שיטות טובות ליצירת צמיגים גמישים Pcb כי עם מובנים חוזרים על מחזורי בנדינג

אתגר ה- PCB גמישות

לוחות מעגלים מודפסים גמישים (מכפופים PCB) הם עמוד השדרה של אינספור מכשירים מודרניים: מעקבי כושר ללבוש, טלפונים חכמים מתקפלים, שתלים רפואיים, מערך חיישן רכב, ורובוטיקה תעשייתית.בניגוד ללוחים קשיחים, מעגלים אלה חייבים לסבול אלפי - לפעמים מיליונים - של מחזורים ללא עקבות מתפתלות, מקלקלות שכבות, או איבוד רציפות חשמל.

האתגר הבסיסי הוא ניהול מתח מכני.כל שרביט יוצר כוחות רביליים ודחוסים בתוך עקבות נחושת ושכבות דיאלקטריות. לאורך זמן, לחצים אלה גורמים למיקרו-קפצים, עובדים קשה, ובסופו של דבר כישלון.הפתרונות נמצאים בבחירת תת-השכבות הנכונות, סיבולת של גיאומטריה, שליטה ברדיוס הנד, וליישם תכונות לחץ-קליפות.

בחירת חומרים לגמישות דינמית

החומרים המשמשים ב- PCB גמישים קובעים ישירות את היכולת שלה לעמוד שוב ושוב.עבור יישומים גמישים דינמיים (אלה כי גמישים במהלך שימוש רגיל), כל שכבה - סרט בסיס, נחושת, דבקה, וכיסוי - יש לציין בזהירות.

ראשי התיבות של: Beyond Standard Polyimide

סרטי פולימאיד (PI) נשארים חומר הבסיס הנפוץ ביותר בשל היציבות התרמית המעולה שלהם, עמידות כימית וגמישות מכנית. עם זאת, לא כל פולימיסטים שווים.עבור מחזור גבוה, לבחור ציונים פולימיידי עם תוספת נמוכה של יישומים גמישים (בדרך כלל 2–4 GPa) והמשך גבוה יותר בהפסקה (ג'ט; 40% מציעים "תרמיוני פולימפלקס" (דלקת יתר) ולהפחית את הפולימן)" (pide) באופן כללי) או יותר מאשר סגסוגת פוליגרפית (L) או יותר מאשר סגסוגת חריפה יותר מאשר סגסוגת חריפה יותר מאשר סגסוגת חריפה יותר מאשר סגסוגת חריפה (Limide) או יותר מאשר סגסוגת חריפה יותר מאשר סגסוגת חריפה יותר מאשר סגסוגת חריפה יותר (מאטורית) או יותר מאשר סגסוגת חריפה יותר (Lim) ולהפחית את עצמה) או יותר מאשר סגסוגת חריפה יותר מאשר סגסוגת חריפה (מאטורית) ולהפחית את עצמה (מאטמית (מאטמית (בדרך כלל) ולהפחית את עצמה (מאטורית) או יותר מאשר סגסוגת חריפה יותר מאשר סגסוגת גבוהה יותר מאשר סגסוגת חריפה יותר מאשר סגסוגת חריפה יותר מאשר סגסוגת אחורית) אבל סגסוגת אחורית) אבל היא לעתים קרובות

כאשר נדרשת גמישות קיצונית, שקול חומרים גמישים דינמיים כמו PEN (polyethyleneolhthalate) או תרכובות פולימידיות מיוחדות.חומרים אלה מציעים עמידות עייפות משופרת, אך ייתכן שיש להם עלות גבוהה יותר או סובלנות תרמית נמוכה יותר.תמיד לאמת את הנתונים גמישים של הספק - לחפש תוצאות המבוססות על IPC-2223 או IPC13 תקנים.

Copper Foils: Thickness and Grain Structure Matter

Copper הוא המנצח של בחירה, אבל עובי שלה עיבוד השפעה רבה על החיים הנדנדנדים. Standard התגלגל נחושת (RA) הוא המועדף על נחושת אלקטרודישויed (ED) עבור flex דינמי. RA נחושת יש מבנה גרגר אחיד יותר והמשך גבוה יותר (15–25% לעומת 3–8% עבור ED), מה שהופך אותו פחות נוטה לפצח תחת לחץ חוזר.

(FLT:0) נחושת ימית (18 μm או 1/2 ozigue): 1 מצמצם את לחץ ציר נייטרלי ומאפשר צנדות חזק יותר.עבור מחזורים קיצוניים, 9 מיקרומטר (1/4 oz) נחושת ניתן להשתמש.
(FLT:0) נחושת מטופלת:FreaLT:1 , דחוס בצד אחד כדי לשפר את חוזק האגדי, אבל זה יכול להפחית גמישות מעט.
(ב) התפלגות משקל:0 (Copper Weight Distribution: FLT:1) השתמש עובי נחושת אחיד על פני שכבות כדי להימנע ריכוזי מתח מקומיים.

Adhesives ו- Coverlays

BBS גמישים משתמשים בפולימניד או בבניה ללא דבקות. Adhesiveless laminates (copper ישירות מחובר פולימידי באמצעות מחיקה של ואקום) מציעים גמישות גבוהה וביצועים תרמיים כי אין שכבת פולימרים ביניים שיכולה לזחול או עייפות.עם זאת, הם יקרים יותר. עבור יישומים פחות תובעניים, aclic או epoxy-based adhesivesivesives (בדרך כלל 12 מיקרוגרם) יכול לשמש מיקרוגרם למחזור פלסטיק או מיקרוסקופי (מפלקס) אבל הם עלולים רבים עשויים להיות סטרייקרים).

מכסה (שכבת מגן על עקבות) חייב להיות גמיש ו היטב. פוליסידיד מכסה עם דבק אקרילי הם סטנדרטי, אבל עבור flex דינמי, לשקול כיסוי נוזל photoaginable מכסה (LPI) אשר יכול להיות דק יותר ותואם יותר, צמצום עלייה בלחץ בשוליים. להימנע באמצעות מסיכה נמכרת על אזורים גמישים - מסיכות הוא מתפתל בקלות סדקים תחת מכווץ בקלות.

(ב) עיין: (ב) ויקרא: ויקרא: ויקרא י"א): "ב"ה' (ב"ב) ויקרא י"ד): "ב[[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]

אסטרטגיות עיצוב לחיים ארוכים

ברגע שהחומרים נבחרים, פריסת הלוח עצמה חייבת להיות מתאימה עבור התכופים חוזרים.כללי העיצוב הבאים הם קריטיים להשגת סיבולת גמישה גבוהה.

בנד רדינוס: הפרדוקס החשוב ביותר

רדיוס גדול יותר bend להפחית את הלחץ על נחושת.הרדיוס הנדז המינימלי צריך להיות לפחות 10-12 פעמים עובי הלוח הכולל. עבור סגסוגת יחיד טיפוסי של 0.1 מ"מ (כולל כיסוי), רדיוס הנד דינמי המינימלי הוא בערך 1.0-1.2 מ"מ.עבור מולטיlayer עם נוקשות, הרדיוס עשוי להיות 20 פעמים עובי או יותר.

(FLT:0)Calculating זן: FLT:1, הזן על שכבת נחושת החיצונית במהלך הכתף הוא בערך ε = עובי / (2 × bend רדיוס) × 100%. שמור את הזן הזה מתחת 0.3% עבור flex דינמי כדי למנוע עייפות מעל 100,000 + מחזורים. השתמש נוסחה זו כדי לאמת את העיצוב שלך.

Trace רוסינג: להימנע מקווים סטרייטים באזור ה- Flex

פצעים המתחוללים ישירות על ציר הנדנד כפופים למתח מקסימלי.במקום, עקבות המסלול בזווית (בדרך כלל 45 מעלות) או perpendicular אל ציר bend. for highstress Zone, להשתמש ב-Sarine או arced עקבות שיכולים לספוג הנחיות מפתח:

(FLT:0) ויידר: מעלה את רוחב העקביות ל-0.0 מ"מ (8 מילימטר) באזורים גמישים דינמיים. Narrow עקבות להתרכז בלחץ ולא להיכשל מוקדם יותר.עבור נתיבים עתיריים גבוהים, להשתמש בנחושת רחבה יותר מאשר נחושת עבה יותר.
(ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ 1 (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
מיקום:0Via Location:FLT:1 לעולם לא להציב דרך באזור הנדנדה.Vias ליצור נקודות קשיחות שמרכזות לחץ ויזום סדקים.כביש אותות הרחק מאזור הגמישות לפני מעבר לשכבות.
(ב) ,0) ,Use ofקרוע:FreaLT:1; שבו עקבות נפגשים כריות או דרך אדמות, להוסיף מילויי דמעוספר כדי להחליף חלק ולהקטין את ריכוז הלחץ.

שכבת מסילות וציר נייטרלי אל-השמדה

במועצות מרובות שכבות גמישות, סימטריה בהתפלגות נחושת יכולה לשנות את הציר נייטרלי הרחק ממרכז, הגדלת זן בצד אחד. שמור משקל נחושת סימטרי על הציר נייטרלי. השתמש מחסניות מאוזנות (למשל, 1 oz נחושת משני הצדדים) אם נוקשות נדרשים (למשל, לחיבור אזורי נחיתה), להציב אותם מחוץ לאזור הגמישות או עיצוב אותם עם ברז הדרגתי כדי למנוע שינויים פתאומיים.

עבור flex-layer כפול, stagger עקבות על שכבות שונות כך שהם לא ישירות סופר-מכוסים.זה מפחית קשיחות מקומית ומאפשר הלוח להיות nd יותר אחיד. שקול באמצעות בנייה "ספרברינדר" שבו שתי השכבות מתחילות ליצור ציר נייטרלי יותר תואם.

תכונות של הקלה מתח: meanders ו-Silt

שילוב הקלה בלחץ גיאומטרי ישירות לתוך דפוס נחושת.טכניקות נפוצות כוללות:

(ב) [ה] [ה]] [ה]]] [ה]] [ה]] [ה]]], [ה]], [ה]] ל[ה]]] ל[ה[[המאה ה-20], [ה], ו[ה[[המאה ה-20]], היא ה[[המאה ה-20]], ו[[המאה ה-20]].
(FLT:0) slots ו לחתוך: FIRLT:1 , הסרת חומר חיפוי נוקשה או פולימידי באזורים לא קריטיים יוצר אזורי "רכה" שיכולים לספוג התכופים.
(ב) ⁇ :0 (בפינות: ⁇ ) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

שיטות ייצור אשר שומרות גמישות

אפילו העיצוב הטוב ביותר יכשל אם הייצור יציג פגמים.שיתוף פעולה הדוק עם המברק שלך הוא חיוני.

בסביבה הקרובה של Etching and Copper Surface הכנה

Over-etching יוצר כיבים חדים שפועלים כמו עלייה בלחץ. ציין סובלנות גרד הדוק (± 10% של רוחב עקבות) ובקש תהליכים פוטורסיסטים המייצרים מחסומים אנכיים חלק.לאחר הגרד, נמנעים מצחצוח אגרסיבי או ניקוי חודרני שיכול לעבוד קר על פני השטח נחושת.כל שריטות או nicks ייזום סדקים במהלך flexing.

לחות ומחזורי ריפוי

יש לרפא את החרדות באופן מלא כדי להשיג גמישות מקסימלית.תחת דבקות מוכובשות הם טמקים ומאפשר שכבות נחושת לנוע באופן עצמאי, המוביל לדיכאון. Over-curing יכול לרסק את הדבק.עקוב אחר פרופיל הריפוי של היצרן בדיוק. עבור מורדים חסרי דבקות, להבטיח את הלחץ של הריקבון הוא אחיד כדי למנוע רִיק.

מכרה ואסיפה

הלחץ הירומטרי ממכירה יכול לגרום לנוקשות מקומית בחושחושבה ושפל הדבק. השתמש בטמפרטורה הנמוכה ביותר האפשרית הנמכרת עדיין משיגה ניקוי טוב.עבור תהליכים ללא מוביל, לשקול שימוש ב-SAC305 עם טמפרטורה גבוהה של 245-250 מעלות צלזיוס, ולהפחית את הזמן השוכנת על מנת להימנע מגל הנמכר באזורי הגמישות - שימוש בסלקטיבי או מכרה יד אם יש צורך, מאפשר קירור לאט לאט לאט.

בדיקה ואימות עבור חזרה בנדינג

כדי להבטיח כי ה- PCB שלך ישרוד את מספר מחזורי המיועד שלה, עליך לבדוק אבטיפוס בתנאים ריאליים.המבחנים הבאים צריכים להיות חלק מתוכנית ההסמכה שלך.

דינמי נביחת שומן

השתמש בתיקון מכוונן ממונע שסובב את הגמישות סביב רדיוס מסוים (למשל, 1 מ"מ ממנדל) בשיעור של 1-2 הרץ. Monitor המשכיות חשמלית בזמן אמת. לרשום את מספר המחזורים עד שעיגול פתוח מתרחש (התחילה בהתנגדות וגילגט;20%) קריטריונים קבלה אופייניים למכשירים לבישים: 100,000 מחזורים מינימליים לטלפונים מתקפלים, יכולים להגיע ל-200,000 מחזורים.

מבחן בטמפרטורת החדר ובטמפרטורה גבוהה (למשל, 85 מעלות צלזיוס) כדי לדמות את ההתרחבות הגרועה ביותר. תקן IPC-2223 מספק מתודולוגיות בדיקה, אך שקול להתאמה אישית של הפרמטרים עבור מקרה השימוש הספציפי שלך.

בדיקה חזותית ומיקרוסקופית

לאחר בדיקות, החלקה של הגמישות באזור הנדנדה ובודקת תחת מיקרוסקופ אופטי או SEM. לחפש micro-cracks ב נחושת, הפרדה בין נחושת ו adhesive, וסדקים בכיסוי.גם אם המעגל עדיין פועל מבחינה חשמלית, מיקרו-קracks יכול לגדול ולגרום כישלונות לסירוגין מאוחר יותר.

בדיקות מתח סביבתי

שילוב עם רכיבה על אופניים טמפרטורה (-40 מעלות צלזיוס ל +125 מעלות צלזיוס עבור 500 מחזורים) ולחות (85% RH ב 85 מעלות צלזיוס במשך 1000 שעות) בדיקות אלה חושפים כיצד טמפרטורה ולחות עלולות להאיץ עייפות.

(ב) עיין ב[[1924]]: [[1924]]]]]] ב[[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]

שיקולים אמיתיים: גורמי איכות הסביבה והיישומים

הסביבה התפעולית המיועדת משפיעה רבות על עיצוב PCB גמיש.לדוגמה, מכשירים רפואיים כי הם משועבדים (מעודכן ב-134 מעלות צלזיוס) דורשים חומרים פולימד מדורגים עבור טמפרטורה גבוהה לחות.כלי רכב תחת בסיס יישומים צריכים התנגדות לתנודות, שמן, ותנודות טמפרטורה קיצונית.לבושים חייבים לעמוד זיעה וחזרה על עלייה במשקל.

(ב) ⁇ :0) יובל: (הההדגשה: 1) (=ה) , (=0) , ⁇ ) , (ב) ,ב) , (ב[[1924]]) , ,[[1924]],]] ו[[1924]]]]
(FLT:0Chemicalחשיפה: FLT:1 ניקוי פותרים וכבדי גוף יכולים להפיג את המכסה. ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(FLT:0) רטט מכני: 1FLT בסביבות עתירה גבוהה, להוסיף עיגון להקלה זנים בממשק גמיש-לחוץ. השתמש נוקשות חיבור epoxy כדי להפיץ עומסים.

מלכודות נפוצות וכיצד להימנע מהם

אפילו מעצבים מנוסים עושים טעויות.כאן שלוש שגיאות תכופות שחתכו את החיים הקצרים:

(FLT:0) שימוש בחוקי עיצוב קשיחים על flex.FLT ( 1 90 מעלות פינות, אגרסיביות באמצעות שבב, וצלילות דקות כל להוביל לכישלון מוקדם.תמיד לעבור כדי לרמוס-מזהיר את כללי DRC.
(FLT:0)Over-specifying bend Radio.FreaLT:1) מעצב רשאי לבקש רדיוס 0.5 מ"מ עבור לוח עבה של 0.2 מ"מ, לא מבין שזה יוצר 20% עומס נחושת.
(FLT:0) ,Negting ציר נייטרלי בעיצובים רב-שכבות.אנדרופול 1:1 התפלגות נחושת אסימטרית גורמת צד אחד למתוח יותר מהשני, להפחית באופן דרסטי את חיי המחזור.

מסקנה

יצירת פריסות PCB גמישות העומדות בפני אלפי מחזורי השבורות היא מטרה תובענית אך אמינה.זה מתחיל בבחירת החומרים הנכונים - בתוך-ת'ין פולימד, התגלגלה נחושת מחוסמת, ומבנה חסר דביק עבור היישומים התובעניים ביותר.עיצוב שיטות כגון שמירה על רדיוס גדול, ניתוק עקבות לכדי להיות ציר, ושילוב של תכונות מתוחות כמו ריג'וריחות סביבתיות, כולל תכונות מתוחכמות יותר, כולל נוקשות.

על ידי שילוב שיטות אלה הטובות ביותר מההתחלה, מהנדסים יכולים לחסל ספין-ספניות יקרות וכשלונות שדה.בפעם הבאה שאתה מעצב מעגל גמיש עבור טלפון מתקפל, חיישן לביש או זרוע רובוטית, להשתמש בהנחיות אלה כסימון שלך.התוצאה תהיה מוצר כינדים - אבל לעולם לא נשבר.