Krute fleks štampane pločepružaju jedinstvena rješenja za moderne elektronske uređaje sa svojim različitim oblicima i veličinama.
Neke krute fleks štampane ploče (kao što su štampane ploče koje se koriste u uređajima za slušna pomagala) izuzetno su izazovne za proizvodnju zbog svoje male veličine. Međutim, bez obzira na veličinu, dizajn prijelazne zone između flex ploče i tvrde ploče utječe na pouzdanost naknadne proizvodnje i upotrebe. Prijelazna zona je podvrgnuta mehaničkim i toplinskim naprezanjima, koja proizlaze iz procesa proizvodnje i montaže, kao i različitih scenarija korištenja u svakodnevnom životu. Stoga je prilikom projektovanja potrebno biti potpuno svjestan potencijalnih rizika koje donosi loš dizajn.
Prema standardu IPC-6013, prelazna zona krute fleks štampane ploče definisana je kao oblast širine 3 mm centrirana na ivičnoj osi tvrde ploče (vidi sliku 1).
(Slika 1: Prijelazna zona spojne ploče krute fleks tiskane ploče (Izvor: NCAB Smjernice za dizajn spojne ploče krute fleks tiskane ploče))
Jedinstveni izazovi u procesu proizvodnje
Proces proizvodnje fleksibilne krute ploče razlikuje se od onog kod konvencionalne krute ploče. Nakon što je laminacija završena u području savitljive ploče, svi materijali će se podvrgnuti završnoj laminaciji kako bi se fleksibilna ploča vezala za područje tvrde ploče. Prije drugog presovanja, podloške će se postaviti u snop kako bi se spriječilo da smola teče u područje meke ploče, a zatim će podloške u području Felix štampane ploče biti uklonjene procesom glodanja.
Slika 1 također navodi neke prihvatljive nedostatke unutar prijelazne zone, koji mogu imati štetne efekte na konačne performanse fleksibilne krute ploče ako se bilo koja funkcionalna svojstva rasporede unutar prijelazne zone.
Evo nekih uobičajenih kvarova i njihovih utjecaja:
Cracking and Halo
Na spoju lesonita i fleksibilne ploče dolazi do raslojavanja materijala, pucanja smole ili lomljenja bakrene folije uglavnom zbog debelog lesonita i tanke fleksibilne ploče, koje nakon laminiranja formiraju stepenastu strukturu. Tokom savijanja ili termičkog ciklusa, napon je koncentrisan blizu prelazne linije.
Lamination Voids
Laminirane praznine unutar prelazne zone su prihvatljive. Flex krute ploče se obično sastoje od FR4 materijala i poliimida. Prepreg običnih krutih ploča koristi se za tečenje i spajanje bakrenih slojeva uz sprječavanje međuslojnih praznina. FR4 prepreg fleksibilne krute ploče ima karakteristike "niskog protoka" ili "bez protoka", koje sprječavaju da smola teče u područje flex ploče, tako da može postojati praznine u laminaciji u području prijelaza.
Prelijevanje smole (stiskanje)
Iako tvornice PCB-a koriste netečeći PP za proizvodnju fleksibilnih krutih ploča, ponekad smola ljepljivog materijala i dalje izlazi iz ruba tvrde ploče i ulazi u prijelazno područje. Za zahtjev za jednom-Flex-om za instalaciju, ovo možda nije problem; Međutim, zbog primjene Dynamic Flex-a, oštre ivice stvrdnute smole mogu oštetiti flex ploču.
Izbočeni kruti dielektrični materijal
Prilikom glodanja područja fleksibilne ploče može doći do blagog izbočenja dielektričnog sloja tvrde ploče zbog laminiranih šupljina ili prelijevanja smole. Ovaj nedostatak ne utiče na performanse i prihvatljiv je prema IPC-6013 standardu.
Deformacija bakra
Zbog nestabilnosti materijala u prijelaznoj zoni, bakrene karakteristike su sklone deformaciji i čak mogu pokazati pukotine ili raslojavanje. To je zato što bakar može ometati punjenje smole, što rezultira nedostatkom smole. Osim toga, može uticati i na preciznost međuslojnog poravnanja.
Coverlay Protruding
Postavljanje materijala za pokrivanje filma u prijelazno područje također može uzrokovati probleme. Dizajn pokrivne folije nije prikladan za lijepljenjeFR4materijala, a ako se proteže do područja prijelaza, može uzrokovati raslojavanje zbog loše izvedbe lijepljenja.
Dizajn karakteristika unutar prelazne zone: rizici i razmatranja
Ključno pitanje je: koliko daleko se funkcionalne karakteristike mogu proširiti do prelazne zone bez uticaja na performanse proizvoda ili izazivanja prevelikog naprezanja materijala? Odgovor je: gotovo je nemoguće produžiti. Kao što je prikazano na slici 2, iako je tehnički izvodljivo dizajnirati i proizvesti elemente u prijelaznoj zoni, pa čak i u području savitljive ploče, ovo nije zreo pristup. Stoga je bliska komunikacija sa vašim dobavljačem štampanih ploča ključna. Tehnički tim dobavljača PCB-a bi trebao razumjeti granične vrijednosti svake mogućnosti procesa i obavijestit će vas o dostupnom rasponu prostora u području tranzicije na osnovu mogućnosti i specifikacija tvornice.
(Slika 2: Napredna proizvodna sposobnost (Izvor: NCAB Smjernice za dizajn ploče s krutim fleksibilnim tiskanim krugom))
Na slici 2, preporučene vrijednosti navedene na lijevoj strani imaju najmanji rizik. Ako koristite specifikacije u koloni "Napredno" na desnoj strani, potrebno je poduzeti dodatni oprez kako biste osigurali da svi dionici u potpunosti razumiju potencijalne rizike.
Trend ka minijaturizaciji i poboljšanju proizvodnih mogućnosti
Uz kontinuirano ažuriranje i ponavljanje tehnologije kola, nova rješenja i proizvodni procesi nastavljaju se pojavljivati kako bi zadovoljili stalno nove zahtjeve današnjih proizvoda. Trend minijaturizacije prisiljava proces mekih tvrdih ljepljivih ploča da neprestano probija granice procesa. NCAB uvijek podstiče istraživanje inovacija i najnovijih-tehnologija u dizajnu štampanih ploča, pod uslovom da ispunjava zahtjeve aplikacije i da su svi dionici svjesni potencijalnih rizika.
Neke tvornice PCB-a mogu podržati proizvodnju krutih fleks tiskanih ploča s malim prijelaznim područjima, ali se ipak preporučuje da provodite stroge inspekcije kvaliteta na njima. Istovremeno, treba obratiti pažnju na:
Izbjegavajte postavljanje ključnih funkcionalnih karakteristika u tranzicijska područja
Komunicirajte s dobavljačima kako biste razumjeli njihove proizvodne mogućnosti i prihvatljive opsege rizika
Uravnotežite inovaciju i pouzdanost u skladu sa zahtjevima aplikacije, osiguravajući da je dizajn i vrhunski{0}}i praktičan
Inženjerska praksa dizajna tranzicijske zone krutih savitljivih štampanih ploča
1. Procjena rizika i komunikacija tokom faze projektovanja
Rana saradnja sa dobavljačima: Komunikaciju treba uspostaviti sa inženjerskim timom dobavljača tokom ranih faza dizajna. Specifikacije prelaznih područja (kao što su širina, izbor materijala) mogu varirati u zavisnosti od proizvodnih mogućnosti proizvođača, a neki dobavljači mogu podržavati manje prelazne oblasti (kao što je 3 mm ispod standarda IPC 6013), ali to zahteva jasne sporazume o podeli rizika.
Simulacija i analiza naprezanja: Uvesti FEA (Finite Element Analysis) alate u dizajn za simulaciju raspodjele naprezanja u prijelaznoj zoni pod mehaničkim savijanjem i termičkim ciklusom, što može pomoći u identifikaciji potencijalnih slabih tačaka, posebno u primjenama dinamičkog savijanja. Na primjer, smjer rasporeda ožičenja u području prijelaza treba izbjegavati da bude okomit na osu savijanja što je više moguće kako bi se izbjegao rizik od loma.
2. Izbor materijala i optimizacija prelazne zone
Balansiranje karakteristika PP niskog protoka/bez protoka: U kritičnim projektima, preporučuje se da se sa dobavljačima razgovara o tome da li se može usvojiti rešenje za mešane materijale, kao što je upotreba specifičnih lepkova u prelaznim oblastima za balansiranje kontrole protoka smole i međuslojne čvrstoće vezivanja.
Granični tretman između pokrivne folije i područja tvrde ploče: Proširivanje pokrivne folije (prekrivnog sloja) na područje prijelaza može uzrokovati probleme s raslojavanjem. U praktičnim slučajevima može doći do situacija u kojima se fleksibilna površina tiskane ploče odlijepi zbog nepravilnog dizajna pokrivne folije. Preporučljivo je osigurati sigurno rastojanje od najmanje 0,5 mm između ruba pokrivne folije i granice područja tvrde ploče tokom projektiranja, te potvrditi dobavljačevu tačnost obrade prije proizvodnje.
3. Ključne tačke kontrole kvaliteta tokom procesa proizvodnje
Prihvatljivi kriteriji za defekte u prijelaznoj zoni: Iako standard IPC-6013 dozvoljava određeni stepen defekata u prijelaznoj zoni (kao što su laminirane šupljine, prelijevanje smole), preporučuje se da kupci zatraže detaljne izvještaje o analizi rezova od dobavljača tokom prihvatanja, posebno za visokopouzdane proizvode (kao što su medicinski ili avijacijski potencijalni kvarovi).
Precizna kontrola procesa glodanja: Prilikom glodanja područja meke ploče, preciznost obrade direktno utiče na problem dielektrične izbočine ili oštrih rubova smole u području prijelaza. U našoj praksi susreli smo se s problemom oštećenja površine meke ploče uzrokovane odstupanjem glodanja, što je na kraju riješeno podešavanjem parametara glodanja (kao što su brzina i pomak) kod dobavljača. Preporučuje se probna proizvodnja u maloj-razmjeri u ranim fazama proizvodnje kako bi se provjerila stabilnost procesa.
4. Usklađivanje scenarija aplikacije sa dizajnom tranzicione zone
Razlikovanje između jednokratnog-savijanja i dinamičkog savijanja: U praksi smo otkrili da mnogi kupci ne razlikuju jasnu razliku između ova dva scenarija primjene, što rezultira pretjerano konzervativnim ili agresivnim dizajnom. Na primjer, jedno-područje savijanja može na odgovarajući način prihvatiti prelijevanje smole, dok dinamičko savijanje zahtijeva strogu kontrolu svih oštrih ivica u području prijelaza.
Izazovi u trendu minijaturizacije: Sa sve većom potražnjom za krutim fleksibilnim štampanim pločama zbog minijaturizacije uređaja (kao što su uređaji za nošenje, slušna pomagala), prostor dizajna prelaznih područja je dodatno komprimovan. Preporučuje se da kupci daju prioritet optimizaciji snopa, kao što je smanjenje debljine područja tvrde ploče ili podešavanje položaja fleksibilne ploče, kako bi se oslobodilo više prostora za prelaznu površinu, dok verifikuju dizajn kroz testiranje pouzdanosti (kao što je testiranje ciklusa savijanja).
5. Uobičajeni načini kvara u prijelaznim zonama
Na primjer, lomljenje tragova bakra, raslojavanje međusloja ili smanjena dielektrična čvrstoća. Ovi problemi su često povezani sa nedovoljnim razmatranjem faktora okoline (kao što su cikličnost temperature i vlažnosti) tokom faze projektovanja. Preporučuje se da kupci provedu test ubrzanog starenja u kasnijoj fazi razvoja proizvoda kako bi simulirali stres u stvarnim uvjetima korištenja.
Zatvorena petlja suradnje od dizajna do proizvodnje
Rukovanje tranzicijskim područjima u krutim fleks tiskanim pločama uključuje suradnju između dizajna, proizvodnje i scenarija primjene. Uvijek preporučujemo:
Dizajn koji gleda u budućnost: U potpunosti razmotrite mehanička i toplotna naprezanja u prelaznoj zoni tokom faze projektovanja i koristite alate za simulaciju i povratne informacije dobavljača da biste optimizovali rešenje.
Kontrola proizvodnje: Blisko sarađujte s dobavljačima kako biste osigurali da proizvodni procesi (kao što su glodanje i laminiranje) ispunjavaju očekivanja dizajna i provodite verifikaciju kvaliteta na kritičnim čvorovima.
Adaptacija scenarija aplikacije: Prilagodite strategije dizajna na osnovu zahtjeva za primjenu proizvoda (jednokratno-savijanje ili dinamičko savijanje) kako biste osigurali ravnotežu između performansi i pouzdanosti.
Ako imate bilo kakve zahtjeve u vezi sa krutim flex štampanim pločama, slobodno nas kontaktirajte i mi ćemo vam pružiti tehničku podršku.
Krute Flex štampane ploče flex štampane ploče fr4 pcb