Trend reka bentuk PCB adalah untuk membangunkan arah yang ringan dan kecil. Sebagai tambahan kepada reka bentuk papan berkepadatan tinggi, terdapat juga kawasan yang penting dan rumit perhimpunan sambungan tiga dimensi papan flex-keras. Papan litar tegar, dengan kelahiran dan perkembangan FPC, secara beransur-ansur digunakan secara meluas dalam pelbagai keadaan.
Lembaga lentur tegar adalah papan litar fleksibel dan papan litar tegar konvensional, yang digabungkan dalam pelbagai proses dan mengikut keperluan proses yang relevan untuk membentuk papan litar yang mempunyai ciri-ciri FPC dan ciri-ciri PCB. Ia boleh digunakan dalam sesetengah produk dengan keperluan khusus, kedua-dua kawasan fleksibel tertentu dan kawasan tegar tertentu, yang membantu menyelamatkan ruang dalaman, mengurangkan jumlah produk yang telah selesai, dan meningkatkan prestasi produk.
Bahan Lembaga Fleksibel
Pautan Pantas
- Bahan Lembaga Fleksibel
- Kaedah Reka Bentuk untuk Lembaga Rigid-Flex
- 1. Melalui Lokasi
- 2. Pad dan Melalui Rekabentuk
- 3. Trace Design
- 4. Reka Bentuk Penyaduran Tembaga
- 5. Jarak Antara Borehole dan Copper
- 6. Reka Bentuk Zon Fleksibel
- 7. Radius Lenturan Zon Lenturan Lembaga Tegar-Flex
Seperti kata pepatah: "Apabila seorang pekerja ingin melakukan sesuatu yang baik, dia mesti terlebih dahulu mengasah alat-alatnya." Oleh itu, sangat penting untuk mempersiapkan diri sepenuhnya untuk proses rekabentuk dan pengeluaran papan yang tegar. Walau bagaimanapun, ini memerlukan sejumlah kepakaran dan pemahaman tentang ciri-ciri bahan yang diperlukan. Bahan-bahan yang dipilih untuk plat lentur tegar langsung memberi kesan kepada proses pengeluaran seterusnya dan prestasinya.
Bahan tegar biasa kepada semua orang, dan jenis bahan FR4 sering digunakan. Bagaimanapun, bahan tegar-flex juga perlu mengambil kira banyak keperluan. Ia sesuai untuk melekat dan menawarkan rintangan haba yang baik untuk memastikan bahawa tahap pengembangan bahagian sendi yang tegar selepas pemanasan adalah seragam tanpa ubah bentuk. Pengilang umum menggunakan bahan tegar siri resin.
Untuk bahan fleksibel (flex), pilih substrat dengan saiz yang lebih kecil dan filem penutup. Secara umum, bahan-bahan yang diperbuat daripada PI yang lebih keras digunakan, dan yang dihasilkan dengan menggunakan substrat bukan pelekat juga digunakan secara langsung. Bahan flex adalah seperti berikut:
Bahan asas: FCCL (Laminate berpakaian tembaga fleksibel)
Polyimide PI. Polimer: Kapton (12.5 um / 20 um / 25 um / 50 um / 75 um). Kelenturan yang baik, rintangan suhu tinggi (suhu penggunaan jangka panjang adalah 260 ° C, rintangan jangka pendek hingga 400 ° C), penyerapan kelembapan yang tinggi, sifat elektrik dan mekanik yang baik, rintangan air mata yang baik. Rintangan cuaca yang baik dan sifat-sifat kimia, ketahanan api yang baik. Polyimide (PI) adalah yang paling banyak digunakan. 80% daripada mereka dihasilkan oleh DuPont, Amerika Syarikat.
PET poliester
Poliester (25um / 50um / 75um). Tahan, fleksibel dan tahan air mata. Ciri-ciri mekanik dan elektrik yang baik seperti kekuatan tegangan, rintangan air yang baik dan kebolehgroskopi. Walau bagaimanapun, selepas haba, kadar pengecutan adalah besar dan rintangan suhu tinggi tidak baik. Tidak sesuai untuk pematerian suhu tinggi, titik lebur 250 ° C, kurang digunakan.
Coverlay
Fungsi utama filem penutup adalah untuk melindungi litar dari kelembapan, pencemaran dan pematerian. Perlindungan ketebalan filem dari 1/2 mil hingga 5 mil (12.7 hingga 127 um).
Lapisan Konduktor dilancarkan tembaga annealed, tembaga electrodeposited, dan Dakwat Perak. Di antaranya, struktur kristal tembaga elektrolisis adalah kasar, yang tidak sesuai dengan hasil garis halus. Struktur kristal tembaga adalah lancar, tetapi lekatan ke filem asas adalah kurang. Penyelesaian titik dan kerajang tembaga boleh dibezakan dari penampilan. Kerajang tembaga elektrolitik adalah tembaga merah, dan kerajang tembaga yang digulung adalah putih abu-abu.
Bahan Tambahan & Pengentasan
Bahan bantu dan bahan penguat adalah bahan keras yang sebahagiannya ditekan bersama untuk mengimpal komponen atau menambah tetulang untuk pemasangan. Filem bertetulang boleh diperkuat dengan FR4, plat resin, pelekat sensitif tekanan, lembaran keluli dan lembaran aluminium.
Prepreg pelekat aliran yang tidak mengalir / rendah (PP aliran rendah). Sambungan yang tegar dan Flex untuk papan tegar-flex, biasanya PP sangat tipis. Biasanya terdapat 106 (2 batu), 1080 (3.0 juta / 3.5 juta), 2116 (5.6 juta) spesifikasi.
Struktur plat fleksibel
Papan lentur tegar adalah satu atau lebih lapisan tegar yang dipatuhi pada papan fleksibel, dan litar pada lapisan tegar dan litar pada lapisan fleksibel disambungkan dengan satu sama lain oleh metalisasi. Setiap panel flex yang tegar mempunyai satu atau lebih zon tegar dan zon fleksibel. Gabungan plat mudah tegar dan fleksibel ditunjukkan di bawah, dengan lebih daripada satu lapisan.
Di samping itu, kombinasi papan yang fleksibel dan beberapa papan tegar, gabungan beberapa papan fleksibel dan beberapa papan tegar, menggunakan lubang, lubang penyaduran, proses salutan untuk mencapai sambungan elektrik. Menurut keperluan reka bentuk, konsep reka bentuk lebih sesuai untuk pemasangan dan debugging peranti serta operasi kimpalan. Pastikan kelebihan dan fleksibiliti lembaga keluli tegar digunakan dengan lebih baik. Keadaan ini lebih rumit, dan lapisan dawai lebih daripada dua lapisan. Seperti berikut:
Laminasi adalah untuk melaminkan kerajang tembaga, P-sekeping, litar fleksibel ingatan, dan litar tegar luaran ke dalam papan pelbagai lapisan. Laminasi papan flex yang tegar berbeza dari laminasi hanya papan flex atau laminasi papan tegar. Adalah perlu untuk mempertimbangkan ubah bentuk papan fleksibel semasa proses laminasi dan permukaan permukaan papan tegar.
Oleh itu, sebagai tambahan kepada pemilihan bahan, perlu juga mempertimbangkan ketebalan plat tegar dalam proses rekabentuk, dan untuk memastikan bahawa kadar pengecutan bahagian tegar-flex konsisten tanpa melangkah. Percubaan membuktikan bahawa ketebalan 0.8 ~ 1.0mm lebih sesuai. Pada masa yang sama, perlu diperhatikan bahawa plat tegar dan plat fleksibel diletakkan pada jarak tertentu dari bahagian bersama supaya tidak menjejaskan bahagian bersama tegar.
Proses Pengeluaran Papan Gabungan Fleksibel-Fleksibel
Pengeluaran tegar-flex perlu mempunyai kedua-dua peralatan pengeluaran FPC dan peralatan pemprosesan PCB. Pertama, jurutera elektronik menarik garis dan bentuk papan yang fleksibel mengikut keperluan, dan kemudian menyerahkannya ke kilang yang boleh menghasilkan papan flex yang tegar. Selepas jurutera CAM memproses dan merancang dokumen yang berkaitan, barisan pengeluaran FPC diatur. Barisan pengeluaran FPC dan PCB diperlukan untuk menghasilkan PCB. Selepas papan flex dan papan tegar keluar, mengikut keperluan perancangan jurutera elektronik, FPC dan PCB secara lancar ditekan melalui mesin akhbar, dan kemudian melalui beberapa langkah terperinci, proses akhir adalah papan tegar .
Untuk contohnya, ambil papan kekunci Motorola 1 + 2F + 1 dan Papan Kekunci Side 4 (papan dua tegar dan papan flex dua papan). Keperluan membuat plat adalah reka bentuk HDI dengan padang BGA 0.5 mm. Ketebalan papan flex adalah 25um dan terdapat reka bentuk lubang IVH (Interstitial Via Hole). Ketebalan keseluruhan plat: 0.295 +/- 0.052 mm. Lapisan dalaman LW / SP adalah 3/3 mil.
Kaedah Reka Bentuk untuk Lembaga Rigid-Flex
Lembaga rigid-flex lebih rumit dalam reka bentuk daripada reka bentuk PCB tradisional, dan terdapat banyak tempat untuk diperhatikan. Khususnya, kawasan peralihan peralihan tegar, serta peralihan yang berkaitan, vias, dan sebagainya adalah tertakluk kepada keperluan peraturan reka bentuk yang bersesuaian.
1. Melalui Lokasi
Dalam hal penggunaan yang dinamik, terutamanya apabila papan fleksibel sering dibengkokkan, melalui lubang di papan fleksibel dihindari sebanyak mungkin, dan lubang melalui mudah pecah. Walau bagaimanapun, kawasan bertetulang di papan flex masih boleh berlubang, tetapi juga mengelakkan sekitar tepi kawasan bertetulang. Oleh itu, adalah perlu untuk mengelakkan jarak tertentu dari kawasan ikatan apabila menebuk lubang dalam reka bentuk papan flex dan keras. Seperti yang ditunjukkan di bawah.
Untuk keperluan jarak melalui dan tegangan tegar, peraturan yang perlu diikuti dalam reka bentuk adalah:
- Jarak sekurang-kurangnya 50 mil harus dikekalkan, dan aplikasi kebolehpercayaan yang tinggi memerlukan sekurang-kurangnya 70 mil.
- Kebanyakan pemproses tidak akan menerima jarak yang melampau di bawah 30 batu.
- Ikut peraturan yang sama untuk vias pada papan fleksibel.
- Ini adalah peraturan reka bentuk yang paling penting dalam lembaga rigid-flex.
2. Pad dan Melalui Rekabentuk
Pads dan vias memenangi nilai maksimum apabila keperluan elektrik dipenuhi, dan garis peralihan yang lancar digunakan di persimpangan antara pad dan konduktor untuk mengelakkan sudut yang betul. Pad berasingan perlu ditambah ke kaki untuk meningkatkan sokongan.
Dalam reka bentuk papan yang tegar, vias atau pad mudah rosak. Peraturan yang perlu diambil untuk mengurangkan risiko ini:
- Pad solder pad atau melalui terdedah kepada cincin tembaga, semakin besar semakin baik.
- Laluan melalui lubang menambah titik air mata sebanyak mungkin untuk meningkatkan sokongan mekanikal.
- Tambah jari kaki untuk menguatkan.
3. Trace Design
Sekiranya terdapat jejak pada lapisan berlainan di zon flex (Flex), cuba mengelakkan satu dawai di atas dan yang lain di laluan yang sama di bahagian bawah. Dengan cara ini, apabila papan fleksibel dibengkokkan, kekuatan lapisan atas dan bawah dawai tembaga tidak konsisten, yang mungkin menyebabkan kerosakan mekanikal ke garisan. Sebaliknya, anda perlu mengejar laluan dan menyeberangi laluan. Seperti yang ditunjukkan di bawah.
Reka bentuk routing di zona flex (Flex) memerlukan garis arka menjadi yang terbaik, bukan garis sudut. Bertentangan dengan cadangan di kawasan tegar. Ini boleh melindungi bahagian bahagian papan yang fleksibel daripada mudah rosak apabila bengkok. Barisan ini juga harus mengelakkan pengembangan atau kontraksi secara tiba-tiba, dan garis tebal dan nipis harus dihubungkan dengan arka berbentuk air mata.
4. Reka Bentuk Penyaduran Tembaga
Untuk lekapan fleksibel papan fleksibel bertetulang, lapisan tembaga atau rata lebih disukai struktur mesh. Walau bagaimanapun, untuk kawalan impedans atau aplikasi lain, struktur mesh tidak memuaskan dari segi kualiti elektrik. Oleh itu, dalam reka bentuk khusus, pereka bentuk mesti membuat panggilan penghakiman yang sesuai dengan keperluan reka bentuk. Adakah ia menggunakan tembaga atau pepejal mesh? Walaubagaimanapun, untuk kawasan sisa, masih mungkin untuk merekabentuk tembaga padat sebanyak mungkin. Seperti yang ditunjukkan di bawah.
5. Jarak Antara Borehole dan Copper
Jarak ini merujuk kepada jarak antara lubang dan kulit tembaga. Ini dirujuk sebagai "jarak tembaga lubang." Bahan papan flex berbeza dari papan tegar, supaya jarak antara lubang dan tembaga terlalu sukar untuk dikendalikan. Secara umum, jarak tembaga standard tembaga harus 10 mil.
Untuk zon yang fleksibel, dua jarak yang paling penting tidak boleh diabaikan. Satu adalah Drill to Copper yang disebutkan di sini, yang mengikuti standard minimum 10 mil. Yang satunya adalah lubang ke tepi papan flex (Hole to Flex), yang umumnya disyorkan untuk menjadi 50mil.
6. Reka Bentuk Zon Fleksibel
Dalam zon yang fleksibel, papan fleksibel direka bentuk untuk disambungkan ke papan keras di tengah-tengah timbunan. Vias papan flex dianggap sebagai lubang terkubur di kawasan ikatan yang fleksibel. Kawasan yang perlu diperhatikan di zon yang fleksibel adalah seperti berikut:
- Garis itu harus lancar beralih, dan arah garis harus tegak lurus ke arah bend.
- Susun atur hendaklah diedarkan secara merata ke seluruh zon lenturan.
- Lebar dawai hendaklah dimaksimumkan di sepanjang zon selekoh.
- Zon peralihan yang tegar harus cuba untuk tidak menggunakan reka bentuk PTH.
7. Radius Lenturan Zon Lenturan Lembaga Tegar-Flex
Zon lentur yang fleksibel dari panel tegar yang tegar akan mampu menahan 100, 000 pesongan tanpa rehat, litar pintas, prestasi yang berkurangan, atau penolakan yang tidak dapat diterima. Rintangan lenturan diukur oleh peralatan khas, dan ia juga boleh diukur oleh instrumen yang setara. Sampel yang diuji harus memenuhi keperluan spesifikasi teknikal yang berkaitan.
Dalam reka bentuk, jejari lentur harus dirujuk seperti ditunjukkan dalam gambar di bawah. Reka bentuk jejarian lentur sepatutnya berkaitan dengan ketebalan papan flex dalam zon lenturan fleksibel dan bilangan lapisan papan flex. Satu standard rujukan mudah ialah R = WxT. T ialah ketebalan total papan flex. Panel tunggal W ialah 6, panel ganda 12, dan papan multilayer 24. Oleh itu, jejari lenturan minimum panel tunggal ialah 6 kali, panel double adalah 12 kali tebal, dan papan multilayer tebal sebanyak 24 kali. Semua tidak boleh kurang daripada 1.6mm.
Ringkasnya, sangat penting bagi reka bentuk papan fleksibel dan keras untuk dikaitkan dengan reka bentuk papan litar fleksibel. Reka bentuk papan fleksibel memerlukan bahan-bahan yang berbeza, ketebalan dan kombinasi yang berbeza dari substrat, lapisan ikatan, kerajang tembaga, lapisan penutup dan plat pengukuhan dan rawatan permukaan papan fleksibel, serta sifatnya, seperti kekuatan kulit dan rintangan lenturan . Ciri-ciri fleks, sifat kimia, suhu operasi, dan sebagainya. Pertimbangan khusus harus diberikan kepada pemasangan dan aplikasi khusus plat flex direka. Kaedah reka bentuk khusus dalam hal ini boleh merujuk kepada piawaian IPC: IPC-D-249 dan IPC-2233.
Di samping itu, untuk ketepatan pemprosesan papan flex, ketepatan pemprosesan di luar negara ialah: lebar litar: 50μm, apertur: 0.1mm, dan bilangan lapisan lebih daripada 10 lapisan. Domestik: lebar litar: 75μm, apertur: 0.2mm, 4 lapisan. Ini perlu difahami dan dirujuk dalam reka bentuk khusus.
Satu aplikasi normal papan flex yang tegar ialah reka bentuk PCB iPhone. Apple menggunakan papan fleks kaku untuk menyambung paparan mudah alih peranti dengan papan utama. Sekiranya anda ingin mengetahui lebih lanjut tentang aplikasi papan yang tegar untuk industri seperti peralatan perubatan, tentera, atau optoelektronik, lawati RayMing.
