Trend oblikovanja PCB je, da se razvija v lahki in majhni smeri. Poleg zasnove plošče z visoko gostoto obstajajo tudi pomembna in zapletena področja tridimenzionalnega povezovanja prožnih trdih plošč. Togo-fleksibilna vezja, z rojstvom in razvojem FPC, se postopoma pogosto uporablja v različnih priložnostih.
Togo upogljiva plošča je prožna vezja in običajna toga togo vezje, ki se kombinirajo v različnih procesih in v skladu z ustreznimi procesnimi zahtevami, da tvorijo vezje, ki ima tako lastnosti FPC kot PCB značilnosti. Uporablja se lahko v nekaterih izdelkih s posebnimi zahtevami, tako na določenem fleksibilnem območju kot na določenem togem območju, kar pomaga prihraniti notranji prostor, zmanjša količino končnega izdelka in izboljša delovanje izdelka.
Prožen material plošče
hitre povezave
- Prožen material plošče
- Pravila oblikovanja plošč s trdo ploščo
- 1. Preko lokacije
- 2. Podloga in Via Design
- 3. Oblikovanje sledov
- 4. Oblikovanje bakra
- 5. Razdalja med vrtino in bakrom
- 6. Oblikovanje trde prožne cone
- 7. Polmer upogiba upogibne cone plošče trde gibke ploskve
Kot pravi: „Ko delavec želi narediti nekaj dobrega, mora najprej ostriti svoje orodje.“ Zato je zelo pomembno, da se v celoti pripravimo na postopek oblikovanja in izdelave trde fleksibilne plošče. Vendar pa je za to potrebno določeno znanje in razumevanje značilnosti potrebnih materialov. Materiali, izbrani za plošče s trdo fleksibilnostjo, neposredno vplivajo na nadaljnji proizvodni postopek in njegovo učinkovitost.
Trdi materiali so znani vsem in pogosto se uporabljajo materiali tipa FR4. Vendar pa mora togo upogljiv material upoštevati tudi številne zahteve. Primeren je za lepljenje in nudi dobro toplotno odpornost, s čimer je zagotovljena enakomernost stopnje raztezanja dela trdega upognjenega spoja po segrevanju brez deformacij. Generalni proizvajalec uporablja tog material iz serije smol.
Za prožne (fleksibilne) materiale izberite podlago z manjšo velikostjo in pokrivno folijo. Na splošno se uporabljajo materiali iz tršega PI, neposredno pa se uporabljajo tudi materiali, izdelani z uporabo nelepljive podlage. Flex material je naslednji:
Osnovni material: FCCL (fleksibilni bakreni laminat)
Poliimid PI. Polimid: Kapton (12, 5 um / 20 um / 25 um / 50 um / 75 um). Dobra prilagodljivost, visoka temperaturna odpornost (temperatura za dolgotrajno uporabo je 260 ° C, kratkotrajna odpornost do 400 ° C), visoka absorpcija vlage, dobre električne in mehanske lastnosti, dobra odpornost na trganje. Dobra odpornost na vremenske vplive in kemijske lastnosti, dobra zaviranost gorenja. Poliimid (PI) je najbolj razširjen. 80% jih proizvaja DuPont, ZDA.
Poliestrski PET
Poliester (25um / 50um / 75um). Poceni, prožni in odporni na trganje. Dobre mehanske in električne lastnosti, kot so natezna trdnost, dobra vodoodpornost in higroskopnost. Vendar je po vročini hitrost krčenja velika in visoka temperaturna odpornost ni dobra. Ni primerno za visokotemperaturno spajkanje, tališče 250 ° C, manj uporabljeno.
Coverlay
Glavna funkcija prevlečnega filma je zaščita vezja pred vlago, onesnaženjem in spajkanjem. Debelina pokrovne folije od 1/2 mil do 5 mil (12, 7 do 127 um).
Konduktivni sloj je valjan baker, elektrodeponiran baker in srebrna barva. Med njimi je elektrolitna bakrova kristalna struktura hrapava, kar ne prinaša tankega donosa. Bakrena kristalna struktura je gladka, vendar je oprijem na osnovni film slab. Točno raztopino in bakreno folijo lahko ločimo po videzu. Elektrolitična bakrena folija je bakreno rdeča, valjana bakrena folija pa sivkasto bela.
Dodatni material in ojačevalniki
Pomožni materiali in togosti so trdi materiali, ki jih delno stisnemo skupaj, da zvarimo sestavne dele ali dodamo ojačitev za pritrditev. Ojačan film je mogoče ojačati s FR4, smolo ploščo, lepilom, občutljivim na pritisk, jekleno pločevino in aluminijasto pločevino.
Pretočni lepilni trak z nizkim tokom (Low Flow PP). Kruta in fleksibilna povezava za trde fleksibilne plošče, običajno zelo tanke PP. Na splošno veljajo specifikacije 106 (2 mil), 1080 (3, 0 mil / 3, 5 mil), 2116 (5, 6 mil).
Trda struktura gibke plošče
Togo upogljiva plošča je ena ali več togih plasti, ki so nalepljene na prožno ploščo, vezje na togem sloju in vezje na prožni plasti pa sta medsebojno povezana z metalizacijo. Vsaka plošča s togo prožnostjo ima eno ali več togih con in prožno cono. Spodaj je prikazana kombinacija preprostih togih in prožnih plošč z več kot eno plastjo.
Poleg tega kombinacija prožne plošče in nekaj togih desk, kombinacija več prožnih desk in več togih plošč, z uporabo lukenj, luknje za oblaganje, postopka laminiranja za doseganje električne povezave. Koncept zasnove je v skladu s konstrukcijskimi zahtevami bolj primeren za namestitev in odpravljanje napak, kot tudi za varjenje. Zagotovite, da se bolje izkoristijo prednosti in fleksibilnost trde fleksibilne plošče. Ta položaj je bolj zapleten in žična plast je več kot dve plasti. Kot sledi:
Laminiranje je laminiranje bakrene folije, P-kosa, pomnilni prilagodljivi vezje in zunanji togi tokokrog v večplastno ploščo. Laminiranje trde prožne plošče se razlikuje od laminiranja samo fleksibilne plošče ali laminacije trde plošče. Upoštevati je treba deformacijo prožne plošče med postopkom laminiranja in površinsko ravnost trde plošče.
Zato je treba poleg izbire materiala upoštevati tudi debelino toge plošče v procesu načrtovanja in zagotoviti, da je hitrost krčenja delov togega upogiba enaka brez upogibanja. Poskus dokazuje, da je debelina 0, 8 ~ 1, 0 mm primernejša. Hkrati je treba opozoriti, da sta toga in gibka plošča nameščeni na določeni razdalji od sklepnega dela, da ne vplivata na togi del sklepa.
Postopek izdelave trde prožne kombinacije
Proizvodnja togega fleksa mora imeti tako opremo za proizvodnjo FPC kot opremo za obdelavo PCB. Najprej inženir elektronike nariše črto in obliko fleksibilne plošče v skladu z zahtevami, nato pa jo dostavi tovarni, ki lahko izdela ploščo s trdo fleksibilnostjo. Ko CAM inženirji obdelajo in načrtujejo ustrezne dokumente, je urejena proizvodna linija FPC. Za proizvodnjo PCB so potrebne proizvodne linije FPC in PCB. Po izidu fleksibilne plošče in trde plošče se v skladu z načrtovalnimi zahtevami elektronskih inženirjev FPC in PCB brez stiskanja stisnejo skozi stiskalni stroj, nato pa skozi vrsto podrobnih korakov končni postopek togo-fleksibilna plošča .
Za primer vzemite 4-slojno ploščo Motorola 1 + 2F + 1 Mobile Display in Side Keys (dvoslojna toga plošča in dvoslojna fleksibilna plošča). Zahteve za izdelavo plošč so HDI izvedba z naklonom BGA 0, 5 mm. Debelina fleksibilne plošče je 25um in obstaja luknja IVH (Interstitial Via Hole) luknja. Debelina celotne plošče: 0, 295 +/- 0, 052 mm. Notranja plast LW / SP je 3/3 mil.
Pravila oblikovanja plošč s trdo ploščo
Trda-fleksibilna plošča je pri oblikovanju veliko bolj zapletena kot tradicionalna zasnova PCB, zato je nanje veliko pozornosti. Zahteve ustreznih pravil oblikovanja veljajo zlasti za prehodna območja s togim prehodom in s tem povezana usmerjanja, vias ipd.
1. Preko lokacije
Pri dinamični uporabi, zlasti kadar je gibka plošča pogosto upognjena, se čim bolj izognemo skozi luknje na prožni plošči in zlahka prebijemo skozi luknje. Vendar je ojačano območje na upogibni plošči še vedno lahko perforirano, vendar se izogibajte tudi bližini roba ojačanega območja. Zato se je treba pri prebijanju lukenj v zasnovi prožne in trde plošče izogibati določeni razdalji območja lepljenja. Kot je prikazano spodaj.
Za zahteve razdalje preko via in tog-flex se upoštevajo naslednja pravila, ki jih je treba upoštevati:
- Vzdrževati je treba vsaj 50 milj, za visoko zanesljivost pa je potrebnih vsaj 70 mil.
- Večina procesorjev ne bo sprejela ekstremnih razdalj pod 30 mil.
- Na prožni tabli sledite istim pravilom za vias.
- To je najpomembnejše oblikovalsko pravilo v plošči s togo prožnostjo.
2. Podloga in Via Design
Podloge in vias osvojijo največjo vrednost, ko so izpolnjene električne zahteve, na stičišču med ploščico in prevodnikom pa se uporablja gladek prehodni vod, da se prepreči pravi kot. Na nožni prst je treba dodati ločene blazinice za večjo podporo.
Pri zasnovi s trdo fleksibilno ploščo se vias ali blazinice zlahka poškodujejo. Pravila, ki jih je treba upoštevati za zmanjšanje tega tveganja:
- Spajkalna plošča blazinice ali prek je izpostavljena bakrenemu obroču, večji je, bolje je.
- Sledi skozi luknjo dodajo solze čim več, da povečate mehansko podporo.
- Za krepitev dodajte nožni prst.
3. Oblikovanje sledov
Če so na območju proge (Flex) sledovi na različnih plasteh, se poskusite izogniti eni žici na vrhu, drugi pa na isti poti na dnu. Na ta način je upognjena upogljiva plošča sila zgornje in spodnje plasti bakrene žice nedosledna, kar lahko povzroči mehanske poškodbe proge. Namesto tega bi morali stopati po poteh in prečkati poti. Kot je prikazano spodaj.
Načrtovanje poti v upogibni coni (Flex) zahteva, da je linija loka najboljša, ne kotna linija. V nasprotju s priporočili na območju Rigid. To lahko zaščiti prožen del dela plošče, da se zlahka zlomi, ko ga upognete. Črta se mora izogibati tudi nenadnemu raztezanju ali krčenju, debele in tanke črte pa naj bodo povezane z lokom v obliki solze.
4. Oblikovanje bakra
Za prožno upogibanje ojačane prožne plošče je bakrena ali ravna plast prednostno mrežasto strukturo. Vendar za nadzor impedance ali druge namene struktura mrežnega omrežja ni zadovoljiva z vidika električne kakovosti. Zato mora oblikovalec v posebni zasnovi opraviti sodni klic, ki ustreza zahtevam oblikovanja. Ali uporabljate mrežasti baker ali trden material? Vendar je za območje odpadkov še vedno mogoče oblikovati čim več trdnega bakra. Kot je prikazano spodaj.
5. Razdalja med vrtino in bakrom
Ta razdalja se nanaša na razdaljo med luknjo in bakreno kožo. Temu se reče "razdalja bakrene luknje". Material upogibne plošče se razlikuje od materiala trde plošče, tako da je razdalja med luknjami in bakrom pretežka. Na splošno mora biti standardna razdalja bakrene luknje 10 milj.
Pri togo prožni coni ne smemo zanemariti dveh najpomembnejših razdalj. Eno je omenjena vrtalka v baker, ki sledi minimalnemu standardu 10 mil. Druga je luknja do roba fleksibilne plošče (Hole to Flex), ki je običajno priporočljiva 50mil.
6. Oblikovanje trde prožne cone
V togo-fleksibilnem območju je prilagodljiva plošča prednostno zasnovana tako, da jo povežemo s trdo ploščo na sredini skladovnice. Za vias fleksibilne plošče velja, da so zakopane luknje v območju trde in prožne vezi. Območja, ki jih je treba opaziti v togo prožnem območju, so naslednja:
- Linija mora biti gladko prehodna, smer črte pa pravokotna na smer ovinka.
- Postavitev mora biti enakomerno razporejena po celotnem območju upogiba.
- Širino žice je treba povečati na celotnem območju ovinka.
- Prehodno območje s trdim prehodom naj ne bi sprejelo zasnove PTH.
7. Polmer upogiba upogibne cone plošče trde gibke ploskve
Prožna upogibna cona trde prožne plošče mora vzdržati 100 000 odklonov brez prelomov, kratkih stikov, zmanjšane zmogljivosti ali nesprejemljivega odlaganja. Upogibni upor se meri s posebno opremo, meri pa se lahko tudi z enakovrednimi instrumenti. Preskušeni vzorci morajo izpolnjevati zahteve ustreznih tehničnih specifikacij.
Pri načrtovanju je treba upogibni polmer omeniti, kot je prikazano na spodnji sliki. Zasnova upogibnega polmera mora biti povezana z debelino upogljive plošče v upogibnem območju upogibanja in številom slojev upogibne plošče. Preprost referenčni standard je R = WxT. T je skupna debelina upogljive plošče. Enojna plošča W je 6, dvojna plošča 12 in večplastna plošča 24. Zato je najmanjši polmer upogibanja ene plošče 6-krat, dvojni panel 12-krat debel, večplastna plošča pa 24-krat. Vsi ne smejo biti manjši od 1, 6 mm.
Če povzamemo, je posebej pomembno, da je oblikovanje prožne in trde plošče povezano z zasnovo prožne vezja. Prilagodljiva zasnova plošče zahteva upoštevanje različnih materialov, debeline in različnih kombinacij podlage, vezivnega sloja, bakrene folije, prevlečne plasti in ojačitvene plošče ter površinske obdelave gibke plošče, pa tudi njegovih lastnosti, kot so trdnost luščenja in upogib . Lastnosti upogibanja, kemijske lastnosti, obratovalne temperature itd. Posebno pozornost je treba nameniti sestavljanju in posebni uporabi oblikovane prožne plošče. Posebna pravila oblikovanja v zvezi s tem se lahko nanašajo na standarde IPC: IPC-D-249 in IPC-2233.
Poleg tega je za natančnost obdelave fleksibilne plošče natančnost obdelave v tujini: širina vezja: 50 μm, odprtina: 0, 1 mm, število plasti pa več kot 10 plasti. Domače: širina vezja: 75µm, odprtina: 0, 2mm, 4 plasti. Te je treba razumeti in upoštevati v posebni zasnovi.
Običajna uporaba trde fleksibilne plošče je zasnova PCB-ja iPhone. Apple uporablja trdo fleksibilno ploščo za povezavo mobilnega zaslona naprave z glavno ploščo. Če želite izvedeti več o aplikacijah s trdo fleksibilno ploščo za panoge, kot so medicinski pripomočki, vojska ali optoelektronika, obiščite RayMing.
