Der Trend des PCB-Designs geht dahin, sich in eine leichte und kleine Richtung zu entwickeln. Neben dem High-Density-Board-Design gibt es auch wichtige und komplexe Bereiche der dreidimensionalen Verbindungsmontage von Flex-Hard-Boards. Die Starrflex-Leiterplatte, mit der Geburt und Entwicklung von FPC, wird allmählich bei verschiedenen Gelegenheiten in großem Umfang verwendet.
Die starre flexible Leiterplatte ist eine flexible Leiterplatte und eine herkömmliche starre Leiterplatte, die in verschiedenen Prozessen und gemäß den relevanten Prozessanforderungen kombiniert werden, um eine Leiterplatte mit sowohl FPC-Eigenschaften als auch PCB-Eigenschaften zu bilden. Es kann in einigen Produkten mit speziellen Anforderungen verwendet werden, sowohl in einem bestimmten flexiblen Bereich als auch in einem bestimmten starren Bereich, was dazu beiträgt, internen Raum zu sparen, das Volumen des fertigen Produkts zu reduzieren und die Produktleistung zu verbessern.
Flexibles Plattenmaterial
Schnellzugriff
- Flexibles Plattenmaterial
- Konstruktionsregeln für Rigid-Flex-Platten
- 1. Über Standort
- 2. Pad und Via Design
- 3. Trace Design
- 4. Kupferbeschichtungsdesign
- 5. Abstand zwischen Bohrung und Kupfer
- 6. Gestaltung der starr-flexiblen Zone
- 7. Der Biegeradius der Biegezone der Starr-Flex-Platte
Das Sprichwort lautet: „Wenn ein Arbeiter etwas Gutes tun möchte, muss er zuerst seine Werkzeuge schärfen.“ Daher ist es sehr wichtig, sich umfassend auf den Entwurfs- und Produktionsprozess einer Hartfaserplatte vorzubereiten. Dies erfordert jedoch ein gewisses Maß an Fachwissen und ein Verständnis der Eigenschaften der benötigten Materialien. Die für die Starrflexplatten ausgewählten Materialien wirken sich direkt auf den nachfolgenden Produktionsprozess und dessen Leistung aus.
Starre Materialien sind jedem vertraut, und häufig werden Materialien vom Typ FR4 verwendet. Bei Starrflex-Materialien müssen jedoch auch viele Anforderungen berücksichtigt werden. Es ist zum Kleben geeignet und bietet eine gute Wärmebeständigkeit, um sicherzustellen, dass der Grad der Ausdehnung des starr gebogenen Verbindungsabschnitts nach dem Erhitzen gleichmäßig ist, ohne sich zu verformen. Der allgemeine Hersteller verwendet ein starres Material der Harzserie.
Wählen Sie für flexible (flexible) Materialien ein Substrat mit einer geringeren Größe und einer Abdeckfolie. Im Allgemeinen werden Materialien verwendet, die aus härterem PI hergestellt sind, und solche, die unter Verwendung eines nichtklebenden Substrats hergestellt wurden, werden auch direkt verwendet. Das Flexmaterial ist wie folgt:
Basismaterial: FCCL (flexibles kupferkaschiertes Laminat)
Polyimid PI. Polymid: Kapton (12, 5 um / 20 um / 25 um / 50 um / 75 um). Gute Flexibilität, hohe Temperaturbeständigkeit (Langzeittemperatur beträgt 260 ° C, Kurzzeitbeständigkeit bis 400 ° C), hohe Feuchtigkeitsaufnahme, gute elektrische und mechanische Eigenschaften, gute Reißfestigkeit. Gute Witterungsbeständigkeit und chemische Eigenschaften, gute Flammwidrigkeit. Polyimid (PI) wird am häufigsten verwendet. 80% davon werden von DuPont, USA, hergestellt.
Polyester PET
Polyester (25 & mgr; m / 50 & mgr; m / 75 & mgr; m). Günstig, flexibel und reißfest. Gute mechanische und elektrische Eigenschaften wie Zugfestigkeit, gute Wasserbeständigkeit und Hygroskopizität. Nach dem Erhitzen ist die Schrumpfungsrate jedoch groß und die Hochtemperaturbeständigkeit ist nicht gut. Nicht für Hochtemperaturlöten geeignet, Schmelzpunkt 250 ° C, weniger verwendet.
Deckblatt
Die Hauptfunktion der Abdeckfolie besteht darin, den Stromkreis vor Feuchtigkeit, Verschmutzung und Löten zu schützen. Deckfoliendicke von 1/2 mil bis 5 mil (12, 7 bis 127 um).
Die leitende Schicht besteht aus gewalztem geglühtem Kupfer, galvanisch abgeschiedenem Kupfer und Silbertinte. Unter diesen ist die elektrolytische Kupferkristallstruktur rau, was der Feinlinienausbeute nicht förderlich ist. Die Kupferkristallstruktur ist glatt, aber die Haftung auf dem Basisfilm ist schlecht. Die Punktlösung und die Kupferfolie sind vom Aussehen zu unterscheiden. Die elektrolytische Kupferfolie ist kupferrot und die gerollte Kupferfolie ist grauweiß.
Zusätzliches Material & Versteifungen
Hilfsmaterialien und Aussteifungen sind harte Materialien, die teilweise zusammengedrückt werden, um Komponenten zu schweißen oder Verstärkungen für die Montage hinzuzufügen. Der verstärkte Film kann mit FR4, Harzplatte, Haftklebstoff, Stahlblech und Aluminiumblech verstärkt werden.
Nicht fließendes / fließendes Klebstoff-Prepreg (Low Flow PP). Starre und flexible Verbindung für starre und flexible Leiterplatten, normalerweise sehr dünnes PP. Es gibt allgemein Spezifikationen für 106 (2 mil), 1080 (3, 0 mil / 3, 5 mil), 2116 (5, 6 mil).
Starr-flexible Plattenstruktur
Die starre flexible Platte ist eine oder mehrere starre Schichten, die an der flexiblen Platte haften, und die Schaltung auf der starren Schicht und die Schaltung auf der flexiblen Schicht sind durch Metallisierung miteinander verbunden. Jede starre Flexplatte hat eine oder mehrere starre Zonen und eine flexible Zone. Die Kombination von einfachen starren und flexiblen Platten mit mehr als einer Schicht wird unten gezeigt.
Darüber hinaus kann eine Kombination aus einer flexiblen Leiterplatte und einigen starren Leiterplatten, eine Kombination aus mehreren flexiblen Leiterplatten und mehreren starren Leiterplatten unter Verwendung von Löchern, Plattierungslöchern, Laminierungsverfahren zur Erzielung einer elektrischen Verbindung hergestellt werden. Entsprechend den Konstruktionsanforderungen eignet sich das Konstruktionskonzept besser für die Installation und das Debuggen von Geräten sowie für Schweißvorgänge. Stellen Sie sicher, dass die Vorteile und die Flexibilität des Starrflex-Boards besser genutzt werden. Diese Situation ist komplizierter und die Drahtschicht besteht aus mehr als zwei Schichten. Wie folgt:
Beim Laminieren werden Kupferfolie, P-Stück, flexible Speicherschaltung und äußere starre Schaltung zu einer Mehrschichtplatte laminiert. Die Laminierung der Hartfaserplatte unterscheidet sich von der Laminierung nur der Hartfaserplatte oder der Laminierung der Hartfaserplatte. Es ist notwendig, die Verformung der flexiblen Platte während des Laminierungsprozesses und die Oberflächenebenheit der starren Platte zu berücksichtigen.
Daher ist es zusätzlich zur Materialauswahl auch erforderlich, die Dicke der starren Platte beim Konstruktionsprozess zu berücksichtigen und sicherzustellen, dass die Schrumpfrate des starren Biegeteils ohne Verziehen gleichbleibend ist. Das Experiment zeigt, dass eine Dicke von 0, 8 bis 1, 0 mm besser geeignet ist. Gleichzeitig ist zu beachten, dass die starre Platte und die flexible Platte in einem bestimmten Abstand vom Verbindungsabschnitt angeordnet sind, um den starren Verbindungsabschnitt nicht zu beeinträchtigen.
Herstellungsverfahren für starr-flexible Kombinationsplatten
Die Produktion von Starrflex sollte sowohl über FPC-Produktionsanlagen als auch über PCB-Verarbeitungsanlagen verfügen. Zuerst zeichnet der Elektronikingenieur die Linie und Form der flexiblen Leiterplatte gemäß den Anforderungen und liefert sie dann an das Werk, in dem die starre flexible Leiterplatte hergestellt werden kann. Nachdem die CAM-Ingenieure die relevanten Dokumente verarbeitet und geplant haben, wird die FPC-Produktionslinie eingerichtet. Die FPC- und PCB-Produktionslinien werden zur Herstellung von PCBs benötigt. Nachdem das Flex Board und das Rigid Board herausgekommen sind, werden gemäß den Planungsanforderungen der Elektronikingenieure der FPC und die Leiterplatte nahtlos durch die Pressmaschine gepresst, und dann wird das endgültige Verfahren durch eine Reihe detaillierter Schritte zum Rigid-Flex Board .
Nehmen Sie als Beispiel das Motorola 1 + 2F + 1 Mobile Display und die 4-lagige Side Keys-Platine (2-lagige starre Platine und 2-lagige flexible Platine). Die Anforderungen an die Plattenherstellung sind ein HDI-Design mit einem BGA-Abstand von 0, 5 mm. Die Dicke der Flex-Platine beträgt 25 µm und es gibt ein IVH-Loch (Interstitial Via Hole). Die Dicke der gesamten Platte: 0, 295 +/- 0, 052 mm. Die innere Schicht LW / SP beträgt 3/3 mil.
Konstruktionsregeln für Rigid-Flex-Platten
Das Design der Starrflex-Leiterplatte ist wesentlich komplizierter als das der herkömmlichen Leiterplatten, und es gibt viele Bereiche, auf die Sie achten müssen. Insbesondere Übergangsbereiche mit starren Übergängen sowie zugehöriges Routing, Durchkontaktierungen usw. unterliegen den Anforderungen der entsprechenden Entwurfsregeln.
1. Über Standort
Im Falle eines dynamischen Gebrauchs, insbesondere wenn die flexible Platte häufig gebogen wird, werden die Durchgangslöcher in der flexiblen Platte so weit wie möglich vermieden und die Durchgangslöcher können leicht gebrochen werden. Der verstärkte Bereich auf der Flexplatte kann jedoch immer noch perforiert sein, aber auch die Nähe der Kante des verstärkten Bereichs vermeiden. Daher ist es notwendig, beim Stanzen von Löchern in das Design der Flex- und Hartfaserplatte einen bestimmten Abstand des Verbindungsbereichs zu vermeiden. Wie nachfolgend dargestellt.
Für die Abstandsanforderungen des Via und des Rigid-Flex gelten folgende Regeln für das Design:
- Ein Abstand von mindestens 50 mil sollte eingehalten werden, und eine Anwendung mit hoher Zuverlässigkeit erfordert mindestens 70 mil.
- Die meisten Prozessoren akzeptieren keine extremen Entfernungen unter 30 mil.
- Befolgen Sie die gleichen Regeln für Durchkontaktierungen auf einer flexiblen Platine.
- Dies ist die wichtigste Konstruktionsregel bei Starrflexplatten.
2. Pad und Via Design
Pads und Vias gewinnen den Maximalwert, wenn die elektrischen Anforderungen erfüllt sind, und an der Verbindungsstelle zwischen Pad und Leiter wird eine glatte Übergangslinie verwendet, um einen rechten Winkel zu vermeiden. Dem Zeh sollten separate Polster hinzugefügt werden, um die Unterstützung zu verbessern.
Bei der Starrflex-Leiterplattenkonstruktion können die Durchkontaktierungen oder Pads leicht beschädigt werden. Die Regeln zur Reduzierung dieses Risikos:
- Das Lötpad des Pads oder der Durchkontaktierung ist einem Kupferring ausgesetzt. Je größer, desto besser.
- Durchgangslochspuren tragen so viel Tropfen wie möglich bei, um die mechanische Unterstützung zu erhöhen.
- Fügen Sie einen Zeh hinzu, um zu stärken.
3. Trace Design
Wenn sich in der Flex-Zone (Flex) Spuren auf verschiedenen Schichten befinden, vermeiden Sie, dass sich ein Draht oben und der andere unten auf demselben Pfad befindet. Auf diese Weise ist beim Biegen der flexiblen Platte die Kraft der oberen und unteren Schicht des Kupferdrahtes ungleichmäßig, was wahrscheinlich zu einer mechanischen Beschädigung der Leitung führt. Stattdessen sollten Sie die Pfade versetzen und die Pfade kreuzen. Wie nachfolgend dargestellt.
Das Routing-Design in der Flex-Zone (Flex) erfordert, dass die Bogenlinie die beste und nicht die Winkellinie ist. Entgegen den Empfehlungen im Rigid-Bereich. Dies kann den flexiblen Brettteilabschnitt davor schützen, beim Biegen leicht zu brechen. Die Linie sollte auch plötzliche Expansion oder Kontraktion vermeiden, und die dicken und dünnen Linien sollten durch einen tropfenförmigen Bogen verbunden sein.
4. Kupferbeschichtungsdesign
Für das flexible Biegen der verstärkten flexiblen Platte ist die Kupfer- oder Flachschicht vorzugsweise eine Maschenstruktur. Für die Impedanzsteuerung oder andere Anwendungen ist die Gitterstruktur jedoch hinsichtlich der elektrischen Qualität nicht zufriedenstellend. Daher muss der Designer in dem spezifischen Entwurf eine Beurteilung abgeben, die den Entwurfsanforderungen entspricht. Verwendet es Mesh-Kupfer oder Feststoff? Für den Abfallbereich ist es jedoch weiterhin möglich, möglichst viele Kupferfeststoffe zu konstruieren. Wie nachfolgend dargestellt.
5. Abstand zwischen Bohrung und Kupfer
Dieser Abstand bezieht sich auf den Abstand zwischen einem Loch und der Kupferhaut. Dies wird als "Lochkupferabstand" bezeichnet. Das Material der flexiblen Leiterplatte unterscheidet sich von dem der starren Leiterplatte, so dass der Abstand zwischen den Löchern und dem Kupfer zu schwierig zu handhaben ist. Im Allgemeinen sollte der Standardabstand von Lochkupfer 10 mil betragen.
Für die starr-flexible Zone dürfen die beiden wichtigsten Abstände nicht ignoriert werden. Eine davon ist die hier erwähnte Bohrmaschine für Kupfer, die dem Mindeststandard von 10 mil entspricht. Das andere ist das Loch an der Kante der Flex-Platine (Hole to Flex), für das in der Regel 50 mil empfohlen werden.
6. Gestaltung der starr-flexiblen Zone
In der starr-flexiblen Zone ist die flexible Platte vorzugsweise so ausgelegt, dass sie in der Mitte des Stapels mit der Hartfaserplatte verbunden wird. Die Durchkontaktierungen der flexiblen Leiterplatte gelten als vergrabene Löcher im Bereich der starr-flexiblen Verbindung. In der starr-flexiblen Zone sind folgende Bereiche zu beachten:
- Die Linie sollte glatt übergehen und die Richtung der Linie sollte senkrecht zur Richtung der Biegung sein.
- Das Layout sollte gleichmäßig über die Biegezone verteilt sein.
- Die Breite des Drahtes sollte in der gesamten Biegezone maximiert werden.
- Die Starre-Übergang-Übergangszone sollte versuchen, das PTH-Design nicht anzunehmen.
7. Der Biegeradius der Biegezone der Starr-Flex-Platte
Die flexible Biegezone des Starrflex-Paneels muss 100.000 Durchbiegungen ohne Unterbrechungen, Kurzschlüsse, Leistungseinbußen oder unannehmbare Ablösung standhalten können. Der Biegewiderstand wird mit speziellen Geräten gemessen und kann auch mit gleichwertigen Instrumenten gemessen werden. Die getesteten Muster sollten den Anforderungen der relevanten technischen Spezifikationen entsprechen.
Bei der Konstruktion sollte der Biegeradius wie in der folgenden Abbildung angegeben angegeben werden. Die Auslegung des Biegeradius sollte sich auf die Dicke der Flexplatte in der flexiblen Biegezone und die Anzahl der Lagen der Flexplatte beziehen. Ein einfacher Referenzstandard ist R = BxT. T ist die Gesamtdicke der Flexplatte. Die Einzelplatte W ist 6, die Doppelplatte 12 und die Mehrschichtplatte 24. Daher ist der minimale Biegeradius einer Einzelplatte 6-fach, die Doppelplatte 12-fach und die Mehrschichtplatte 24-fach dick. Alle sollten nicht kleiner als 1, 6 mm sein.
Zusammenfassend ist es besonders wichtig, dass das Design der flexiblen und harten Leiterplatte mit dem Design der flexiblen Leiterplatte in Beziehung steht. Das Design der flexiblen Platte erfordert die Berücksichtigung der verschiedenen Materialien, Dicken und unterschiedlichen Kombinationen von Substrat, Haftschicht, Kupferfolie, Deckschicht und Verstärkungsplatte sowie der Oberflächenbehandlung der flexiblen Platte und ihrer Eigenschaften wie Abziehfestigkeit und Biegefestigkeit . Biegeeigenschaften, chemische Eigenschaften, Betriebstemperaturen usw. Besondere Beachtung sollte dem Zusammenbau und der spezifischen Anwendung der entworfenen Biegeplatte geschenkt werden. Spezifische Designregeln in dieser Hinsicht können sich auf die IPC-Standards beziehen: IPC-D-249 und IPC-2233.
Für die Verarbeitungsgenauigkeit von Flex Board beträgt die Verarbeitungsgenauigkeit im Ausland außerdem: Schaltkreisbreite: 50 μm, Apertur: 0, 1 mm, und die Anzahl der Schichten beträgt mehr als 10 Schichten. Inland: Schaltkreisbreite: 75 μm, Öffnung: 0, 2 mm, 4 Schichten. Diese müssen im konkreten Design verstanden und referenziert werden.
Eine normale Anwendung eines Starrflex-Boards ist das iPhone-PCB-Design. Apple verwendet eine starre Flexkarte, um das mobile Display des Geräts mit der Hauptkarte zu verbinden. Wenn Sie mehr über Starrflex-Board-Anwendungen für Branchen wie Medizinprodukte, Militär oder Optoelektronik erfahren möchten, besuchen Sie RayMing.
