Leiterplattentechnisch - Erfahren Sie mehr über Richtlinien für flexible Schaltungen

Es gibt viele Überschneidungen zwischen den Herausforderungen, denen flexibles Schaltungsdesign gegenüber steht, und denen, denen starre Schaltungen ausgesetzt sind PCB-Design, aber es gibt auch viele Unterschiede. Die grundlegenden Eigenschaften einer flexiblen Schaltung, die biegen und biegen kann, bestimmen, dass sie eher einem mechanischen Gerät als einem elektrischen Gerät ähnelt. Daher, flexible Schaltungen haben eine Reihe von einzigartigen Anforderungen. Das Verständnis der Wechselwirkung zwischen diesen Anforderungen wird helfen PCB-DesignEntwicklung zuverlässiger und kostengünstiger flexibler Schaltungsverbindungslösungen unter der Voraussetzung des Ausgleichs elektrischer und mechanischer Funktionen.

Überprüfen Sie die Eigenschaften der Spannungskonzentration des Designs. Die Spannungskonzentrationscharakteristik ist die einzige Ursache für mechanischen Ausfall flexibler Schaltkreise (d.h., Leiterriss/Bruch, Isolierstoffreißen usw.). Um Spannungskonzentrationspunkte zu vermeiden, sollte die Schaltungsstruktur im Biegebereich oder in unmittelbarer Nähe nicht verändert werden. Im Biegebereich sollte sich die Breite, Dicke oder Platzierungsrichtung des Leiters nicht ändern, es sollte keine Galvanikschicht oder Beschichtung geben, die Deckschicht oder das äußere Isoliermaterial sollten keine Öffnungen haben und es sollte keine Löcher irgendeiner Art im Biegebereich geben.

Biegungsverhältnis

Bestimmen und bewerten Sie das Mindestbiegeverhältnis der Konstruktion. Das Biegevorteil ist der beste Index, um zu beurteilen, ob der flexible Schaltkreis während des Gebrauchs Probleme hat. Das Biegevertrag ist die Biegeradius-Schaltungsdicke

Optimales Biegeverhalt der Struktur

Leiterverdrahtung

Der Leiter sollte so weit wie möglich durch die Biegefläche gehen und den Leiter senkrecht zur Biegefläche machen (Abbildung 1). Dadurch kann die Belastung des Leiters beim Biegen minimiert werden, wodurch die Lebensdauer der Schaltung maximiert wird. Sie sollten immer gekrümmte Kurven anstelle scharfer Winkel verwenden, um die Leiterrichtung zu ändern. Wenn es nicht möglich ist, die Leiterrichtung mit einer gekrümmten Kurve zu ändern, ist es am besten, zwei 45°-Winkel zu verwenden, um die Leiterrichtung zu ändern, und dann nur einen 90°-Winkel zu berücksichtigen.

Wenn die Richtung des Leiters nicht mit einer gekrümmten Kurve geändert werden kann, ist es besser, zwei 45°-Winkel zu verwenden, um die Leiterrichtung zu ändern als ein 90°-Winkel

Am besten platzieren Sie den kleinen Leiter innerhalb des Biegebereichs. Die Fähigkeit von kleinen Leitern (<0.007") Verdrängung zu widerstehen ist besser als die Fähigkeit, Spannung zu widerstehen. Die Platzierung dieser Art von Leiter auf der Innenseite des Biegebereichs kann Spannung reduzieren oder vermeiden. Stapeln Sie Leiter nicht auf eine mehrschichtige Struktur, um einen I-förmigen Beam-Effekt zu vermeiden. Das Stapeln von Leitern erhöht zwangsläufig die Gesamtdicke des Schaltkreises, wodurch die Flexibilität und die Fähigkeit des Schaltkreises, zuverlässig zu biegen, verringert wird.

Leiter

Der flexible Leiterkreis wird mit einem Photoätzverfahren hergestellt, das heißt, ein ganzes Stück Kupfer wird verwendet, um die Produktion zu beginnen. Durch Hinzufügen einer Maske zum idealen leitfähigen Pfad und dann mit chemischen Methoden, um das unnötige Kupfer zu entfernen, das ideale Schaltungsmuster zu verlassen und dadurch einen Leiter zu bilden. Der Ätz löst das Kupfer auf, das nicht mit einer Maske hinzugefügt wurde, und ätzt auch die Kanten des Leiters weg, wodurch "Seitenätzungen" verursacht werden.

Wenn die Dicke der Kupferfolie zunimmt, wird auch die Menge der Seitenätzung zunehmen. Daher ist es für Hersteller flexibler Schaltungen schwierig, sehr kleine Leiter auf sehr dicken Kupferfolien herzustellen. Es wird auch Unterschiede im Ätzprozess geben (hauptsächlich die Stärke des Ätzmittels variiert mit dem Kupfergehalt in der Lösung). Daher muss der Designer die Verarbeitungstoleranz der Leiterbahnbreite (und des Zeilenabstands) berücksichtigen. Um die beste Ätzausbeute zu erhalten, sollte die Breite des Leiters mindestens das 5-fache der Dicke betragen.

Es wird empfohlen, die Leiterbreite auf die größtmögliche Breite einzustellen. Wenn zum Beispiel ein Leiter mit einer Breite von 0,005" zwischen die Pads im isolierten Bereich gepresst werden muss, sobald der Leiter den isolierten Bereich verlässt, sollte die Breite um 0,010" auf 0,012 erhöht werden." Dieser Ansatz kann die Ätzausbeute verbessern, was bedeutet, dass die Gesamtkosten der Schaltung reduziert werden.

Wenn die Breite des Leiters zwischen den Pads im isolierten Bereich reduziert werden muss, sollte dieser auf die ursprüngliche Breite eingestellt werden, nachdem der Leiter den isolierten Bereich verlässt

Landfilet

Es ist besser, ein Füllteil an jeder Stelle einzusetzen, an der der Leiter in das Pad eintritt. Das Füllen von Pads kann potenzielle Spannungskonzentrationspunkte reduzieren oder beseitigen.

Beim Aufreißen wird der Kupferreißstoppblock freigesetzt, da sich solche Vorrichtungen als wirkungslos erwiesen haben, um Risse zu verhindern oder Risse zu verbreiten.

Designlösungen, die Reißverschlüsse reduzieren können

Via

Vias können alle Schichten an der Stelle der Vias verbinden. Blind Vias können die äußere Schicht und angrenzende Schichten miteinander verbinden, laufen aber nicht durch den gesamten Stromkreis. Begrabene Durchkontaktierungen verbinden die innere Schicht, dehnen sich aber nicht bis zur äußeren Schicht aus. Blinde Durchkontaktierungen und vergrabene Durchkontaktierungen erhöhen die Kosten der Schaltung, erhöhen aber auch die nutzbare Fläche der Leiterplatte auf der ungebohrten Schicht.

Die beiden häufigsten Abdeckmaterialien für SMT-Freiraumöffnungen sind Polyimidfolie und flexible Lötmaske. Die Methoden zum Erstellen von Freiraumöffnungen auf diesen beiden Materialien sind völlig unterschiedlich, so dass die Konstruktionsanforderungen auch sehr unterschiedlich sind. Die Freiraumöffnung auf der Polyimidfolie kann durch Bohren, Fräsen oder Stanzen gebildet werden. Form und Größe der Freiraumöffnung sind durch die Form des Rundbohrers oder Werkzeugs begrenzt. Daher ist die SMT-Öffnung auf der Polyimidfolie entweder kreisförmig oder elliptisch. Ein Satz von Freiraumöffnungen für mehrere SMT-Pads ist auch eine gängige Methode im flexiblen Schaltungsdesign.

Flexible Lötmasken wie herkömmliche Leiterplattenlötemasken werden durch lichtempfindliche Bildgebung gebildet, so kann jede Form der Öffnung erhalten werden. Die Freiraumöffnung der Lötmaske sollte etwas größer als die des SMT-Pads sein, um sicherzustellen, dass bei einer Ausrichtungsabweichung während des Druckvorgangs, Die Lötmaske wird nicht am Pad befestigt.

Kontrollierte Impedanz und Signalintegrität

Die Betriebsgeschwindigkeit von elektronischen Geräten nimmt weiter zu, resultierend in der charakteristischen Impedanz aller Teile der elektronischen Baugruppe, einschließlich aller flexible Leiterplatte oder starre Leiterplatte im System, mit passender Impedanz. Impedanzmangelung verursacht Signalreflexion und Signaldegradation an jedem Mismatchpunkt, was zu fehlerhaften Signalen führt, und letztendlich dazu führen, dass die Ausrüstung nicht normal funktioniert.