standžios lanksčios spausdintinės plokštės pereinamųjų zonų projektavimo inžinerinė praktika
1. Rizikos įvertinimas ir komunikacija projektavimo etape
Ankstyvas bendradarbiavimas su tiekėjais: Bendravimas su tiekėjo inžinierių komanda turėtų būti užmegztas ankstyvosiose projektavimo stadijose. Pereinamųjų zonų specifikacijos (pavyzdžiui, plotis, medžiagų pasirinkimas) gali skirtis priklausomai nuo gamintojo gamybos galimybių, o kai kurie tiekėjai gali palaikyti mažesnes pereinamąsias zonas (pvz., 3 mm žemiau IPC 6013 standarto), tačiau tam reikia aiškių rizikos pasidalijimo susitarimų.
Modeliavimas ir įtempių analizė: projekte įdiekite FEA (baigtinių elementų analizės) įrankius, kad imituotų įtempių pasiskirstymą pereinamojoje zonoje mechaninio lenkimo ir terminio ciklo metu, o tai gali padėti nustatyti galimas silpnąsias vietas, ypač dinaminio lenkimo atveju. Pavyzdžiui, laidų išdėstymo kryptis pereinamojoje zonoje turėtų būti kuo labiau statmena lenkimo ašiai, kad būtų išvengta lūžių pavojaus.
2. Medžiagų parinkimas ir pereinamosios zonos optimizavimas
Mažo srauto / be srauto PP charakteristikų balansavimas: kritiniuose projektuose rekomenduojama aptarti su tiekėjais, ar galima naudoti mišrių medžiagų sprendimą, pvz., naudoti specialius klijus pereinamuose plotuose, kad būtų subalansuotas dervos srauto valdymas ir tarpsluoksnių sukibimo stiprumas.
Ribų apdorojimas tarp dengiamosios plėvelės ir kietos plokštės srities: dengiamąją plėvelę (dangos sluoksnį) išplėtus iki pereinamosios zonos, gali kilti delaminacijos problemų. Praktiniais atvejais gali pasitaikyti situacijų, kai dėl netinkamos dengiamosios plėvelės konstrukcijos nulupa lanksti spausdintinės plokštės sritis. Projektuojant rekomenduojama užtikrinti ne mažesnį kaip 0,5 mm saugų atstumą tarp dengiamosios plėvelės krašto ir kietosios plokštės ploto ribos, o prieš gaminant patvirtinti tiekėjo apdirbimo tikslumą.
3. Pagrindiniai kokybės kontrolės punktai gamybos procese
Priimtini pereinamosios zonos defektų kriterijai: nors standartas IPC-6013 leidžia pereinamojoje zonoje turėti tam tikro laipsnio defektus (pvz., sluoksniuotos tuštumos, dervos perpildymas), rekomenduojama, kad klientai iš tiekėjų prašytų išsamių pjūvių analizės ataskaitų priėmimo metu, ypač didelio patikimumo gaminiams (pvz., medicinos ar aviacijos programoms), kurios gali padėti nustatyti ilgalaikio gedimo riziką.
Tikslus frezavimo proceso valdymas: frezuojant minkštos plokštės plotą, apdirbimo tikslumas tiesiogiai veikia dielektrinio išsikišimo arba dervos aštrių briaunų problemą perėjimo srityje. Savo praktikoje susidūrėme su minkštos plokštės ploto pažeidimo, atsiradusio dėl frezavimo nuokrypio, problema, kuri galiausiai buvo išspręsta su tiekėju pakoregavus frezavimo parametrus (tokius kaip greitis ir pastūmos greitis). Norint patikrinti proceso stabilumą, pirmaisiais gamybos etapais rekomenduojama atlikti nedidelio masto{2}}bandomąją gamybą.
4. Taikymo scenarijų suderinimas su pereinamosios zonos dizainu
Vienkartinio-lenkimo ir dinaminio lenkimo atskyrimas: praktiškai pastebėjome, kad daugelis klientų aiškiai neskiria šių dviejų taikymo scenarijų, todėl dizainas yra pernelyg konservatyvus arba agresyvus. Pavyzdžiui, vienkartinio -lenkimo sritis gali tinkamai priimti dervos perpildymą, o dinaminiam lenkimui reikia griežtai kontroliuoti bet kokius aštrius kraštus pereinamojoje srityje.
Miniatiūrizavimo tendencijos iššūkiai: didėjant standžiųjų lanksčių spausdintinių plokščių paklausai dėl įrenginių miniatiūrizavimo (pvz., nešiojamų prietaisų, klausos aparatų), pereinamųjų zonų projektavimo erdvė dar labiau suspaudžiama. Klientams rekomenduojama teikti pirmenybę rietuvės optimizavimui, pvz., sumažinti kietos plokštės ploto storį arba koreguoti lanksčios plokštės padėtį, kad būtų atlaisvinta daugiau erdvės pereinamajam plotui, o konstrukcija patikrinama atliekant patikimumo bandymus (pvz., lenkimo ciklo bandymus).
5. Dažni gedimų režimai pereinamosiose zonose
Pavyzdžiui, vario pėdsakų lūžimas, tarpsluoksnių atsisluoksniavimas arba sumažėjęs dielektrinis stiprumas. Šios problemos dažnai yra susijusios su nepakankamu aplinkos veiksnių (pvz., temperatūros ir drėgmės ciklų) įvertinimu projektavimo etape. Klientams rekomenduojama atlikti pagreitinto senėjimo testą vėlesniame gaminio kūrimo etape, kad būtų imituojamas stresas tikromis naudojimo sąlygomis.
Uždarojo ciklo bendradarbiavimas nuo projektavimo iki gamybos
Pereinamųjų sričių tvarkymas standžiosiose lanksčiose spausdintinėse plokštėse apima bendradarbiavimą tarp projektavimo, gamybos ir taikymo scenarijų. Mes visada rekomenduojame:
Į ateitį orientuotas dizainas: projektavimo etape visiškai atsižvelkite į mechaninius ir šiluminius įtempius pereinamojoje zonoje ir naudokite modeliavimo įrankius bei tiekėjų atsiliepimus, kad optimizuotumėte sprendimą.
Gamybos kontrolė: glaudžiai bendradarbiaukite su tiekėjais, siekdami užtikrinti, kad gamybos procesai (pvz., frezavimas ir laminavimas) atitiktų projektavimo lūkesčius, ir atlikite kokybės patikrinimą kritiniuose mazguose.
Taikymo scenarijaus pritaikymas: koreguokite projektavimo strategijas pagal produkto taikymo reikalavimus (vienkartinis lenkimas arba dinaminis lenkimas), kad užtikrintumėte našumo ir patikimumo pusiausvyrą.
Jei turite kokių nors reikalavimų, susijusių su standžiomis lanksčiomis spausdintinėmis plokštėmis, nedvejodami susisiekite su mumis ir mes suteiksime jums techninę pagalbą.
Standžios Flex spausdintinės plokštės flex printed board fr4 pcb