המגמה של עיצוב PCB היא להתפתח בכיוון קל וקטן. בנוסף לעיצוב הלוחות בצפיפות גבוהה, ישנם גם אזורים חשובים ומורכבים בהרכבת חיבור תלת מימדי של לוחות flex-hard. לוח המעגל הקשיח להגמיש, עם לידתו ופיתוח ה- FPC, נמצא בהדרגה בשימוש נרחב בהזדמנויות שונות.
הלוח הגמיש-קשיח הנו לוח מעגלים גמיש ולוח מעגלים קשיח קונבנציונאלי, שמשולבים בתהליכים שונים ובהתאם לדרישות התהליך הרלוונטיות ליצירת לוח מעגלים בעל מאפייני FPC וגם מאפייני PCB. ניתן להשתמש בו במוצרים מסוימים עם דרישות מיוחדות, הן אזור גמיש מסוים והן אזור קשיח מסוים, המסייע לחסוך מקום פנימי, מקטין את נפח המוצר המוגמר ומשפר את ביצועי המוצר.
חומר לוח גמיש
קישורים מהירים
- חומר לוח גמיש
- כללי עיצוב ללוחות קשיחים
- 1. דרך מיקום
- 2. Pad ו- Via Design
- 3. עיצוב עקבות
- 4. עיצוב ציפוי נחושת
- 5. המרחק בין קידוח נחושת
- 6. תכנון אזור קשיח וגמיש
- 7. רדיוס הכיפוף של אזור הכיפוף של הלוח הקשיח
כמו שאומר האמרה: "כאשר עובד רוצה לעשות משהו טוב, עליו תחדד את הכלים שלו." לכן חשוב מאוד להתכונן באופן מלא לתהליך הייצור והייצור של לוח קשיח להגמיש. עם זאת, הדבר דורש מומחיות מסוימת והבנה של מאפייני החומרים הנדרשים. החומרים שנבחרו לפלטות הגמישות הנוקשות משפיעים ישירות על תהליך הייצור שלאחר מכן ועל ביצועיו.
חומרים קשיחים מוכרים לכולם, ולעיתים קרובות משתמשים בחומרים מסוג FR4. עם זאת, חומר קשיח להגמיש צריך גם לקחת בחשבון דרישות רבות. הוא מתאים להדבקה ומציע התנגדות חום טובה בכדי להבטיח שמידת ההתרחבות של החלק המפרק הכופף והנוקשה לאחר החימום תהיה אחידה ללא עיוות. היצרן הכללי משתמש בחומר קשיח מסדרת השרף.
לחומרים גמישים (גמישים) בחר מצע בגודל קטן יותר וסרט כיסוי. בדרך כלל משתמשים בחומרים העשויים מ- PI קשה יותר, ואלה משמשים ישירות באמצעות מצע שאינו דבק. חומר הגמיש הוא כדלקמן:
חומר בסיס ： FCCL (למינציה לבושה נחושת גמישה)
פולי -מיד PI. פולימיד: קפטון (12.5 אממ / 20 אממ / 25 אממ / 50 אממ / 75 אמם). גמישות טובה, עמידות בטמפרטורה גבוהה (טמפרטורת שימוש ארוכת טווח היא 260 מעלות צלזיוס, עמידות לטווח קצר ל -400 מעלות צלזיוס), ספיגת לחות גבוהה, תכונות חשמליות ומכניות טובות, עמידות בפני דמעה טובה. עמידות טובה בפני מזג אוויר ותכונות כימיות, פיגור בעירה. פוליאמיד (PI) הוא השימוש הנפוץ ביותר. 80% מהם מיוצרים על ידי דופונט, ארה"ב.
PET פוליאסטר
פוליאסטר (25um / 50um / 75um). זול, גמיש ועמיד בפני דמעה. תכונות מכניות וחשמליות טובות כמו חוזק מתיחה, עמידות טובה בפני מים והיגרוסקופיות. עם זאת, לאחר החום, קצב ההתכווצות גדול והעמידות בטמפרטורה הגבוהה אינה טובה. לא מתאים להלחמה בטמפרטורה גבוהה, נקודת התכה 250 מעלות צלזיוס, פחות בשימוש.
כיסוי
תפקידו העיקרי של סרט הכיסוי הוא להגן על המעגל מפני רטיבות, זיהום והלחמה. כיסוי עובי הסרט בין 1/2 מיל ל -5 מיל (12.7 עד 127 אממ).
השכבה המוליכה מגולגלת נחושת מחוטלת, נחושת אלקטרונית ומופקדת ודיו כסף. ביניהם מבנה גביש הנחושת האלקטרוליטי הוא מחוספס, שאינו מסייע לתפוקת קו דק. מבנה גביש הנחושת חלק, אך ההדבקה לסרט הבסיס ירודה. ניתן להבדיל בין פיתרון הנקודה לסכל הנחושת לבין המראה. נייר הכסף הנחושת האלקטרוליטי הוא אדום נחושת, ונייר הנחושת המגולגלים הם לבנים אפרפרים.
חומרים ומכשירי יישום נוספים
חומרי עזר וקשיחים נלווים הם חומרים קשים המכווצים חלקית זה לזה כדי לרתך רכיבים או להוסיף חיזוק להתקנה. ניתן לקבל חיזוק לסרט מחוזק בעזרת FR4, צלחת שרף, דבק רגיש ללחץ, גיליון פלדה וגיליון אלומיניום.
Prepreg דבק ללא זרימה / זרימה נמוכה (PP נמוך). חיבור קשיח וגמיש עבור לוחות פלקס קשיחים, לרוב PP דק. בדרך כלל ישנם מפרטים של 106 (2 מיל), 1080 (3.0 מיל / 3.5 מיל), 2116 (5.6 מיל).
מבנה צלחות קשיח וגמיש
הלוח הגמיש הנוקשה הוא שכבה נוקשה אחת או יותר שדבקות בלוח הגמיש, והמעגל בשכבה הנוקשה והמעגל בשכבה הגמישה מחוברים זה לזה על ידי מתכתי. לכל לוח נוקשה להגמיש יש אזורים נוקשים או יותר ואזור גמיש. השילוב של לוחות פשוטים ונוקשים פשוטים מוצג למטה, עם יותר משכבה אחת.
בנוסף, שילוב של לוח גמיש וכמה לוחות קשיחים, שילוב של כמה לוחות גמישים וכמה לוחות קשיחים, תוך שימוש בחורים, חורי ציפוי, תהליך למינציה להשגת חיבורי חשמל. על פי דרישות התכנון, תפיסת העיצוב מתאימה יותר להתקנת מכשירים וניפוי ניפוי וכן לפעולות ריתוך. ודא כי היתרונות והגמישות של הלוח הגמיש הנוקשה מנוצלים טוב יותר. מצב זה מסובך יותר, ושכבת התיל היא יותר משתי שכבות. כדלהלן:
למינציה היא למינציה נייר כסף, נחושת P, מעגל גמיש בזיכרון ומעגל קשיח חיצוני ללוח רב שכבתי. למינציה של לוח הגמיש הנוקשה שונה מהלמינציה של לוח הגמיש בלבד או הלמינציה של הלוח הנוקשה. יש לקחת בחשבון את העיוות של הלוח הגמיש במהלך תהליך הלמינציה ושטחת השטח של הלוח הנוקשה.
לכן, בנוסף לבחירת החומרים, יש לקחת בחשבון גם את עובי הפלטה הנוקשה בתהליך העיצוב, ולוודא שקצב ההצטמקות של החלק הגמיש הנוקשה עקבי ללא עיוות. הניסוי מוכיח שהעובי של 0.8 ~ 1.0 מ"מ מתאים יותר. יחד עם זאת, יש לציין כי הפלטה הנוקשה והצלחת הגמישה ממוקמים במרחק מסוים מחלק המפרק כדי לא להשפיע על החלק המפרק הנוקשה.
תהליך ייצור לוח שילוב קשיח וגמיש
בייצור של flex-flex צריך להיות ציוד ייצור FPC וגם ציוד עיבוד PCB. ראשית, מהנדס האלקטרוניקה משרטט את הקו והצורה של הלוח הגמיש בהתאם לדרישות, ואז מוסר אותו למפעל שיכול לייצר את הלוח הגמיש הנוקשה. לאחר שמהנדסי ה- CAM מעבדים ומתכננים את המסמכים הרלוונטיים, מסודר קו הייצור של ה- FPC. קווי הייצור של ה- FPC וה- PCB נדרשים לייצור PCB. לאחר יציאת לוח הגמיש והלוח הנוקשה, על פי דרישות התכנון של מהנדסי האלקטרוניקה, לוחצים על ה- FPC וה- PCB בצורה חלקה דרך מכונת העיתונות, ואז דרך סדרת שלבים מפורטות, התהליך הסופי הוא לוח flex-flex .
לדוגמה, קחו את לוח התצוגה הנייד של מוטורולה 1 + 2F + 1 ומפתחות הצדדים 4 שכבות (לוח קשיח דו שכבתי ולוח flex flex דו-שכבתי). דרישות ביצוע הצלחות הינן עיצוב HDI בגובה BGA של 0.5 מ"מ. עובי לוח הגמיש הוא 25um ויש עיצוב חור של IVH (Interstitial Via Hole). עובי הפלטה כולה: 0.295 +/- 0, 052 מ"מ. השכבה הפנימית LW / SP היא 3/3 מיל.
כללי עיצוב ללוחות קשיחים
הלוח הגמיש הנוקשה מסובך בעיצוב הרבה יותר מאשר בעיצוב ה- PCB המסורתי, ויש הרבה מקומות לשים לב אליהם. בפרט, אזורי מעבר קשיחים, כמו גם ניתוב קשור, קורות חיים וכדומה כפופים לדרישות כללי התכנון המתאימים.
1. דרך מיקום
במקרה של שימוש דינמי, במיוחד כאשר לעתים קרובות מכופפים את הלוח הגמיש, נמנעים ככל האפשר את החורים דרך הלוח הגמיש, והחורים העוברים דרך נשברים בקלות. עם זאת, עדיין ניתן להיות מחוררים את האזור המחוזק בלוח ההפעלה, אך יש להימנע גם מסביבתו של קצה השטח המחוזק. לכן, יש צורך להימנע ממרחק מסוים של אזור ההדבקה בעת ניקוב חורים בעיצוב הלוח והגמיש הקשיח. כפי שמוצג מטה.
לדרישות המרחק של ה- via וה- flex-flex, הכללים שיש לעקוב אחריהם בתכנון הם:
- יש לשמור על מרחק של לפחות 50 מיילים, ויישום אמינות גבוה דורש לפחות 70 מיילים.
- מרבית המעבדים לא יקבלו מרחקים קיצוניים הנמצאים מתחת ל 30 מ '.
- עקוב אחר אותם כללים לגבי קנאות הבאות בלוח גמיש.
- זהו הכלל העיצובי החשוב ביותר בלוח הגמיש הנוקשה.
2. Pad ו- Via Design
רפידות וקורות חיים זוכות לערך המקסימאלי כאשר מתקיימים דרישות חשמל, ומשתמש בקו מעבר חלק בצומת שבין המשטח למוליך בכדי להימנע מזווית ישרה. יש להוסיף רפידות נפרדות לבוהן בכדי לשפר את התמיכה.
בתכנון הלוח הקשיח והגמיש, הוויאסות או הרפידות נפגעים בקלות. הכללים שיש לפעול על מנת להפחית סיכון זה:
- כרית ההלחמה של הכרית או דרך חשופה לטבעת נחושת, ככל שגדולה יותר טובה.
- עקבות דרך החור מוסיפים דרכונים ככל האפשר כדי להגדיל את התמיכה המכנית.
- הוסף בוהן לחיזוק.
3. עיצוב עקבות
אם ישנם עקבות בשכבות שונות באזור הגמיש (Flex), נסו להימנע מחוט אחד בחלקו העליון והשני באותו שביל בתחתית. בדרך זו, כאשר הגלשן הגמיש כפוף, כוחם של השכבות העליונות והתחתונות של חוט הנחושת אינו עולה בקנה אחד, מה שעלול לגרום נזק מכני לקו. במקום זאת, עליכם לפשוט את השבילים ולחצות את השבילים. כפי שמוצג מטה.
תכנון הניתוב באזור הגמיש (Flex) דורש שקו הקשת יהיה הטוב ביותר ולא קו הזווית. בניגוד להמלצות באזור הנוקשה. זה יכול להגן על חלק החלק הלוח הגמיש מפני שבירה קלה כשמכופף. הקו צריך גם להימנע מהתרחבות או התכווצות פתאומיים, ויש לחבר את הקווים העבים והדקים באמצעות קשת בצורת דמעה.
4. עיצוב ציפוי נחושת
לצורך כיפוף גמיש של הלוח הגמיש המחוזק, הנחושת או השכבה השטוחה עדיפה מבנה רשת. עם זאת, לבקרת עכבה או יישומים אחרים, מבנה הרשת אינו משביע רצון מבחינת איכות החשמל. לכן, בעיצוב הספציפי, על המעצב לבצע שיחת שיפוט המתאימה לדרישות העיצוב. האם זה באמצעות נחושת רשת או מוצק? עם זאת, עבור אזור הפסולת, עדיין ניתן לעצב כמה שיותר נחושת מוצקה. כפי שמוצג מטה.
5. המרחק בין קידוח נחושת
מרחק זה מתייחס למרחק שבין חור לעור הנחושת. זה מכונה "מרחק נחושת החור." החומר של לוח ההפעלה שונה מזה של הלוח הנוקשה, כך שהמרחק בין החורים לנחושת קשה מדי לטיפול. באופן כללי, מרחק הנחושת החור הרגיל צריך להיות 10 מילס.
עבור האזור הקשיח-גמיש, אסור להתעלם משני המרחקים החשובים ביותר. האחד הוא מקדחה לנחושת המוזכרת כאן, העומדת בתקן המינימלי של 10 מיל '. השני הוא החור בקצה לוח הגמיש (חור לפלקס), שבאופן כללי מומלץ להיות 50 מיליליטר.
6. תכנון אזור קשיח וגמיש
באזור הגמיש-קשיח, הלוח הגמיש מעוצב באופן רצוי להיות מחובר ללוח הקשיח באמצע הערימה. הוויאסות של לוח הגמיש נחשבות לחורים קבורים באזור הקשר הקשיח והגמיש. האזורים שצריך לשים לב אליהם באזור הגמיש והנוקשה הם כדלקמן:
- יש לעבור בקו בצורה חלקה, וכיוון הקו צריך להיות בניצב לכיוון העיקול.
- הפריסה צריכה להיות מופצת באופן שווה בכל אזור הכיפוף.
- יש למקסם את רוחב החוט בכל אזור הכיפוף.
- אזור המעבר הנוקשה-מעבר צריך לנסות לא לאמץ את עיצוב ה- PTH.
7. רדיוס הכיפוף של אזור הכיפוף של הלוח הקשיח
אזור הכיפוף הגמיש של לוח ההגמישות הנוקשה יהיה מסוגל לעמוד בפני 100, 000 סטיות ללא הפסקות, קצר חשמלי, ביצועים מופחתים או הרסיה פסולה. ההתנגדות לכפיפה נמדדת על ידי ציוד מיוחד, וניתן למדוד אותה גם על ידי מכשירים שקולים. הדגימות שנבדקו צריכות לעמוד בדרישות של מפרטים טכניים רלוונטיים.
בתכנון, יש להפנות לרדיוס הכיפוף כפי שמוצג באיור למטה. העיצוב של רדיוס הכיפוף צריך להיות קשור לעובי לוח הכפיפה באזור הכיפוף הגמיש ומספר השכבות של לוח ההפעלה. תקן ייחוס פשוט הוא R = WxT. T הוא העובי הכולל של לוח ההפעלה. הלוח היחיד W הוא 6, הלוח הכפול 12 והלוח הרב שכבתי 24. לפיכך, רדיוס הכיפוף המינימלי של לוח יחיד הוא 6 פעמים, הלוח הכפול עבה פי 12 והלוח הרב שכבתי הוא בעובי פי 24. כולם לא צריכים להיות פחותים מ- 1.6 מ"מ.
לסיכום, חשוב במיוחד שעיצוב הלוח הגמיש והקשיח יהיה קשור לתכנון הלוחות המעגליים. תכנון לוח גמיש דורש התחשבות בחומרים השונים, בעוביים ובשילובים השונים של המצע, שכבת ההדבקה, רדיד הנחושת, שכבת הכיסוי וצלחת חיזוק וטיפול פני השטח של הלוח הגמיש, כמו גם את תכונותיו, כמו חוזק קליפות ועמידות נגד גמישות. . יש להתייחס במיוחד להרכבה וליישום הספציפי של פלטת הגמיש המעוצבת. כללי תכנון ספציפיים בנושא זה יכולים להתייחס לתקני IPC: IPC-D-249 ו- IPC-2233.
בנוסף, לדיוק העיבוד של לוח flex, דיוק העיבוד בחו"ל הוא: רוחב מעגל: 50 מיקרומטר, צמצם: 0.1 מ"מ, ומספר השכבות הוא יותר מעשר שכבות. ביתי: רוחב מעגל: 75 מיקרומטר, צמצם: 0.2 מ"מ, 4 שכבות. אלה צריכים להיות מובנים ומפנים אותם בעיצוב הספציפי.
יישום רגיל אחד של לוח קשיח להגמיש הוא עיצוב ה- PCB של האייפון. אפל משתמשת בלוח flex flex כדי לחבר את התצוגה הניידת של המכשיר ללוח הראשי. אם אתה רוצה לדעת יותר על יישומי לוח קשיחים להגמיש לתעשיות כגון מכשירים רפואיים, צבאיים או אלקטרואופטיקה, בקר ב- RayMing.
