Merev flex nyomtatott áramköri lapokegyedi megoldásokat kínál a modern elektronikai eszközökhöz, változatos formájukkal és méretükkel.
Egyes merev, flexibilis nyomtatott áramköri lapok (például a hallókészülékekben használt nyomtatott áramköri lapok) gyártása kis méretük miatt rendkívül nagy kihívást jelent. Azonban a mérettől függetlenül a flex Board és a kemény tábla közötti átmeneti zóna kialakítása befolyásolja a későbbi gyártás és használat megbízhatóságát. Az átmeneti zóna mechanikai és termikus igénybevételnek van kitéve, amely mind a gyártási, mind az összeszerelési folyamatokból, valamint a mindennapi élet különböző használati forgatókönyveiből ered. Ezért a tervezés során teljes mértékben tisztában kell lenni a rossz tervezéssel járó lehetséges kockázatokkal.
Az IPC-6013 szabvány szerint a merev, flexibilis nyomtatott áramköri lap átmeneti zónája egy 3 mm széles terület, amelynek középpontja a keménylap éltengelye (lásd 1. ábra).
(1. ábra: Merev, hajlékony nyomtatott áramköri kártya csatlakozási lemezének átmeneti zónája (Forrás: NCAB merev, hajlékony nyomtatott áramköri kártya csatlakozási lemezének tervezési irányelvei))
Egyedülálló kihívások a gyártási folyamatban
A flexibilis merevlemez gyártási folyamata eltér a hagyományos merevlemez gyártási folyamatától. Miután a laminálás befejeződött a flex tábla területen, minden anyag végső lamináláson megy keresztül, hogy a flex lapot a kemény tábla területhez ragassza. A második préselés előtt alátéteket helyeznek a kötegbe, hogy megakadályozzák a gyanta befolyását a puha tábla területére, majd a Felix nyomtatott tábla területén lévő alátéteket marási eljárással eltávolítják.
Az 1. ábra néhány elfogadható hibát is felsorol az átmeneti zónán belül, amelyek káros hatással lehetnek a hajlékony merev tábla végső teljesítményére, ha az átmeneti zónán belül bármilyen funkcionális jellemzőt alkalmaznak.
Íme néhány gyakori hiba és hatásuk:
Cracking és Halo
A farostlemez és a flex tábla találkozásánál anyagleválás, gyantarepedés, vagy rézfólia törés lép fel elsősorban a vastag farostlemez és vékony flex lap miatt, amelyek a laminálás után lépcsőzetes szerkezetet alkotnak. Hajlítás vagy termikus ciklus során a feszültség az átmeneti vonal közelében koncentrálódik.
Laminációs üregek
Az átmeneti zónán belüli laminált rések elfogadhatók. A Flex merev táblák általában FR4 anyagból és poliimidből állnak. A közönséges merev táblák prepregjét rézrétegek áramlására és ragasztására használják, miközben megakadályozzák a rétegközi hézagokat. A flex merev lemez FR4 prepregje "alacsony folyású" vagy "nincs folyású" tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek megakadályozzák a gyanta beáramlását a flex lap területére, így az átmeneti területen laminálási hézagok lehetnek.
Gyanta túlcsordulás (kinyomás)
Bár a NYÁK-gyárak nem folyó PP-t használnak a flexibilis merev táblák gyártásához, néha a ragasztóanyag gyanta mégis túlfolyik a keménylemez szélén, és belép az átmeneti zónába. Az egyszeri -flexibilis telepítés követelménye esetén ez nem jelenthet problémát; A Dynamic Flex alkalmazása miatt azonban a kikeményedett gyanta éles szélei károsíthatják a flexibilis táblát.
Kiálló merev dielektromos anyag
A flexibilis lemezterület marása során a keménylemez dielektromos réteg enyhe kiemelkedése léphet fel a laminált üregek vagy a gyanta túlcsordulása miatt. Ez a hiba nem befolyásolja a teljesítményt, és az IPC-6013 szabvány szerint elfogadható.
Réz deformáció
Az átmeneti zónában az anyag instabilitása miatt a rézelemek hajlamosak a deformációra, és még repedéseket vagy rétegválást is mutathatnak. Ennek az az oka, hogy a réz akadályozhatja a gyanta feltöltését, ami elégtelen gyantát eredményezhet. Ezenkívül a rétegek közötti igazítás pontossága is befolyásolható.
Fedőréteg Kiálló
A fedőfólia anyagának az átmeneti területre való elhelyezése is problémákat okozhat. A fedőfólia kialakítása nem alkalmas ragasztásraFR4anyag, és ha az átmeneti területig terjed, akkor a rossz kötési teljesítmény miatt leválást okozhat.
Funkciótervezés az átmeneti zónán belül: kockázatok és szempontok
A kulcskérdés: meddig terjedhetnek ki a funkcionális jellemzők az átmeneti zónáig anélkül, hogy befolyásolnák a termék teljesítményét vagy túlzott anyagfeszültséget okoznának? A válasz: szinte lehetetlen kiterjeszteni. Amint a 2. ábrán látható, bár műszakilag kivitelezhető az átmeneti zónában és még a flexibilis táblák területén lévő elemek tervezése és gyártása, ez nem egy kiforrott megközelítés. Ezért kulcsfontosságú a szoros kommunikáció a NYÁK-szállítóval. A NYÁK-szállító műszaki csapatának ismernie kell az egyes folyamatképességek határértékeit, és tájékoztatni fogja Önt az átmeneti területen rendelkezésre álló területről a gyár képességei és specifikációi alapján.
(2. ábra: Advanced Manufacturing Capability (Forrás: NCAB merev, hajlékony nyomtatott áramköri alaplap tervezési irányelvei))
A 2. ábrán a bal oldalon felsorolt ajánlott értékeknél a legkisebb a kockázat. Ha a jobb oldali "Speciális" oszlopban található specifikációkat használja, fokozott óvatossággal kell eljárni annak biztosítására, hogy minden érdekelt fél teljes mértékben megértse a lehetséges kockázatokat.
A miniatürizálás és a gyártási képességek fejlesztése felé vezető tendencia
Az áramköri technológia folyamatos frissítésével és iterációjával folyamatosan új megoldások és gyártási folyamatok jelennek meg, hogy megfeleljenek a mai termékek folyamatosan felmerülő új igényeinek. A miniatürizálás tendenciája arra kényszeríti a lágy kemény ragasztólemez-eljárást, hogy folyamatosan áttörje a folyamat határait. Az NCAB mindig ösztönzi az innováció és a csúcstechnológiák feltárását a NYÁK-tervezésben, feltéve, hogy az megfelel az alkalmazási követelményeknek, és minden érdekelt fél tisztában van a lehetséges kockázatokkal.
Egyes NYÁK-gyárak támogatják a merev, hajlékony nyomtatott áramköri lapok gyártását kis átmeneti területtel, de továbbra is ajánlott szigorú minőségellenőrzést végezni rajtuk. Ugyanakkor figyelmet kell fordítani a következőkre:
Kerülje a legfontosabb funkcionális jellemzők elhelyezését az átmeneti területeken
Kommunikáljon a beszállítókkal, hogy megértse gyártási képességeiket és elfogadható kockázati tartományukat
Egyensúlyozza az innovációt és a megbízhatóságot az alkalmazási követelményeknek megfelelően, biztosítva, hogy a dizájn egyszerre legyen élvonalbeli-és praktikus
Merev Flex nyomtatott áramköri lap átmeneti zóna tervezésének mérnöki gyakorlata
1. Kockázatértékelés és kommunikáció a tervezési szakaszban
Korai együttműködés a beszállítókkal: Kommunikációt kell kialakítani a beszállító mérnöki csapatával a tervezés korai szakaszában. Az átmeneti területek specifikációi (például szélesség, anyagválasztás) a gyártó gyártási lehetőségeitől függően változhatnak, és egyes beszállítók támogathatják a kisebb átmeneti területeket (például 3 mm-rel az IPC 6013 szabvány alatt), de ehhez egyértelmű kockázatmegosztási megállapodások szükségesek.
Szimuláció és feszültségelemzés: Vezessen be FEA (Finite Element Analysis) eszközöket a tervezésbe, hogy szimulálja a feszültségeloszlást az átmeneti zónában mechanikai hajlítás és hőciklus esetén, ami segíthet azonosítani a potenciális gyenge pontokat, különösen dinamikus hajlítási alkalmazásoknál. Például a vezetékek elrendezési irányának az átmeneti területen kerülnie kell a lehető legnagyobb mértékben a hajlítási tengelyre merőlegest, hogy elkerülje a törés kockázatát.
2. Anyagkiválasztás és átmeneti zóna optimalizálás
Az alacsony áramlású/nincs áramlású PP jellemzőinek kiegyensúlyozása: A kritikus projekteknél ajánlatos megbeszélni a beszállítókkal, hogy alkalmazható-e vegyes anyagú megoldás, például speciális ragasztók használata az átmeneti területeken a gyantaáramlás szabályozása és a rétegek közötti kötési szilárdság kiegyensúlyozása érdekében.
Határkezelés a fedőfólia és a keménylemez területe között: A fedőfólia (Coverlay) kiterjesztése az átmeneti területre leválási problémákat okozhat. Gyakorlati esetekben előfordulhatnak olyan helyzetek, amikor a flexibilis nyomtatott áramköri lap területe leválik a fedőfólia nem megfelelő kialakítása miatt. Javasoljuk, hogy a tervezés során legalább 0,5 mm-es biztonságos távolságot biztosítsanak a fedőfólia széle és a keménylemez terület határa között, és a gyártás előtt ellenőrizze a szállító megmunkálási pontosságát.
3. A minőség-ellenőrzés kulcspontjai a gyártási folyamat során
Az átmeneti zóna hibáinak elfogadható kritériumai: Bár az IPC-6013 szabvány bizonyos fokú hibákat engedélyez az átmeneti zónában (például laminált üregek, gyanta túlcsordulás), ajánlatos az ügyfeleknek részletes szeletelemzési jelentéseket kérni a szállítóktól az átvétel során, különösen a nagy megbízhatóságú termékek esetében (például orvosi vagy légi közlekedési alkalmazások), amelyek segíthetnek azonosítani a lehetséges hosszú távú meghibásodási kockázatokat.
A marási folyamat precíziós vezérlése: A puha lemezterület marásakor a megmunkálási pontosság közvetlenül befolyásolja a dielektromos kiemelkedés vagy a gyanta éles él problémáját az átmeneti területen. Gyakorlatunkban találkoztunk a marási eltérés okozta lágy táblafelület-károsodás problémájával, amit végül a marási paraméterek (például sebesség és előtolás) beszállítóval történő beállításával oldottak meg. A folyamat stabilitásának ellenőrzése érdekében a gyártás korai szakaszában ajánlott kisméretű-próbagyártást végezni.
4. Alkalmazási forgatókönyvek egyeztetése az átmeneti zóna kialakításával
Az egyszeri hajlítás és a dinamikus hajlítás megkülönböztetése: A gyakorlatban azt tapasztaltuk, hogy sok ügyfél nem tesz egyértelműen különbséget e két alkalmazási forgatókönyv között, ami túlzottan konzervatív vagy agresszív tervezést eredményez. Például az egyszeri hajlítási terület megfelelően el tudja fogadni a gyanta túlcsordulást, míg a dinamikus hajlítás az éles élek szigorú ellenőrzését igényli az átmeneti területen.
Kihívások a miniatürizálás trendje alatt: Az eszközök miniatürizálása miatti merev flex nyomtatott áramköri lapok iránti növekvő kereslet (például hordható eszközök, hallókészülékek) miatt az átmeneti területek tervezési tere tovább szűkül. Javasoljuk, hogy az ügyfelek előnyben részesítsék a köteg optimalizálását, például a keménylemez felületének vastagságának csökkentését vagy a rugalmas tábla helyzetének beállítását, hogy több helyet szabadítsanak fel az átmeneti területen, miközben megbízhatósági tesztekkel (például hajlítási ciklus tesztelésével) ellenőrizzék a tervezést.
5. Általános hibamódok az átmeneti zónákban
Például a réznyomok törése, a rétegek közötti delamináció vagy a dielektromos szilárdság csökkenése. Ezek a problémák gyakran a környezeti tényezők (például a hőmérséklet és a páratartalom ciklusának) nem megfelelő figyelembevételével kapcsolatosak a tervezési szakaszban. Javasoljuk, hogy az ügyfelek a termékfejlesztés későbbi szakaszában végezzenek gyorsított öregedési tesztet, hogy szimulálják a stresszt a tényleges használati körülmények között.
Zárt hurkú együttműködés a tervezéstől a gyártásig
A merev flex nyomtatott áramköri lapok átmeneti területeinek kezelése magában foglalja a tervezési, gyártási és alkalmazási forgatókönyvek közötti együttműködést. Mindig ajánljuk:
Előretekintő tervezés: Teljes mértékben vegye figyelembe az átmeneti zónában jelentkező mechanikai és termikus igénybevételeket a tervezési szakaszban, és használja a szimulációs eszközöket és a szállítói visszajelzéseket a megoldás optimalizálásához.
Gyártásellenőrzés: Szorosan működjön együtt a beszállítókkal annak biztosítása érdekében, hogy a gyártási folyamatok (például marás és laminálás) megfeleljenek a tervezési elvárásoknak, és végezzen minőségellenőrzést a kritikus csomópontokon.
Alkalmazási forgatókönyv adaptációja: A teljesítmény és a megbízhatóság közötti egyensúly biztosítása érdekében módosítsa a tervezési stratégiákat a termék alkalmazási követelményei alapján (egyszeri hajlítás vagy dinamikus hajlítás).
Ha bármilyen követelménye van a merev flex nyomtatott áramköri lapokkal kapcsolatban, kérjük, forduljon hozzánk bizalommal, és műszaki támogatást nyújtunk Önnek.
Merev Flex nyomtatott áramköri lapok flex nyomtatott kártya fr4 pcb