Trend dizajnu DPS je vyvíjať sa ľahkým a malým smerom. Okrem dizajnu dosiek s vysokou hustotou existujú aj dôležité a zložité oblasti trojrozmernej spojovacej zostavy flexibilných dosiek. Doska plošných spojov s pevným ohybom, ako aj vznik a vývoj FPC, sa pri rôznych príležitostiach postupne používa.
Doska s pevným ohybom je doska s flexibilnými obvodmi a konvenčná tuhá doska s plošnými spojmi, ktoré sa kombinujú v rôznych procesoch a podľa príslušných procesných požiadaviek na vytvorenie dosky s obvodmi, ktorá má vlastnosti FPC aj vlastnosti PCB. Môže sa používať v niektorých výrobkoch so špeciálnymi požiadavkami, ako je určitá flexibilná oblasť a určitá tuhá oblasť, čo pomáha šetriť vnútorný priestor, znižuje objem hotového výrobku a zvyšuje výkonnosť produktu.
Flexibilný doskový materiál
Rýchle odkazy
- Flexibilný doskový materiál
- Pravidlá návrhu dosiek Rigid-Flex
- 1. Via Location
- 2. Pad a Via Design
- 3. Návrh sledovania
- 4. Konštrukcia pokovovania medi
- 5. Vzdialenosť medzi vrtom a meďou
- 6. Návrh tuhej flexibilnej zóny
- 7. Polomer ohybu ohybovej zóny dosky Rigid-Flex
Ako sa hovorí: „Ak chce pracovník urobiť niečo dobré, musí najprv naostriť svoje náradie.“ Preto je veľmi dôležité, aby sa plne pripravil na proces navrhovania a výroby dosky s pevným ohybom. Vyžaduje si to však určité množstvo odborných znalostí a pochopenie charakteristík požadovaných materiálov. Materiály vybrané pre dosky s pevným ohybom priamo ovplyvňujú nasledujúci výrobný proces a jeho výkon.
Pevné materiály sú známe všetkým a často sa používajú materiály typu FR4. Avšak materiál s pevným ohybom musí brať do úvahy veľa požiadaviek. Je vhodný na lepenie a ponúka dobrú odolnosť proti teplu, aby sa zabezpečilo, že stupeň rozťažnosti tuhých ohybných častí spoja po zahriatí je rovnomerný bez deformácie. Všeobecný výrobca používa tuhý materiál zo série živíc.
Pri flexibilných (ohybných) materiáloch vyberte substrát s menšou veľkosťou a krycí film. Všeobecne sa používajú materiály vyrobené z tvrdšieho PI a materiály vyrobené pomocou nelepivého substrátu sa tiež priamo používajú. Ohybový materiál je nasledujúci:
Základný materiál ： FCCL (ohybný medený laminát)
Polyimid PI. Polymid: Kapton (12, 5 um / 20 um / 25 um / 50 um / 75 um). Dobrá flexibilita, vysoká teplotná odolnosť (teplota pri dlhodobom používaní je 260 ° C, krátkodobá odolnosť do 400 ° C), vysoká absorpcia vlhkosti, dobré elektrické a mechanické vlastnosti, dobrá odolnosť proti roztrhnutiu. Dobrá odolnosť proti poveternostným vplyvom a chemické vlastnosti, dobrá retardácia horenia. Najčastejšie sa používa polyimid (PI). 80% z nich vyrába spoločnosť DuPont v USA.
Polyester PET
Polyester (25um / 50um / 75um). Lacný, flexibilný a odolný proti roztrhnutiu. Dobré mechanické a elektrické vlastnosti, ako je pevnosť v ťahu, dobrá odolnosť proti vode a hygroskopickosť. Avšak po zahriatí je rýchlosť zmršťovania veľká a odolnosť proti vysokej teplote nie je dobrá. Nie je vhodné na spájkovanie pri vysokej teplote, teplota topenia 250 ° C, menej používané.
Coverlay
Hlavnou funkciou krycieho filmu je ochrana obvodu pred vlhkosťou, kontamináciou a spájkovaním. Hrúbka krycej fólie od 1/2 mil do 5 mil (12, 7 až 127 um).
Vodivá vrstva je valcovaná žíhaná meď, elektrolyticky nanášaná meď a strieborný atrament. Medzi nimi je štruktúra elektrolytických kryštálov medi hrubá, čo nevedie k výťažku jemných čiar. Štruktúra kryštálov medi je hladká, ale priľnavosť k základnému filmu je zlá. Bodový roztok a medená fólia sa dajú odlíšiť od vzhľadu. Elektrolytická medená fólia je medená červená a valcovaná medená fólia je šedavo biela.
Dodatočný materiál a výstuhy
Pomocné materiály a výstuhy sú tvrdé materiály čiastočne zlisované, aby sa zvarili komponenty alebo sa pridalo vystuženie pre montáž. Vystužený film môže byť vystužený FR4, živicovou doskou, samolepiacim lepidlom, oceľovým plechom a hliníkovým plechom.
Tekutý prepreg bez toku / s nízkym prietokom (Low Flow PP). Pevné a flexibilné pripojenie pre dosky s pevným ohybom, zvyčajne veľmi tenké PP. Všeobecne existujú špecifikácie 106 (2 mil), 1080 (3, 0 mil / 3, 5 mil), 2116 (5, 6 mil).
Tuhá a pružná doska
Doska s tuhým ohybom je jedna alebo viac tuhých vrstiev prilepených na pružnej doske a obvod na tuhej vrstve a obvod na pružnej vrstve sú navzájom spojené metalizáciou. Každý panel s pevným ohybom má jednu alebo viac tuhých zón a ohybnú zónu. Kombinácia jednoduchých pevných a flexibilných dosiek je uvedená nižšie, s viac ako jednou vrstvou.
Okrem toho kombinácia flexibilnej dosky a niekoľkých tuhých dosiek, kombinácia niekoľkých flexibilných dosiek a niekoľkých tuhých dosiek, s použitím otvorov, pokovovacích otvorov, laminovacieho procesu na dosiahnutie elektrického prepojenia. Podľa konštrukčných požiadaviek je koncepčný koncept vhodnejší pre inštaláciu a ladenie zariadení, ako aj pre zváranie. Zabezpečte lepšie využitie výhod a flexibility dosky s pevným ohybom. Táto situácia je komplikovanejšia a vrstva drôtu je viac ako dve vrstvy. Nasledovne:
Laminácia je nalaminovanie medenej fólie, P-kusu, flexibilného obvodu pamäte a vonkajšieho pevného obvodu do viacvrstvovej dosky. Laminácia dosky s pevným ohybom sa líši od laminácie iba z dosky s pružným ohybom alebo laminácie pevnej dosky. Je potrebné vziať do úvahy deformáciu pružnej dosky počas procesu laminácie a rovinnosť povrchu tuhej dosky.
Preto je pri výbere materiálu potrebné pri výbere materiálu vziať do úvahy aj hrúbku tuhej dosky a zabezpečiť, aby miera zmrštenia tuhej časti v ohybe bola rovnaká bez deformácie. Experiment dokazuje, že vhodnejšia je hrúbka 0, 8 až 1, 0 mm. Súčasne treba poznamenať, že tuhá doska a ohybná doska sú umiestnené v určitej vzdialenosti od spojovacej časti tak, aby neovplyvňovali tuhú spojovaciu časť.
Proces výroby tuhej a flexibilnej kombinovanej dosky
Výroba tuhých flexov by mala mať výrobné zariadenie FPC aj vybavenie na spracovanie PCB. Elektronický inžinier najskôr nakreslí líniu a tvar pružnej dosky podľa požiadaviek a potom ju doručí do továrne, ktorá dokáže vyrobiť dosku s tuhým ohybom. Po tom, čo technici CAM spracujú a naplánujú príslušné dokumenty, je usporiadaná výrobná linka FPC. Na výrobu PCB sú potrebné výrobné linky FPC a PCB. Keď vyjde ohybná doska a pevná doska, podľa plánovacích požiadaviek elektronických inžinierov sa FPC a DPS hladko pretlačia cez lisovací stroj a potom prostredníctvom série podrobných krokov je konečným procesom doska s pevným ohybom.,
Napríklad si zoberte 4-vrstvovú dosku mobilného displeja Motorola 1 + 2F + 1 a bočné klávesy (dvojvrstvovú pevnú dosku a dvojvrstvovú ohybnú dosku). Požiadavky na výrobu dosiek sú HDI prevedenie s rozstupom BGA 0, 5 mm. Hrúbka pružnej dosky je 25 um a je tu vyhotovenie otvoru IVH (Interstitial Via Hole). Hrúbka celej platne: 0, 295 +/- 0, 052 mm. Vnútorná vrstva LW / SP je 3/3 mil.
Pravidlá návrhu dosiek Rigid-Flex
Doska s pevným ohybom je v dizajne oveľa zložitejšia ako tradičná konštrukcia DPS a na mnohých miestach je potrebné venovať pozornosť. Najmä oblasti s prechodom s pevným prechodom, ako aj súvisiace smerovanie, priechody atď. Podliehajú požiadavkám príslušných pravidiel návrhu.
1. Via Location
V prípade dynamického použitia, najmä keď sa flexibilná doska často ohýba, sa čo najviac zabráni priechodným otvorom na pružnej doske a priechodné otvory sa ľahko zlomia. Vystužená oblasť na ohybnej doske však môže byť ešte perforovaná, ale tiež sa môže vyhnúť blízkosti okraja vystuženej oblasti. Preto je potrebné pri dierovaní otvorov v ohybe a tvrdej doske zabrániť určitej vzdialenosti spojovacej oblasti. Ako je ukázané nižšie.
Pokiaľ ide o požiadavky na vzdialenosť priechodov a tuhých ohybov, v dizajne sa musia dodržiavať tieto pravidlá:
- Mala by sa zachovať vzdialenosť najmenej 50 mil a aplikácia s vysokou spoľahlivosťou vyžaduje najmenej 70 mil.
- Väčšina spracovateľov neakceptuje extrémne vzdialenosti pod 30 mil.
- Postupujte podľa rovnakých pravidiel pre viay na flexibilnej tabuli.
- Toto je najdôležitejšie konštrukčné pravidlo v doske s pevným ohybom.
2. Pad a Via Design
Podložky a priechody získajú maximálnu hodnotu, keď sú splnené elektrické požiadavky, a hladká prechodová čiara sa používa na spoji medzi podložkou a vodičom, aby sa zabránilo pravému uhlu. Do špičky by sa mali pridať oddelené chrániče, aby sa zvýšila podpora.
Pri konštrukcii dosky s pevným ohybom sa priechodky alebo podložky ľahko poškodia. Pravidlá, ktoré sa majú dodržať, aby sa toto riziko znížilo:
- Spájkovacia podložka vankúšika alebo priehradky je vystavená medenému krúžku, tým je lepšia.
- Stopy cez priechodné otvory pridávajú čo najviac slzy, aby sa zvýšila mechanická podpora.
- Pridajte špičku na posilnenie.
3. Návrh sledovania
Ak sú stopy v rôznych vrstvách v ohybnej zóne (Flex), pokúste sa vyhnúť jednému drôtu na vrchu a druhému na tej istej dráhe dole. Týmto spôsobom, keď je ohybná doska ohnutá, sila hornej a dolnej vrstvy medeného drôtu je nekonzistentná, čo pravdepodobne spôsobí mechanické poškodenie vlasca. Namiesto toho by ste mali rozložiť cesty a prekrížiť ich. Ako je ukázané nižšie.
Dizajn smerovania v ohybnej zóne (Flex) vyžaduje, aby oblúková čiara bola najlepšia, nie uhlová čiara. Na rozdiel od odporúčaní v oblasti tuhých látok. Toto môže chrániť časť flexibilnej dosky pred ľahkým zlomením, keď je ohnutá. Línia by tiež mala zabrániť náhlej expanzii alebo kontrakcii a hrubé a tenké línie by mali byť spojené oblúkom v tvare slzy.
4. Konštrukcia pokovovania medi
Na flexibilné ohýbanie vystuženej pružnej dosky je medená alebo plochá vrstva výhodne sieťová štruktúra. Avšak pre reguláciu impedancie alebo pre iné aplikácie nie je štruktúra oka z hľadiska elektrickej kvality uspokojivá. Preto musí dizajnér v špecifickom dizajne vyniesť rozsudok, ktorý vyhovuje požiadavkám na dizajn. Používa sa meď alebo pevná mriežka? Pre oblasť odpadu je však stále možné navrhnúť čo najviac tuhej medi. Ako je ukázané nižšie.
5. Vzdialenosť medzi vrtom a meďou
Táto vzdialenosť sa vzťahuje na vzdialenosť medzi dierou a medenou kožou. Tento materiál sa označuje ako „vzdialenosť medenej diery“. Materiál pružnej dosky je odlišný od materiálu tuhej dosky, takže manipulácia so vzdialenosťou medzi otvormi a meďou je príliš obtiažna. Všeobecne by štandardná vzdialenosť medi mala byť 10 mil.
V zóne s pevnou pružnosťou sa nesmú ignorovať dve najdôležitejšie vzdialenosti. Jedným z nich je uvedený vrták na meď, ktorý dodržiava minimálny štandard 10 mil. Druhým je otvor k okraju flex dosky (Hole to Flex), ktorý sa všeobecne odporúča byť 50 mil.
6. Návrh tuhej flexibilnej zóny
V zóne pružnej tuhosti je ohybná doska navrhnutá tak, aby bola pripojená k lisovanej doske v strede stohu. Priechody pružnej dosky sa považujú za zapustené otvory v oblasti tuhých pružných spojov. Oblasti, ktoré je potrebné si všimnúť v rigidne flexibilnej zóne, sú nasledujúce:
- Čiara by mala plynulo prechádzať a smer čiary by mal byť kolmý na smer ohybu.
- Usporiadanie by malo byť rovnomerne rozložené po celej ohybovej zóne.
- Šírka drôtu by sa mala maximalizovať v celej oblasti ohybu.
- Zóna prechodu s pevným prechodom by sa mala snažiť neprijať návrh PTH.
7. Polomer ohybu ohybovej zóny dosky Rigid-Flex
Flexibilná ohybová zóna panela s pevným ohybom musí byť schopná odolať 100 000 priehybov bez prerušenia, skratu, zníženého výkonu alebo neprijateľnej delaminácie. Odolnosť proti ohybu sa meria špeciálnym zariadením a môže sa merať aj pomocou ekvivalentných prístrojov. Testované vzorky by mali spĺňať požiadavky príslušných technických špecifikácií.
Pri návrhu by sa na polomer ohybu malo odkazovať tak, ako je to znázornené na obrázku nižšie. Konštrukcia polomeru ohybu by mala súvisieť s hrúbkou ohybnej dosky v ohybnej zóne ohybu a počtom vrstiev ohybnej dosky. Jednoduchý referenčný štandard je R = WxT. T je celková hrúbka pružnej dosky. Jediný panel W je 6, dvojitý panel 12 a viacvrstvová doska 24. Preto je minimálny polomer ohybu jedného panelu 6-krát, dvojitý panel je 12-krát hrubý a viacvrstvová doska je 24-krát hrubá. Všetky by nemali byť menšie ako 1, 6 mm.
V súhrne je zvlášť dôležité, aby návrh pružnej a tvrdej dosky súvisel s dizajnom dosky s pružnými obvodmi. Konštrukcia flexibilnej dosky vyžaduje zváženie rôznych materiálov, hrúbok a rôznych kombinácií substrátu, spojovacej vrstvy, medenej fólie, krycej vrstvy a výstužnej dosky a povrchovej úpravy pružnej dosky, ako aj jej vlastností, ako je pevnosť v odlupovaní a odolnosť proti ohybu., Ohybové vlastnosti, chemické vlastnosti, prevádzkové teploty atď. Osobitná pozornosť by sa mala venovať montáži a špecifickému použitiu navrhnutej ohybnej dosky. Osobitné pravidlá návrhu v tomto ohľade sa môžu odvolávať na normy IPC: IPC-D-249 a IPC-2233.
Okrem toho pre presnosť spracovania flex dosky je presnosť spracovania v zahraničí: šírka obvodu: 50 μm, otvor: 0, 1 mm a počet vrstiev je viac ako 10 vrstiev. Domáce: šírka okruhu: 75 μm, otvor: 0, 2 mm, 4 vrstvy. Tieto je potrebné pochopiť a uviesť v špecifickom návrhu.
Jednou z bežných aplikácií dosky s pevným ohybom je dizajn dosky PCB pre iPhone. Spoločnosť Apple používa pevnú ohybnú dosku na spojenie mobilného displeja zariadenia s hlavnou doskou. Ak sa chcete dozvedieť viac informácií o doskách s pevným ohybom pre priemyselné odvetvia, ako sú zdravotnícke pomôcky, armáda alebo optoelektronika, navštívte spoločnosť RayMing.
