Elektronisches Design - Flexibler Leiterplattenprozess und PCB Design Software Anwendung

Flexible Leiterplattenproduktion und PCB-Design software application

Flexible printed circuit (Flexible Printed Circuit) can be freely bent, Wunde, und gefaltet. Die flexible Leiterplatte wird unter Verwendung von Polyimidfolie als Ausgangsmaterial verarbeitet, und wird in der Industrie auch Soft Board oder FPC genannt. Flexible Leiterplatte basiert auf der Anzahl der Schichten ist unterschiedlich, der Prozessablauf wird in doppelseitige flexible Leiterplatte Prozessablauf, mehrschichtig flexible Leiterplatte Prozessablauf. Das FPC Soft Board kann Millionen von dynamischen Biegungen widerstehen, ohne die Drähte zu beschädigen. Es kann beliebig entsprechend den Raumlayoutanforderungen angeordnet werden, und kann beliebig im dreidimensionalen Raum bewegt und gedehnt werden, um die Integration von Komponentenmontage und Drahtverbindung zu erreichen; flexible LeiterplatteDas Volumen und das Gewicht von elektronischen Produkten werden stark reduziert, und es ist für die Entwicklung elektronischer Produkte in Richtung hoher Dichte geeignet, Miniaturisierung und hohe Zuverlässigkeit.

Da immer mehr Mobiltelefone die Flip-Struktur annehmen, flexible Leiterplattes werden auch zunehmend angenommen.
Entsprechend der Kombination von Basismaterial und Kupferfolie, flexible Leiterplattes can be divided into two types:
There are adhesive flexible boards and non-adhesive flexible boards.
Unter ihnen, Der Preis der klebelosen flexiblen Platte ist viel höher als der der geklebten flexiblen Platte, aber seine Flexibilität, die Bindungskraft der Kupferfolie und des Substrats, und die Ebenheit des Pads sind auch besser als die geklebte flexible Platte. Daher, Es wird in der Regel nur für stark nachgefragte Anlässe verwendet, such as: COF (CHIP ON FLEX, Bare Chip montiert auf flexibler Platine, high requirements for flatness of the pad) and so on.
Aufgrund seines hohen Preises, Die meisten der derzeit auf dem Markt verwendeten flexiblen Platten sind immer noch flexible Platten mit Kleber.
Als nächstes werden wir flexible Bretter mit Kleber vorstellen und diskutieren. Da die flexible Platte hauptsächlich in Gelegenheiten verwendet wird, die gebogen werden müssen, wenn das Design oder der Prozess unzumutbar ist, Fehler wie Mikrorisse und offenes Schweißen können auftreten. Im Folgenden geht es um den Aufbau der flexible Leiterplatte und seine besonderen Anforderungen an Design und Technik.

The structure of the flexible board
According to the number of layers of conductive copper foil, es ist in einlagige Platten unterteilt, Doppelschichtplatten, Mehrschichtplatten, und doppelseitige Platten.
Einschichtige Brettstruktur: Das flexible Brett dieser Struktur ist das einfachste flexible Brett. Usually the base material + transparent glue + copper foil is a set of purchased raw materials, and the protective film + transparent glue is another purchased raw material. Erstens, Die Kupferfolie muss geätzt werden und andere Prozesse, um die erforderlichen Schaltkreise zu erhalten, und die Schutzfolie muss gebohrt werden, um die entsprechenden Pads freizulegen. Nach der Reinigung, Verwenden Sie das Walzverfahren, um die beiden. Dann wird das freiliegende Pad-Teil zum Schutz mit Gold oder Zinn galvanisiert. Auf diese Weise, die Platte ist fertig. Allgemein, Kleine Leiterplatten mit entsprechenden Formen werden ebenfalls gestempelt.
Es gibt auch Lötmasken direkt auf die Kupferfolie gedruckt ohne Schutzfolie, so werden die Kosten niedriger sein, aber die mechanische Festigkeit der Leiterplatte wird schlechter sein. Es sei denn, die Festigkeitsanforderungen sind nicht hoch, aber der Preis muss so niedrig wie möglich sein, Es ist am besten, eine Schutzfolienmethode aufzutragen.
Doppelschichtige Leiterplattenstruktur: Wenn die Schaltung zu kompliziert ist, Einschichtige Platine kann nicht verdrahtet werden, oder Kupferfolie wird zur Erdung der Abschirmung benötigt, Doppelschichtplatte oder sogar mehrschichtige Platte ist erforderlich.
Der typischste Unterschied zwischen einer mehrschichtigen Platine und einer einlagigen Platine ist die Zugabe einer Durchgangsstruktur, um jede Schicht Kupferfolie zu verbinden. The first processing technology of general substrate + transparent glue + copper foil is to make vias. Erste Bohrungen auf Substrat und Kupferfolie, und dann eine bestimmte Dicke des Kupfers nach der Reinigung, und die Vias sind abgeschlossen. Der anschließende Produktionsprozess ist fast identisch mit der einlagigen Platte.
Doppelseitige Brettstruktur: Es gibt Pads auf beiden Seiten des doppelseitigen Brettes, die hauptsächlich zur Verbindung mit anderen Leiterplatten verwendet werden. Obwohl es der einlagigen Brettstruktur ähnlich ist, der Herstellungsprozess ist sehr unterschiedlich. Sein Rohstoff ist Kupferfolie, protective film + transparent glue. Erstens, Bohren Sie Löcher auf die Schutzfolie entsprechend den Anforderungen der Pad-Position, und dann die Kupferfolie kleben, um die Pads und Leitungen zu korrodieren, und dann eine weitere gebohrte Schutzfolie kleben.
Material performance and selection method
(1) Substrate:
The material is polyimide (POLYMIDE), die hochtemperaturbeständig ist, hochfestes Polymermaterial. Es ist ein Polymermaterial erfunden von DuPont, und das von DuPont hergestellte Polyimid heißt KAPTON. Sie können auch einige in Japan hergestellte Polyimide zu einem niedrigeren Preis als DuPont kaufen.
Es kann eine Temperatur von 400 Grad Celsius für 10 Sekunden standhalten, und seine Zugfestigkeit ist 1(5),000-30,000 PSI.
Das (((2)))5μm dicke Substrat ist die billigste und häufigste Anwendung. Wenn die Leiterplatte härter sein muss, Es sollte ein 50μm Substrat verwendet werden. Umgekehrt, wenn die Leiterplatte weicher sein muss, Es wird ein 13μm Substrat verwendet.
(2) Transparent glue of base material:
It is divided into two types: epoxy resin and polyethylene, beide duroplastische Klebstoffe. Die Festigkeit von Polyethylen ist relativ niedrig. Wenn Sie möchten, dass die Leiterplatte weicher ist, Polyethylen wählen.
Je dicker das Substrat und der transparente Kleber darauf, je härter die Leiterplatte. Wenn die Leiterplatte eine relativ große Biegefläche hat, Sie sollten versuchen, ein dünneres Substrat und transparenten Kleber zu verwenden, um die Belastung auf der Oberfläche der Kupferfolie zu verringern, so dass die Wahrscheinlichkeit von Mikrorissen in der Kupferfolie relativ gering ist. Natürlich, für solche Gebiete, Einschichtplatten sollten so weit wie möglich verwendet werden.
(3) Copper foil:
There are two types: rolled copper and electrolytic copper. Walztes Kupfer hat eine hohe Festigkeit und Biegefestigkeit, aber der Preis ist teurer. Der Preis von elektrolytischem Kupfer ist viel billiger, Aber seine Stärke ist schlecht und es ist leicht zu brechen. Es wird im Allgemeinen in Gelegenheiten verwendet, wo es selten gebogen wird.
Die Dicke der Kupferfolie sollte entsprechend der minimalen Bleibreite und dem minimalen Abstand gewählt werden. Je dünner die Kupferfolie, je kleiner die minimal erreichbare Breite und Abstand.
Bei der Wahl von gewalztem Kupfer, Achten Sie auf die Rollrichtung der Kupferfolie. Die Rollrichtung der Kupferfolie sollte die gleiche wie die Hauptbiegerichtion der Leiterplatte sein.
(4) Protective film and its transparent glue:
Similarly, Eine 25μm Schutzfolie macht die Leiterplatte härter, aber der Preis ist billiger. Für Leiterplatten mit relativ großen Biegungen, Es ist am besten, eine 13μm Schutzfolie zu wählen.
Transparenter Kleber wird auch in Epoxidharz und Polyethylen unterteilt, und die Leiterplatte mit Epoxidharz ist relativ hart. Nach Abschluss des Heißpressens, etwas transparenter Kleber wird von der Kante der Schutzfolie extrudiert. Wenn die Größe des Pads größer als die Öffnungsgröße der Schutzfolie ist, Der extrudierte Kleber verringert die Größe des Pads und verursacht unregelmäßige Kanten. Zur Zeit, Transparenter Kleber mit einer Dicke von 13μm sollte so viel wie möglich verwendet werden.
(5), pad plating:
For circuit boards with relatively large bending and exposed pads, electroplated nickel + electroless gold layer should be used, und die Nickelschicht sollte so dünn wie möglich sein: 0.5-2μm, und die chemische Goldschicht 0.05-0.1μm.
Shape design of pads and leads
(1). SMT pad:
--Common pad:
Prevent the occurrence of microcracks.
--Reinforced pad:
If the pad strength is required to be very high or ein verbessertes Design erforderlich ist.
--LED pad:
Due to the high requirements for the position of the LED and often stress during the assembly process, Die Pads der LED sollten speziell entworfen sein.
QFP, SOP or BGA pads:
Due to the greater stress of the pads on the corners, an enhanced design is required.
(2). lead:
--In order to avoid stress concentration, Die Führung sollte rechtwinklige Ecken vermeiden, sollte aber bogenförmige Ecken verwenden.
--The leads near the corners of the circuit board shape should be designed as follows to avoid stress concentration:
External interface design
(1) The circuit board design at the solder hole or plug:
Since the welding hole or the plug has a large stress during the insertion operation, eine verstärkte Konstruktion sollte gemacht werden, um Risse zu vermeiden.
Verwenden Sie eine Verstärkungsplatte, um die Härte des Lötlochstopfens der Leiterplatte zu erhöhen, die Dicke ist im Allgemeinen 0.2 bis 0.3 mm, und das Material ist Polyimid, PET oder Metall. Für Pad-Beschichtung, it is best to choose electroplated nickel + hard gold for plugs, and electroplated nickel + chemical gold for solder holes.
(2), the design of hot-press welding:
Allgemein used for the connection of two flexible boards or a flexible board and a rigid circuit board.
Wenn Sie die Leiterplatte in der Nähe des Heißpressbereichs biegen müssen, Kleben Sie Polyimid-Klebeband oder geben Sie Kleber auf diesen Bereich, um zu verhindern, dass die Pad-Wurzel bricht.
(3) Design of ACF hot pressing area:
Design of punching holes and small circuit board corners (see Table 3)
Design for SMT:
(1) The direction of components:
The length direction of the element should avoid the bending direction of the flexible board.
(2) For large QFP or BGA, Eine Verstärkungsplatte sollte auf der Rückseite der flexiblen Platte oder Kleber unter dem IC befestigt werden.
Das Material der Verstärkungsplatte ist FR4, die Dicke größer als 0 ist.2 mm, und die Fläche ist größer als 0.5 mm der äußeren Kante des Elements.
(3) Two positioning holes should be made on the flexible board near the edge. Es ist auch notwendig, zwei Identifizierungspads für das Pflaster zu machen, dessen Durchmesser 1 mm ist, der Abstand zu anderen Pads beträgt mindestens 3.5 mm, die Oberfläche ist vergoldet oder verzinnt, und die Ebenheit ist besser.
(4) If the large flexible board is composed of many small boards, a ring-shaped (inner diameter 3.2 mm) bad circuit board identification pad should be made on each small board. Wenn die kleine Platine beschädigt ist, Verwenden Sie einen schwarzen Marker, um das Identifikationspaket zu schwärzen, um zukünftige Operationen zu vermeiden.
(5) The minimum distance between the components and the edge of the circuit board is 2.5 mm, und der Mindestabstand zwischen den Komponenten ist 0.5 mm.
(6) Do not have vias under the components, weil der Fluss durch die Vias fließt und Verschmutzung verursacht.
Design for electrical performance
(1) The relationship between maximum current and line width and line height: (see table)

(2) Control of impedance and noise:
--Choose transparent glue with strong insulation, wie Polyethylen. Vermeiden Sie die Verwendung von Epoxidharz.
In hochohmigen oder hochfrequenten Schaltkreisen, Vergrößern Sie den Abstand zwischen dem Draht und der Erdungsplatte.
--The above design methods can also be adopted:
Special design of SMT process
(1) Positioning method in solder paste printing and Patch process:
Since the flexible board is thin and flexible, wenn die Kante der Leiterplatte zur Positionierung verwendet wird, die Positioniergenauigkeit ist sehr schlecht. Positionierlöcher sollten für die Positionierung verwendet werden. Um die fehlende Platte beim Drucken von Lötpaste zu vermeiden, Es wird eine Stützplatte mit Federstift verwendet.
(2), Lötpaste drucken, patch, Überhitzungsofen bis zum Abschluss der Sichtprüfung, Verwenden Sie die Stützplatte, um den gesamten Prozess zu reparieren. Um Beschädigungen der Lötstellen während des Betriebs zu vermeiden.
Hersteller flexibler Leiterplatten häufig PCB-Design Software zu produzieren flexible Leiterplattes. Generally, es gibt PCB-Design und Verdrahtungssoftware wie POWERPCB, DXP, 99SE, AUTOCAD, etc. PCB-Design Software kann in der Regel in verschiedenen Versionen im Internet heruntergeladen werden. CAM350 und genesis2000 sind auch häufig verwendete Engineering Aided Design Software von Herstellern.