Merev flex nyomtatott áramköri lapokszéles körben használják a fogyasztói elektronikában, az autóelektronikában, a repülőgépiparban és más területeken, mivel képesek stabil mechanikai alátámasztást biztosítani a merev területeken és rugalmas hajlító csatlakozásokat rugalmas területeken. Az okostelefonok összehajtható képernyős csatlakozásától az autó motorterében található összetett vezetékekig a merev, flexibilis nyomtatott áramköri lapok döntő szerepet játszanak. Tervezési és gyártási folyamatában a hajlítási sugár szabályozása alapvető eleme a termék teljesítményének és megbízhatóságának. A nem megfelelő hajlítási sugár egy sor súlyos problémát okozhat, mint például a rézfólia repedése, a dielektromos réteg leválása, az áramkör megszakadása stb., amelyek a teljes elektronikai termék funkciójának meghibásodásához vezethetnek.
1, Merev flex nyomtatott áramköri kártya szerkezete és hajlítási elve
1. Szerkezeti összetétel
A merev, flexibilis nyomtatott áramköri lap egy merev régióból, egy rugalmas régióból és a kettő közötti átmeneti tartományból áll. A merev alapanyagokat, például az FR-4-et általában merev területeken használják, és többrétegű rézfóliákat és dielektromos rétegeket helyeznek egymásra, akárcsak a hagyományos többrétegű nyomtatott áramköri kártyákat, hogy szilárd alapot biztosítsanak az alkatrészek beszereléséhez. A hajlékony rész poliimidből készült, mint hordozó, rézfóliával és fedőfóliával kombinálva, így a tábla hajlítható. Az átmeneti zóna kulcsfontosságú eleme a merevség és a rugalmasság közötti zökkenőmentes kapcsolat elérésének. Speciális laminálási eljárások révén biztosítható a különböző zónák közötti elektromos kapcsolatok és mechanikai tulajdonságok folytonossága.
2. Hajlítási elv
Amikor a merev, flexibilis nyomtatott áramköri lap rugalmas területe meghajlik, a belső anyag nyomófeszültségnek, a külső anyag pedig húzófeszültségnek van kitéve. A hajlítás mértékének növekedésével a feszültség folyamatosan halmozódik fel. Az anyagok által elviselhető igénybevételnek van egy határa, és ha ezt a határt túllépik, az anyagi károkat okozhat. Minél kisebb a hajlítási sugár, annál nagyobb a feszültségkülönbség az anyag belső és külső oldala között, és annál nagyobb a sérülés veszélye. Például hordható eszközökben a merev, flexibilis nyomtatott áramköri lapokat gyakran meg kell hajlítani. Ha a hajlítási sugár nincs megfelelően kialakítva, a rézfólia rövid időn belül eltörhet, ami a készülék hibás működését okozhatja.
2, A hajlítási sugarat befolyásoló kulcstényezők
1. Anyagjellemzők
rézfólia
A rézfólia, mint fő vezetőréteg, vastagsága miatt jelentős hatással van a hajlítási teljesítményére. A vastag rézfólia (35 μm vagy vastagabb) nagyobb húzófeszültséget generál, és nagy merevsége miatt hajlamos megrepedni. A többrétegű rézfólia szerkezet növeli a rugalmas terület teljes vastagságát, ezáltal növeli a szükséges hajlítási sugarat. Például az egyes áramkörökben használt vastag rézfólia merev, hajlított nyomtatott áramköri kártyák nagyobb hajlítási sugarat igényelnek a megbízhatóság érdekében, mint a hagyományos rézfólia vastagságú lapokhoz képest.
szubsztrát
A hajlékony területeken általánosan használt PI fólia szubsztrátum vastagsága a hajlítási teljesítményét meghatározó kulcstényező. A vékony aljzatok (25 μm vagy kisebb) alkalmasak kis hajlítási sugarú kialakításokhoz, de mechanikai szilárdságuk gyenge, és a hosszú távú hajlítás hajlamos a kifáradásra. A vastag aljzatok (50 μm vagy nagyobb) nagy mechanikai szilárdsággal rendelkeznek, de gyenge hajlítási teljesítményt nyújtanak, és nagyobb hajlítási sugarat igényelnek. Az okostelefonok nagy helyigényű belső huzalozásában gyakran használnak vékony PI hordozót a kis hajlítási sugarú hajlítás eléréséhez és a kompakt térelrendezés követelményeinek kielégítéséhez.
borító film
A fedőfólia vastagsága és anyagtulajdonságai befolyásolják a feszültségeloszlást a hajlítás során. A vékony fedőfólia javíthatja a rugalmas területek hajlítási teljesítményét, de a kopásállóság és a szigetelési teljesítmény csökkenhet. A vastag fedőfólia növeli a hajlítási merevséget, ami nagyobb hajlítási sugarat igényel. Az autóipari szenzorok csatlakoztatására használt merev, flexibilis nyomtatott áramköri lapon a hosszú távú megbízhatóság-biztosítása érdekében összetett környezetben valamivel vastagabb és nagy teljesítményű fedőfóliát választanak, és ennek megfelelően a hajlítási sugarat növelni kell.
2. A testület felépítése
rétegek száma
Minél több réteg van a rugalmas részben, annál nagyobb a teljes vastagság, és annál gyengébb a hajlítási teljesítmény. A túlzott halmozás növelheti a belső feszültséget, így hajlítás közbeni problémákra hajlamosabb. Ezért a tervezés során a rugalmas rétegek számát a lehető legkisebbre kell csökkenteni a hajlítási teljesítmény javítása érdekében.
Szimmetrikus halmozás
A rugalmas területeken a laminált szerkezetek szimmetriája kulcsfontosságú. Az aszimmetrikus szerkezetek, mint például a rézfólia vastagsága vagy a hordozóvastagság aszimmetriája, feszültségkoncentrációt generálhatnak a hajlítás során, ami nagymértékben növeli a repedés vagy a rétegvesztés kockázatát. Csak a szimmetrikus egymásra rakás biztosításával lehet egyenletesen elosztani a feszültséget és garantálni a jó hajlítási teljesítményt.
3, Hajlítási sugár szabályozási szabványok és számítási módszerek
1. Ipari szabványok
Az olyan iparági szabványok, mint az IPC-2223, útmutatást adnak a merev, flexibilis nyomtatott áramköri lapok hajlítási sugarára vonatkozóan. Általánosságban elmondható, hogy az ajánlott hajlítási sugár a hajlékony tábla vastagságának 10-15-szöröse a repedés és a mechanikai meghibásodás elkerülése érdekében. A különböző alkalmazási forgatókönyvek azonban eltérő megbízhatósági követelményeket támasztanak, és a szabványok is eltérőek lehetnek. A magas megbízhatósági követelményeket támasztó területeken, mint például a repülés, a hajlítási sugárra vonatkozó szabványok gyakran szigorúbbak.
2. Empirikus képletszámítás
Egyszeri hajlítás
Széleskörű gyakorlati tapasztalatok alapján az egyszeri hajlítás során a minimális hajlítási sugár kiszámításának képlete a következő: Rmin1=k1 × T, ahol Rmin1 a minimális hajlítási sugár egyetlen hajlítás során, T a hajlékony rész teljes vastagsága, k1 pedig az egyszeri hajlítási együttható, amely általában 6 és 10 között van, ha a hajlékonyság k1 mm-e a teljes vastagság. 8, Rmin1=8 × 0.2=1.6mm.
ismételt hajlítás
Gyakori hajlítást igénylő alkalmazási forgatókönyvek esetén az ismételt hajlítás minimális hajlítási sugarának kiszámításának képlete a következő: Rmin2=k2 × T. Rmin2 az ismételt hajlítás minimális hajlítási sugára, k2 pedig az ismételt hajlítási együttható, általában 12 és 20 között. Ha a rugalmas alkatrész teljes vastagsága továbbra is 2 mm és k12. Rmin 2=15 × 0.2=3mm.
4, Optimalizálási intézkedések a hajlítási sugárhoz
1. Bekötés optimalizálása
Kerülje a derékszögű fordulatokat
Az ívelt területeken a jelvezetékeknek kerülniük kell a derékszögű fordulatokat, és ívelt átmeneti huzalozási módszert kell alkalmazni. Derékszögben feszültségkoncentráció lép fel, míg a körkörös átmenetek hatékonyan eloszlatják a feszültséget és csökkentik a rézfólia repedésének kockázatát.
Elosztott vezetékezés
Kerülje a több jelvonal ívelt területekre való koncentrálását a helyi feszültség csökkentése érdekében. A jelek egyenletes elosztása érdekében a kábelezés ésszerű tervezése javíthatja a hajlítási megbízhatóságot.
Állítsa be a vonal szélességét és távolságát
Az ívelt területen a vonalszélességet megfelelően ki kell szélesíteni (általában a hagyományos vonalszélesség 1,5-szeresére), a vonaltávolságot pedig növelni kell, hogy elkerüljük a rövidzárlatokat vagy repedéseket a hajlítás során, és biztosítsuk a stabil elektromos teljesítményt.
2. Réteges tervezés optimalizálás
Csökkentse a rétegek számát
Egyszerűsítse a rugalmas rétegek számát, csökkentse a teljes vastagságot, javítsa a hajlítási teljesítményt és csökkentse a belső feszültségképződést.
Ügyeljen a szimmetrikus egymásra rakásra
Szigorúan biztosítsa a rézfólia és a fedőfólia szimmetrikus egymásra helyezését, hogy egyenletesen ossza el a feszültséget hajlítás közben, és elkerülje a feszültségkoncentráció okozta különféle problémákat.
3. A fedőfólia optimalizálása
Válasszon nagy rugalmasságú anyagokat
Nagy rugalmasságú poliimid és más fedőfólia anyagok használata a rugalmas területek hajlítási teljesítményének és a tábla tartósságának javítására.
Ésszerű ablakkialakítás
A fedőfóliára az ívelt területen ablakkialakítást kell alkalmazni a feszültségkoncentráció csökkentése érdekében, de ügyelni kell arra, hogy az ablak ne befolyásolja az elektromos szigetelés teljesítményét.
4. A hajlítási terület tervezésének optimalizálása
Állítson be egy ívelt pufferzónát
Tervezzen pufferzónákat az ívelt terület köré, hogy elkerülje a túlzott jelkábelezést és -átmeneteket ezen a területen, és csökkentse a stressz-interferenciát.
Világosan határozza meg a hajlítási irányt
Határozza meg egyértelműen a rugalmas alkatrész hajlítási irányát, kerülje a bonyolult feszültségeloszlást, és biztosítsa a stabil és megbízható hajlítási folyamatot.
5. A lyukfeszültség kezelésével
Csökkentse az átmenő lyukak számát
Az ívelt részeken lévő átmenő furatok növelik a helyi feszültséget, és az átmenő furatok beállítását a lehető legkisebbre kell csökkenteni a feszültségkoncentrációs pontok csökkentése érdekében.
Továbbfejlesztett{0}}lyuktechnológia alkalmazása
Az átmenő lyukak kitöltésével vagy az áttemetett lyukak vakolatával növelhető az átmenő lyukak stabilitása a hajlítás során a repedés elkerülése érdekében.
A merev flex nyomtatott áramköri lapok hajlítási sugarának szabályozására vonatkozó szabvány alapvető fontosságú teljesítményük és megbízhatóságuk biztosításához. A hajlítási sugarat befolyásoló anyagtulajdonságok és rétegszerkezeti tényezők mélyreható megértésével, a hajlítási sugár ipari szabványok és empirikus képletek segítségével történő pontos kiszámításával, valamint számos hatékony intézkedéssel, mint például a vezetékek optimalizálása és a halmozás optimalizálása, a merev flex nyomtatott áramköri lapok hajlítási teljesítménye jelentősen javítható.