Trend projektowania płytek drukowanych rozwija się w lekkim i małym kierunku. Oprócz konstrukcji płyty o dużej gęstości istnieją również ważne i złożone obszary trójwymiarowego montażu połączenia płyt elastycznych. Płytka drukowana sztywno-elastyczna, wraz z narodzinami i rozwojem FPC, jest stopniowo szeroko stosowana przy różnych okazjach.
Płytka sztywno-elastyczna jest elastyczną płytką drukowaną i konwencjonalną sztywną płytką drukowaną, które są łączone w różnych procesach i zgodnie z odpowiednimi wymaganiami procesu w celu utworzenia płytki drukowanej mającej zarówno charakterystykę FPC, jak i charakterystykę PCB. Może być stosowany w niektórych produktach o specjalnych wymaganiach, zarówno w pewnym elastycznym obszarze, jak i pewnym sztywnym obszarze, co pomaga zaoszczędzić przestrzeń wewnętrzną, zmniejsza objętość gotowego produktu i poprawia jego wydajność.
Elastyczny materiał płyty
Szybkie linki
- Elastyczny materiał płyty
- Zasady projektowania płyt sztywnych Flex
- 1. Przez lokalizację
- 2. Pad i Via Design
- 3. Projekt śledzenia
- 4. Projekt miedziowania
- 5. Odległość między otworem wiertniczym a miedzią
- 6. Projekt strefy sztywnej-elastycznej
- 7. Promień gięcia strefy gięcia płyty sztywnej-Flex
Jak mówi przysłowie: „Gdy pracownik chce zrobić coś dobrego, musi najpierw naostrzyć swoje narzędzia.” Dlatego bardzo ważne jest pełne przygotowanie się do procesu projektowania i produkcji płyty sztywnej. Wymaga to jednak pewnej wiedzy specjalistycznej i zrozumienia cech wymaganych materiałów. Materiały wybrane na sztywne płyty mają bezpośredni wpływ na późniejszy proces produkcyjny i jego wydajność.
Sztywne materiały są znane wszystkim i często stosuje się materiały typu FR4. Jednak sztywny materiał musi również uwzględniać wiele wymagań. Nadaje się do klejenia i zapewnia dobrą odporność na ciepło, aby zapewnić, że stopień rozszerzania sztywnej części złącza po podgrzaniu jest równomierny bez deformacji. Generalny producent stosuje sztywny materiał z serii żywic.
W przypadku materiałów elastycznych (elastycznych) wybierz podłoże o mniejszym rozmiarze i folię ochronną. Zasadniczo stosuje się materiały wykonane z twardszego PI, a te wytworzone przy użyciu nieprzylepnego podłoża są również bezpośrednio stosowane. Elastyczny materiał jest następujący:
Materiał bazowy ： FCCL (elastyczny laminat miedziowany)
Polyimide PI. Polimid: Kapton (12, 5 um / 20 um / 25 um / 50 um / 75 um). Dobra elastyczność, odporność na wysoką temperaturę (długoterminowa temperatura użytkowania wynosi 260 ° C, krótkotrwała odporność na 400 ° C), wysoka absorpcja wilgoci, dobre właściwości elektryczne i mechaniczne, dobra odporność na rozdarcie. Dobra odporność na warunki atmosferyczne i właściwości chemiczne, dobra trudnopalność. Najczęściej stosowany jest poliimid (PI). 80% z nich jest produkowanych przez DuPont, USA.
Poliester PET
Poliester (25um / 50um / 75um). Tani, elastyczny i odporny na rozdarcie. Dobre właściwości mechaniczne i elektryczne, takie jak wytrzymałość na rozciąganie, dobra odporność na wodę i higroskopijność. Jednak po ogrzaniu szybkość skurczu jest duża, a odporność na wysoką temperaturę nie jest dobra. Nie nadaje się do lutowania w wysokiej temperaturze, temperatura topnienia 250 ° C, rzadziej używana.
Coverlay
Główną funkcją folii ochronnej jest ochrona obwodu przed wilgocią, zanieczyszczeniem i lutowaniem. Grubość folii przykryć od 1/2 mil do 5 mil (12, 7 do 127 um).
Warstwa przewodząca to walcowana wyżarzona miedź, miedź osadzana elektrolitycznie i srebrny tusz. Wśród nich struktura krystaliczna miedzi elektrolitycznej jest szorstka, co nie sprzyja uzyskaniu cienkiej linii. Struktura kryształu miedzi jest gładka, ale przyczepność do folii podstawowej jest słaba. Roztwór punktowy i folię miedzianą można odróżnić od wyglądu. Elektrolityczna folia miedziana jest miedziano-czerwona, a walcowana folia miedziana jest szaro-biała.
Dodatkowe materiały i usztywniacze
Materiały pomocnicze i usztywnienia to twarde materiały częściowo ściśnięte ze sobą w celu zespawania elementów lub dodania zbrojenia do montażu. Wzmocnioną folię można wzmocnić za pomocą FR4, płyty żywicznej, samoprzylepnego kleju, blachy stalowej i blachy aluminiowej.
Niepłynny / niskoprzepływowy prepreg klejowy (Low Flow PP). Sztywne i elastyczne połączenie dla płyt sztywno-elastycznych, zwykle bardzo cienkich PP. Istnieje ogólnie 106 (2 miliony), 1080 (3, 0 mil / 3, 5 mil), 2116 (5, 6 mil) specyfikacji.
Sztywna i elastyczna konstrukcja płyty
Płyta sztywno-elastyczna to jedna lub więcej sztywnych warstw przylegających do elastycznej płyty, a obwód na sztywnej warstwie i obwód na elastycznej warstwie są połączone ze sobą przez metalizację. Każdy panel sztywno-elastyczny ma jedną lub więcej sztywnych stref i strefę elastyczną. Kombinacja prostych sztywnych i elastycznych płyt pokazano poniżej, z więcej niż jedną warstwą.
Ponadto połączenie elastycznej płyty i kilku sztywnych desek, połączenie kilku elastycznych desek i kilku sztywnych desek, przy użyciu otworów, otworów poszycia, procesu laminowania w celu uzyskania połączenia elektrycznego. Zgodnie z wymogami projektowymi koncepcja projektowa jest bardziej odpowiednia do instalacji i debugowania urządzeń, a także operacji spawania. Upewnij się, że zalety i elastyczność płyty sztywno-elastycznej są lepiej wykorzystywane. Ta sytuacja jest bardziej skomplikowana, a warstwa drutu ma więcej niż dwie warstwy. Następująco:
Laminowanie polega na laminowaniu folii miedzianej, elementu P, elastycznego obwodu pamięci i sztywnego obwodu zewnętrznego na płytkę wielowarstwową. Laminowanie płyty sztywnej-elastycznej różni się od laminowania tylko płyty elastycznej lub laminowania sztywnej płyty. Konieczne jest uwzględnienie odkształcenia elastycznej płyty podczas procesu laminowania i płaskości powierzchni sztywnej płyty.
Dlatego oprócz wyboru materiału konieczne jest również uwzględnienie grubości sztywnej płyty w procesie projektowania i zapewnienie, że szybkość skurczu części sztywnej jest spójna bez wypaczania. Eksperyment dowodzi, że grubość 0, 8 ~ 1, 0 mm jest bardziej odpowiednia. Jednocześnie należy zauważyć, że sztywna płyta i elastyczna płyta są umieszczone w pewnej odległości od części złącza, aby nie wpływać na sztywną część złącza.
Sztywny i elastyczny proces produkcji płyty kombinowanej
Produkcja sztywnych taśm powinna mieć zarówno sprzęt do produkcji FPC, jak i sprzęt do przetwarzania PCB. Najpierw inżynier elektroniki rysuje linię i kształt elastycznej płyty zgodnie z wymaganiami, a następnie dostarcza ją do fabryki, która może wyprodukować płytę sztywną. Po przetworzeniu i zaplanowaniu odpowiednich dokumentów przez inżynierów CAM, układana jest linia produkcyjna FPC. Linie produkcyjne FPC i PCB są wymagane do produkcji PCB. Po wyjściu płyty elastycznej i sztywnej płyty, zgodnie z wymogami planowania inżynierów elektroników, FPC i PCB są bezproblemowo wciskane przez maszynę prasową, a następnie poprzez szereg szczegółowych kroków, końcowym procesem jest płyta sztywna .
Na przykład weźmy mobilny wyświetlacz Motorola 1 + 2F + 1 i 4-warstwową płytę boczną (dwuwarstwowa sztywna płyta i dwuwarstwowa elastyczna płyta). Wymagania dotyczące produkcji płyt to konstrukcja HDI o skoku BGA 0, 5 mm. Grubość płyty elastycznej wynosi 25um i istnieje konstrukcja otworu IVH (Interstitial Via Hole). Grubość całej płyty: 0, 295 +/- 0, 052 mm. Wewnętrzna warstwa LW / SP wynosi 3/3 mil.
Zasady projektowania płyt sztywnych Flex
Płyta sztywno-elastyczna jest znacznie bardziej skomplikowana w projektowaniu niż tradycyjna konstrukcja PCB i jest wiele miejsc, na które należy zwrócić uwagę. W szczególności obszary przejściowe ze sztywnym przejściem, a także powiązane trasy, przelotki itp. Podlegają wymogom odpowiednich zasad projektowania.
1. Przez lokalizację
W przypadku zastosowania dynamicznego, zwłaszcza gdy giętka płyta jest często wyginana, otwory przelotowe na płycie elastycznej są w jak największym stopniu unikane, a otwory przelotowe są łatwo łamane. Jednak wzmocniony obszar na płycie elastycznej można nadal perforować, ale także unikać sąsiedztwa krawędzi wzmocnionego obszaru. Dlatego konieczne jest unikanie pewnej odległości obszaru spojenia podczas dziurkowania otworów w konstrukcji płyty elastycznej i twardej. Jak pokazano niżej.
W przypadku wymagań dotyczących drogi przelotowej i sztywnego flexu należy przestrzegać następujących zasad:
- Należy zachować odległość co najmniej 50 mil, a aplikacja o wysokiej niezawodności wymaga co najmniej 70 mil.
- Większość procesorów nie akceptuje ekstremalnych odległości poniżej 30 mil.
- Postępuj zgodnie z tymi samymi zasadami dla przelotek na elastycznej planszy.
- Jest to najważniejsza zasada projektowania w desce sztywno-elastycznej.
2. Pad i Via Design
Pady i przelotki uzyskują maksymalną wartość, gdy spełnione są wymagania elektryczne, a gładka linia przejściowa jest stosowana na styku płytki z przewodnikiem, aby uniknąć kąta prostego. Do palca należy dodać osobne wkładki, aby zwiększyć wsparcie.
W konstrukcji płyty sztywnej elastyczne przelotki lub podkładki można łatwo uszkodzić. Zasady, których należy przestrzegać, aby zmniejszyć to ryzyko:
- Podkładka lutownicza podkładki lub przelotu jest wystawiona na miedziany pierścień, im większy, tym lepiej.
- Ślady otworów przelotowych dodają łzy w największym stopniu, aby zwiększyć wsparcie mechaniczne.
- Dodaj palec do wzmocnienia.
3. Projekt śledzenia
Jeśli na strefie elastycznej (Flex) są ślady na różnych warstwach, staraj się unikać jednego drutu na górze, a drugiego na tej samej ścieżce na dole. W ten sposób, gdy giętka płyta jest zgięta, siła górnej i dolnej warstwy drutu miedzianego jest niespójna, co może spowodować mechaniczne uszkodzenie linii. Zamiast tego powinieneś zataczać ścieżki i przecinać ścieżki. Jak pokazano niżej.
Projekt trasy w strefie Flex (Flex) wymaga, aby linia łuku była najlepsza, a nie linia kąta. W przeciwieństwie do zaleceń w obszarze Sztywny. Może to chronić sekcję elastycznej części płyty przed łatwym złamaniem po zgięciu. Linia powinna również unikać nagłego rozszerzania się lub kurczenia, a grube i cienkie linie powinny być połączone łukiem w kształcie łzy.
4. Projekt miedziowania
W celu elastycznego zginania wzmocnionej elastycznej płyty, miedziana lub płaska warstwa jest korzystnie strukturą siatkową. Jednak w przypadku kontroli impedancji lub innych zastosowań struktura siatki nie jest zadowalająca pod względem jakości elektrycznej. Dlatego w konkretnym projekcie projektant musi dokonać oceny zgodnej z wymaganiami projektowymi. Czy używa siatki miedzianej czy litej? Jednak w obszarze odpadów nadal można zaprojektować jak najwięcej litej miedzi. Jak pokazano niżej.
5. Odległość między otworem wiertniczym a miedzią
Odległość ta odnosi się do odległości między otworem a miedzianą powłoką. Nazywa się to „odległością miedzianą dziury”. Materiał płyty elastycznej różni się od sztywnej płyty, tak więc odległość między otworami a miedzią jest zbyt trudna w obsłudze. Ogólnie rzecz biorąc, standardowa odległość miedzi w otworze powinna wynosić 10 mils.
W przypadku strefy sztywno-elastycznej nie należy ignorować dwóch najważniejszych odległości. Jednym z nich jest wspomniany tutaj Drill to Copper, który spełnia minimalny standard 10 mil. Drugi to otwór na krawędzi płyty elastycznej (Hole to Flex), który na ogół zaleca się mieć 50 mil.
6. Projekt strefy sztywnej-elastycznej
W strefie sztywno-elastycznej elastyczna deska jest korzystnie zaprojektowana do połączenia z płytą pilśniową na środku stosu. Przelotki płyty elastycznej są uważane za zakopane otwory w obszarze sztywno-elastycznego połączenia. Obszary, które należy zauważyć w strefie sztywno-elastycznej są następujące:
- Linia powinna być płynnie przechodząca, a kierunek linii powinien być prostopadły do kierunku zgięcia.
- Układ powinien być równomiernie rozmieszczony w strefie gięcia.
- Szerokość drutu powinna być zmaksymalizowana w całej strefie zgięcia.
- Strefa przejściowa sztywnego przejścia powinna starać się nie przyjmować projektu PTH.
7. Promień gięcia strefy gięcia płyty sztywnej-Flex
Elastyczna strefa gięcia panelu sztywno-elastycznego powinna być w stanie wytrzymać 100 000 ugięć bez przerw, zwarć, zmniejszonej wydajności lub niedopuszczalnego rozwarstwienia. Odporność na zginanie jest mierzona za pomocą specjalnego sprzętu i może być również mierzona za pomocą równoważnych przyrządów. Badane próbki powinny spełniać wymagania odpowiednich specyfikacji technicznych.
W projekcie promień gięcia powinien być oznaczony, jak pokazano na poniższym rysunku. Projekt promienia gięcia powinien być powiązany z grubością płyty giętkiej w strefie gięcia elastycznego i liczbą warstw płyty giętkiej. Prostym standardem odniesienia jest R = WxT. T to całkowita grubość płyty Flex. Pojedynczy panel W wynosi 6, podwójny panel 12 i płyta wielowarstwowa 24. Dlatego minimalny promień gięcia pojedynczego panelu jest 6 razy, podwójny panel ma 12 razy grubość, a płyta wielowarstwowa ma grubość 24 razy. Wszystko nie powinno być mniejsze niż 1, 6 mm.
Podsumowując, szczególnie ważne jest, aby projekt elastycznej i twardej płytki był powiązany z konstrukcją elastycznej płytki drukowanej. Elastyczna konstrukcja płyty wymaga uwzględnienia różnych materiałów, grubości i różnych kombinacji podłoża, warstwy wiążącej, folii miedzianej, warstwy wierzchniej i płyty wzmacniającej oraz obróbki powierzchni elastycznej płyty, a także jej właściwości, takich jak wytrzymałość na odrywanie i wytrzymałość na zginanie . Właściwości giętkie, właściwości chemiczne, temperatury robocze itp. Szczególną uwagę należy zwrócić na montaż i szczególne zastosowanie zaprojektowanej płyty giętkiej. Szczegółowe zasady projektowania w tym zakresie mogą odnosić się do standardów IPC: IPC-D-249 i IPC-2233.
Ponadto, dla dokładności przetwarzania płyty elastycznej, precyzja przetwarzania za granicą wynosi: szerokość obwodu: 50 μm, otwór: 0, 1 mm, a liczba warstw wynosi ponad 10 warstw. Domowe: szerokość obwodu: 75 μm, otwór: 0, 2 mm, 4 warstwy. Należy je zrozumieć i odnieść się do nich w konkretnym projekcie.
Jedną z normalnych aplikacji płyty sztywnej jest konstrukcja iPhone'a. Apple używa sztywnej płyty Flex do połączenia wyświetlacza mobilnego urządzenia z płytą główną. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o aplikacjach płyt sztywnych dla branż takich jak urządzenia medyczne, wojsko lub optoelektronika, odwiedź RayMing.
