Άκαμπτες εύκαμπτες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτωνπαρέχουν μοναδικές λύσεις για σύγχρονες ηλεκτρονικές συσκευές με τα διαφορετικά σχήματα και μεγέθη τους.
Ορισμένες άκαμπτες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (όπως οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων που χρησιμοποιούνται σε συσκευές βοηθημάτων ακοής) είναι εξαιρετικά δύσκολο να κατασκευαστούν λόγω του μικρού τους μεγέθους. Ωστόσο, ανεξάρτητα από το μέγεθος, ο σχεδιασμός της ζώνης μετάβασης μεταξύ της flex Board και της σκληρής σανίδας επηρεάζει την αξιοπιστία της επακόλουθης κατασκευής και χρήσης. Η ζώνη μετάβασης υπόκειται σε μηχανικές και θερμικές καταπονήσεις, οι οποίες προέρχονται τόσο από τις διαδικασίες κατασκευής όσο και από τη συναρμολόγηση, καθώς και από διάφορα σενάρια χρήσης στην καθημερινή ζωή. Επομένως, κατά το σχεδιασμό, είναι απαραίτητο να έχετε πλήρη επίγνωση των πιθανών κινδύνων που συνεπάγεται η κακή σχεδίαση.
Σύμφωνα με το πρότυπο IPC-6013, η ζώνη μετάβασης της πλακέτας άκαμπτου εύκαμπτου τυπωμένου κυκλώματος ορίζεται ως μια περιοχή με πλάτος 3 mm με κέντρο τον άξονα των άκρων της σκληρής πλακέτας (βλ. Εικόνα 1).
(Εικόνα 1: Ζώνη μετάβασης άκαμπτης εύκαμπτης πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος Joint Plate (Πηγή: NCAB άκαμπτο flex τυπωμένο κύκλωμα Οδηγίες σχεδίασης πλακών σύνδεσης))
Μοναδικές προκλήσεις στη διαδικασία παραγωγής
Η διαδικασία παραγωγής της ελαστικής άκαμπτης σανίδας είναι διαφορετική από αυτή της συμβατικής άκαμπτης σανίδας. Μετά την ολοκλήρωση της πλαστικοποίησης στην περιοχή της ευέλικτης σανίδας, όλα τα υλικά θα υποβληθούν σε τελική πλαστικοποίηση για να συγκολληθεί η εύκαμπτη σανίδα στην περιοχή της σκληρής σανίδας. Πριν από το δεύτερο πάτημα, θα τοποθετηθούν ροδέλες στη στοίβα για να αποτραπεί η ροή της ρητίνης στην περιοχή της μαλακής σανίδας και, στη συνέχεια, οι ροδέλες στην περιοχή της τυπωμένης σανίδας Felix θα αφαιρεθούν μέσω της διαδικασίας φρεζαρίσματος.
Το Σχήμα 1 παραθέτει επίσης ορισμένα αποδεκτά ελαττώματα εντός της ζώνης μετάβασης, τα οποία μπορεί να έχουν αρνητικές επιπτώσεις στην τελική απόδοση της εύκαμπτης άκαμπτης πλακέτας εάν αναπτυχθούν λειτουργικά χαρακτηριστικά εντός της ζώνης μετάβασης.
Ακολουθούν ορισμένα κοινά ελαττώματα και οι επιπτώσεις τους:
Cracking και Halo
Στη διασταύρωση της ινοσανίδας και της εύκαμπτης σανίδας, η αποκόλληση υλικού, το ράγισμα της ρητίνης ή η θραύση του φύλλου χαλκού συμβαίνουν κυρίως λόγω της παχιάς ινοσανίδας και της λεπτής εύκαμπτης σανίδας, που σχηματίζουν μια βαθμιδωτή δομή μετά την πλαστικοποίηση. Κατά τη διάρκεια της κάμψης ή του θερμικού κύκλου, η τάση συγκεντρώνεται κοντά στη γραμμή μετάβασης.
Κενά πλαστικοποίησης
Τα ελασματοποιημένα κενά εντός της ζώνης μετάβασης είναι αποδεκτά. Οι άκαμπτες σανίδες Flex συνήθως αποτελούνται από υλικό FR4 και πολυιμίδιο. Το προεμποτισμό των συνηθισμένων άκαμπτων σανίδων χρησιμοποιείται για τη ροή και τη συγκόλληση στρωμάτων χαλκού ενώ αποτρέπει τα κενά μεταξύ των στρωμάτων. Το προεμποτισμένο FR4 της ελαστικής άκαμπτης σανίδας έχει χαρακτηριστικά "χαμηλής ροής" ή "χωρίς ροή", τα οποία εμποδίζουν τη ροή της ρητίνης στην περιοχή της εύκαμπτης σανίδας, επομένως μπορεί να υπάρχουν κενά πλαστικοποίησης στην περιοχή μετάβασης.
Υπερχείλιση ρητίνης (Squeezeout)
Αν και τα εργοστάσια pcb χρησιμοποιούν μη ρέον PP για την κατασκευή εύκαμπτων άκαμπτων σανίδων, μερικές φορές η ρητίνη του συγκολλητικού υλικού εξακολουθεί να ξεχειλίζει από την άκρη της σκληρής σανίδας και εισέρχεται στην περιοχή μετάβασης. Για την απαίτηση μιας-μίας εγκατάστασης του Flex, αυτό μπορεί να μην είναι πρόβλημα. Ωστόσο, λόγω της εφαρμογής του Dynamic Flex, οι αιχμηρές άκρες της σκληρυμένης ρητίνης μπορεί να προκαλέσουν ζημιά στην ευέλικτη σανίδα.
Προεξέχον άκαμπτο διηλεκτρικό υλικό
Κατά το φρεζάρισμα της περιοχής της εύκαμπτης σανίδας, μπορεί να προκληθεί ελαφρά προεξοχή του διηλεκτρικού στρώματος της σκληρής σανίδας λόγω ελασματοποιημένων κενών ή υπερχείλισης ρητίνης. Αυτό το ελάττωμα δεν επηρεάζει την απόδοση και είναι αποδεκτό σύμφωνα με το πρότυπο IPC-6013.
Παραμόρφωση χαλκού
Λόγω της αστάθειας του υλικού στη ζώνη μετάβασης, τα στοιχεία του χαλκού είναι επιρρεπή σε παραμόρφωση και μπορεί ακόμη και να εμφανίσουν ρωγμές ή αποκόλληση. Αυτό συμβαίνει επειδή ο χαλκός μπορεί να εμποδίσει την πλήρωση της ρητίνης, με αποτέλεσμα την ανεπαρκή ρητίνη. Επιπλέον, μπορεί επίσης να επηρεαστεί η ακρίβεια της ευθυγράμμισης των ενδιάμεσων στρωμάτων.
Εξώφυλλο που προεξέχει
Η τοποθέτηση του υλικού κάλυψης μεμβράνης στην περιοχή μετάβασης μπορεί επίσης να προκαλέσει προβλήματα. Ο σχεδιασμός της μεμβράνης καλύμματος δεν είναι κατάλληλος για συγκόλλησηFR4υλικό, και εάν εκτείνεται στην περιοχή μετάβασης, μπορεί να προκαλέσει αποκόλληση λόγω κακής απόδοσης συγκόλλησης.
Σχεδιασμός χαρακτηριστικών εντός της ζώνης μετάβασης: κίνδυνοι και εκτιμήσεις
Ένα βασικό ερώτημα είναι: πόσο μακριά μπορούν τα λειτουργικά χαρακτηριστικά να επεκταθούν στη ζώνη μετάβασης χωρίς να επηρεάσουν την απόδοση του προϊόντος ή να προκαλέσουν υπερβολική πίεση υλικού; Η απάντηση είναι: είναι σχεδόν αδύνατο να επεκταθεί. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 2, αν και είναι τεχνικά εφικτό να σχεδιαστούν και να κατασκευαστούν χαρακτηριστικά στη ζώνη μετάβασης και ακόμη και στην περιοχή του flex board, αυτή δεν είναι μια ώριμη προσέγγιση. Επομένως, η στενή επικοινωνία με τον προμηθευτή PCB σας είναι ζωτικής σημασίας. Η τεχνική ομάδα του προμηθευτή PCB θα πρέπει να κατανοήσει τις οριακές τιμές κάθε δυνατότητας διεργασίας και θα σας ενημερώσει για το διαθέσιμο εύρος χώρου στην περιοχή μετάβασης με βάση τις δυνατότητες και τις προδιαγραφές του εργοστασίου.
(Εικόνα 2: Προηγμένη ικανότητα κατασκευής (Πηγή: Οδηγίες σχεδίασης πλακέτας άκαμπτου εύκαμπτου κυκλώματος NCAB))
Στο Σχήμα 2, οι συνιστώμενες τιμές που παρατίθενται στα αριστερά έχουν τον χαμηλότερο κίνδυνο. Εάν χρησιμοποιείτε τις προδιαγραφές στη στήλη "Για προχωρημένους" στα δεξιά, θα πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή για να διασφαλιστεί ότι όλοι οι ενδιαφερόμενοι κατανοούν πλήρως τους πιθανούς κινδύνους.
Η τάση προς τη σμίκρυνση και τη βελτίωση των παραγωγικών δυνατοτήτων
Με τη συνεχή ενημέρωση και επανάληψη της τεχνολογίας κυκλωμάτων, νέες λύσεις και διαδικασίες παραγωγής συνεχίζουν να αναδύονται για να ανταποκριθούν στις συνεχώς αναδυόμενες νέες απαιτήσεις των σημερινών προϊόντων. Η τάση της μικρογραφίας αναγκάζει τη διαδικασία μαλακής σκληρής συγκόλλησης να ξεπερνά συνεχώς τα όρια της διαδικασίας. Η NCAB ενθαρρύνει πάντα την εξερεύνηση της καινοτομίας και τις τεχνολογίες αιχμής-στο σχεδιασμό pcb, υπό την προϋπόθεση ότι πληροί τις απαιτήσεις εφαρμογής και ότι όλοι οι ενδιαφερόμενοι γνωρίζουν τους πιθανούς κινδύνους.
Ορισμένα εργοστάσια pcb μπορούν να υποστηρίξουν την παραγωγή άκαμπτων flex τυπωμένων κυκλωμάτων με μικρές περιοχές μετάβασης, αλλά εξακολουθεί να συνιστάται η διεξαγωγή αυστηρών ποιοτικών επιθεωρήσεων σε αυτά. Ταυτόχρονα, πρέπει να δοθεί προσοχή στα εξής:
Αποφύγετε την τοποθέτηση βασικών λειτουργικών χαρακτηριστικών σε περιοχές μετάβασης
Επικοινωνήστε με τους προμηθευτές για να κατανοήσετε τις κατασκευαστικές τους δυνατότητες και το αποδεκτό εύρος κινδύνου
Εξισορροπήστε την καινοτομία και την αξιοπιστία σύμφωνα με τις απαιτήσεις της εφαρμογής, διασφαλίζοντας ότι η σχεδίαση είναι αιχμή-και πρακτική
Μηχανική Πρακτική Σχεδιασμού Ζώνης Μετάβασης Πλακέτας Τυπωμένου Κυκλώματος Άκαμπτου Flex
1. Εκτίμηση κινδύνου και επικοινωνία κατά τη φάση σχεδιασμού
Πρώιμη συνεργασία με προμηθευτές: Θα πρέπει να δημιουργηθεί επικοινωνία με την ομάδα μηχανικών του προμηθευτή κατά τα πρώτα στάδια του σχεδιασμού. Οι προδιαγραφές των περιοχών μετάβασης (όπως το πλάτος, η επιλογή υλικού) μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τις κατασκευαστικές δυνατότητες του κατασκευαστή και ορισμένοι προμηθευτές ενδέχεται να υποστηρίζουν μικρότερες περιοχές μετάβασης (όπως 3 χιλιοστά κάτω από το πρότυπο IPC 6013), αλλά αυτό απαιτεί σαφείς συμφωνίες κατανομής κινδύνου.
Προσομοίωση και ανάλυση τάσεων: Εισαγάγετε τα εργαλεία FEA (Ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων) στο σχεδιασμό για την προσομοίωση της κατανομής τάσεων στη ζώνη μετάβασης υπό μηχανική κάμψη και θερμικό κύκλο, τα οποία μπορούν να βοηθήσουν στον εντοπισμό πιθανών αδύναμων σημείων, ειδικά σε εφαρμογές δυναμικής κάμψης. Για παράδειγμα, η κατεύθυνση διάταξης της καλωδίωσης στην περιοχή μετάβασης θα πρέπει να αποφεύγει να είναι όσο το δυνατόν κάθετη στον άξονα κάμψης για να αποφευχθεί ο κίνδυνος θραύσης.
2. Επιλογή υλικού και βελτιστοποίηση ζώνης μετάβασης
Εξισορρόπηση των χαρακτηριστικών χαμηλής ροής/χωρίς ροή PP: Σε κρίσιμα έργα, συνιστάται να συζητήσετε με τους προμηθευτές εάν μπορεί να υιοθετηθεί μια λύση μικτού υλικού, όπως η χρήση ειδικών συγκολλητικών σε περιοχές μετάβασης για την εξισορρόπηση του ελέγχου ροής ρητίνης και της αντοχής συγκόλλησης μεταξύ των στρωμάτων.
Επεξεργασία ορίων μεταξύ της επικαλυπτικής μεμβράνης και της περιοχής της σκληρής σανίδας: Η επέκταση της μεμβράνης κάλυψης (Coverlay) στην περιοχή μετάβασης μπορεί να προκαλέσει προβλήματα αποκόλλησης. Σε πρακτικές περιπτώσεις, μπορεί να υπάρξουν περιπτώσεις όπου η περιοχή του εύκαμπτου τυπωμένου κυκλώματος αποκολλάται λόγω ακατάλληλης σχεδίασης του φιλμ καλύμματος. Συνιστάται η διασφάλιση μιας ασφαλούς απόστασης τουλάχιστον 0,5 mm μεταξύ της άκρης του καλύμματος μεμβράνης και του ορίου της περιοχής της σκληρής σανίδας κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού και η επιβεβαίωση της ακρίβειας μηχανικής κατεργασίας του προμηθευτή πριν από την κατασκευή.
3. Βασικά σημεία ποιοτικού ελέγχου κατά τη διαδικασία παραγωγής
Αποδεκτά κριτήρια για ελαττώματα ζώνης μετάβασης: Παρόλο που το πρότυπο IPC-6013 επιτρέπει έναν ορισμένο βαθμό ελαττωμάτων στη ζώνη μετάβασης (όπως ελασματοποιημένα κενά, υπερχείλιση ρητίνης), συνιστάται οι πελάτες να ζητούν λεπτομερείς αναφορές ανάλυσης τμημάτων από προμηθευτές κατά την αποδοχή, ειδικά για προϊόντα υψηλής αξιοπιστίας (όπως ιατρικές ή αεροπορικές εφαρμογές δυνητικού κινδύνου).
Έλεγχος ακριβείας της διαδικασίας φρεζαρίσματος: Κατά το φρεζάρισμα της περιοχής μαλακής σανίδας, η ακρίβεια μηχανικής κατεργασίας επηρεάζει άμεσα το πρόβλημα της διηλεκτρικής προεξοχής ή της αιχμηρής άκρης της ρητίνης στην περιοχή μετάβασης. Στην πρακτική μας, έχουμε αντιμετωπίσει το πρόβλημα της ζημιάς στην περιοχή της μαλακής σανίδας που προκαλείται από την απόκλιση φρεζαρίσματος, το οποίο τελικά επιλύθηκε με την προσαρμογή των παραμέτρων φρεζαρίσματος (όπως η ταχύτητα και ο ρυθμός τροφοδοσίας) με τον προμηθευτή. Συνιστάται η διεξαγωγή δοκιμαστικής παραγωγής μικρής-κλίμακας στα αρχικά στάδια της κατασκευής για την επαλήθευση της σταθερότητας της διαδικασίας.
4. Αντιστοίχιση σεναρίων εφαρμογών με σχεδιασμό ζώνης μετάβασης
Διάκριση μεταξύ μιας-κάμψης και της δυναμικής κάμψης: Στην πράξη, έχουμε διαπιστώσει ότι πολλοί πελάτες δεν κάνουν ξεκάθαρη διάκριση μεταξύ αυτών των δύο σεναρίων εφαρμογών, με αποτέλεσμα υπερβολικά συντηρητικούς ή επιθετικούς σχεδιασμούς. Για παράδειγμα, η μία-περιοχή κάμψης μπορεί να δεχτεί κατάλληλα υπερχείλιση ρητίνης, ενώ η δυναμική κάμψη απαιτεί αυστηρό έλεγχο τυχόν αιχμηρών άκρων στην περιοχή μετάβασης.
Προκλήσεις υπό την τάση της μικρογραφίας: Με την αυξανόμενη ζήτηση για άκαμπτες ευέλικτες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων λόγω της μικρογραφίας συσκευών (όπως φορητές συσκευές, βοηθήματα ακοής), ο χώρος σχεδιασμού των περιοχών μετάβασης συμπιέζεται περαιτέρω. Συνιστάται στους πελάτες να δίνουν προτεραιότητα στη βελτιστοποίηση της στοίβας, όπως η μείωση του πάχους της περιοχής της σκληρής σανίδας ή η προσαρμογή της θέσης της εύκαμπτης σανίδας, για να ελευθερωθεί περισσότερος χώρος της περιοχής μετάβασης, ενώ επαληθεύεται η σχεδίαση μέσω δοκιμών αξιοπιστίας (όπως δοκιμή κύκλου κάμψης).
5. Κοινοί τρόποι αστοχίας σε ζώνες μετάβασης
Για παράδειγμα, θραύση ίχνους χαλκού, αποκόλληση ενδιάμεσων στρωμάτων ή μειωμένη διηλεκτρική αντοχή. Αυτά τα ζητήματα σχετίζονται συχνά με την ανεπαρκή συνεκτίμηση περιβαλλοντικών παραγόντων (όπως η θερμοκρασία και η υγρασία) κατά τη φάση του σχεδιασμού. Συνιστάται στους πελάτες να διεξάγουν τεστ επιταχυνόμενης γήρανσης στο μεταγενέστερο στάδιο της ανάπτυξης του προϊόντος για να προσομοιώσουν το στρες υπό πραγματικές συνθήκες χρήσης.
Συνεργασία κλειστού βρόχου από το σχεδιασμό έως την κατασκευή
Ο χειρισμός των περιοχών μετάβασης σε άκαμπτες εύκαμπτες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων περιλαμβάνει τη συνεργασία μεταξύ σχεδιασμού, κατασκευής και σεναρίων εφαρμογής. Συνιστούμε πάντα:
Σχεδίαση με μπροστινή ματιά: Εξετάστε πλήρως τις μηχανικές και θερμικές καταπονήσεις στη ζώνη μετάβασης κατά τη φάση σχεδιασμού και χρησιμοποιήστε εργαλεία προσομοίωσης και σχόλια προμηθευτών για να βελτιστοποιήσετε τη λύση.
Έλεγχος κατασκευής: Συνεργαστείτε στενά με τους προμηθευτές για να διασφαλίσετε ότι οι διαδικασίες παραγωγής (όπως η άλεση και η πλαστικοποίηση) ανταποκρίνονται στις προσδοκίες σχεδιασμού και διενεργούν επαλήθευση ποιότητας σε κρίσιμους κόμβους.
Προσαρμογή σεναρίου εφαρμογής: Προσαρμόστε τις στρατηγικές σχεδιασμού με βάση τις απαιτήσεις εφαρμογής του προϊόντος (ένας-κάμψης ή δυναμικής κάμψης) για να εξασφαλίσετε μια ισορροπία μεταξύ απόδοσης και αξιοπιστίας.
Εάν έχετε οποιεσδήποτε απαιτήσεις σχετικά με τις άκαμπτες ευέλικτες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας και θα σας παρέχουμε τεχνική υποστήριξη.
Πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων Rigid Flex Πλακέτα τυπωμένης ελαστικότητας fr4 pcb