Diseño electrónico - Rigidez - Cómo se diseñan las placas de circuito flexibles

La tendencia del diseño de PCB es avanzar hacia la luz, el delgado y el pequeño. Además del diseño de placas de circuito de alta densidad, hay un área importante y compleja, como la conexión tridimensional y el montaje de placas rígidas y flexibles. El tablero rígido también se llama tablero rígido. Con el nacimiento y desarrollo de fpc, el nuevo producto de placas de circuito rígidas y flexibles (placas combinadas blandas y duras) se ha utilizado gradualmente ampliamente en diversas ocasiones. Por lo tanto, la placa de circuito flexible y dura es la placa de circuito flexible y la placa de circuito rígida tradicional. Después de varios procesos, se combinan de acuerdo con los requisitos del proceso pertinentes para formar una placa de circuito con características FPC y características de pcb. Se puede utilizar en algunos productos con requisitos especiales. Tiene tanto una cierta zona flexible como una cierta zona rígida. Esto es de gran ayuda para ahorrar espacio interior del producto, reducir el volumen del producto terminado y mejorar el rendimiento del producto.

Material de placa flexible

Como dice el refrán: "si el trabajo quiere hacer bien sus cosas, primero debe beneficiarse de sus herramientas", por lo que es muy importante estar bien preparado al considerar el proceso de diseño y producción de placas flexibles rígidas. Pero esto requiere un cierto grado de experiencia y comprensión de las características del material necesario. Los materiales seleccionados para el tablero rígido y flexible afectan directamente el proceso de producción posterior y sus propiedades.

Todo el mundo está familiarizado con los materiales rígidos y a menudo utiliza materiales fr4. Sin embargo, el material de placa rígida para la combinación de rigidez y flexibilidad también requiere que se tengan en cuenta muchos requisitos. Requiere una adherencia adecuada y una buena resistencia al calor para garantizar que la parte flexible rígida de la articulación tenga la misma expansión y contracción sin deformación después del calentamiento. En general, los fabricantes utilizan series de resina de placas rígidas.

Para el material de placa flexible (flexible), se seleccionan sustratos y películas de cobertura con menor tamaño de expansión y contracción. Por lo general, se utilizan materiales hechos de Pi más duro y algunos se producen directamente utilizando sustratos no adhesivos. Los materiales de la placa blanda son los siguientes:

Sustrato: fccl (chapado de cobre flexible)

Pi de poliimida. Poliimida: kapton (12,5um / 20um / 25um / 50um / 75um). Buena flexibilidad, resistencia a altas temperaturas (260 ° C para uso a largo plazo y 400 ° C para tolerancia a corto plazo), alta absorción de humedad, buenas propiedades eléctricas y mecánicas y buena resistencia al desgarro. Buena resistencia a la intemperie y la química, así como buena resistencia a la llama. La Poliéter Amina (pi) es la más utilizada. El 80% de ellos son producidos por la compañía estadounidense dupont.

PET de poliéster. Fibra de poliéster (25 micras / 50 micras / 75 micras). El precio es barato, la flexibilidad es buena y la resistencia al desgarro. Buenas propiedades mecánicas y eléctricas, como resistencia a la tracción, buena resistencia al agua y absorción de humedad. Sin embargo, la tasa de contracción después del calentamiento es alta y la resistencia a altas temperaturas no es buena. No es adecuado para soldadura a alta temperatura, con un punto de fusión de 250 ° c, por lo que rara vez se utiliza.

Coverlay

La función principal del recubrimiento es proteger el circuito y prevenir la humedad, la contaminación y la resistencia a la soldadura. El espesor de la película de cobertura oscila entre 1 / 2 mils y 5 mils (12,7 a 127 micras).

Las capas conductoras se dividen en cobre laminado (copper annealed), cobre electrodepositado y pulverización / pulverización de plata (silver ink). Entre ellos, la estructura cristalina del Cobre electrolítico es áspera, lo que no favorece la producción de líneas finas. La estructura cristalina de cobre laminada es lisa, pero la adherencia a la película base es pobre. Se puede distinguir entre la solución puntual y la apariencia de la lámina de cobre laminada. La lámina de Cobre electrolítico es de color rojo cobre y la lámina de cobre laminada es de color blanco grisáceo.

Materiales auxiliares y placas de refuerzo (materiales adicionales y stiffeners). Presionar el material duro en áreas locales de la placa blanda para soldar componentes o agregar barras de acero para la instalación. La película de refuerzo se puede fortalecer con fr4, placas de resina, adhesivos sensibles a la presión, placas de acero y placas de aluminio.

Prepreg de adhesivo sin flujo / bajo flujo (pp de bajo flujo). Las conectiones rígidas y flexibles se utilizan para las uniones rígidas y flexibles, generalmente PP muy delgado. suelen tener especificaciones 106 (2 mil), 1080 (3,0 mil / 3,5 mil), 2116 (5,6 mil).

Estructura rígida y flexible

La placa flexible rígida es la Unión de una o más capas rígidas a la placa flexible, y los circuitos en la capa rígida y las líneas en la capa flexible están conectados entre sí a través de la metalización. Cada placa flexible rígida tiene una o más áreas rígidas y una zona flexible.

Además, la combinación de una placa flexible y varias placas rígidas, la combinación de varias placas flexibles y varias placas rígidas, utiliza procesos de perforación, chapado y laminación para lograr la interconexión eléctrica. De acuerdo con las necesidades de diseño, este concepto de diseño es más adecuado para la instalación, puesta en marcha y operación de soldadura del equipo. Para garantizar que las ventajas y flexibilidad de la placa de combinación rígida y suave se puedan utilizar mejor. Esta situación es más complicada, con más de dos capas de conductores.

La laminación consiste en presionar láminas de cobre, hojas p, circuitos flexibles de memoria y circuitos rígidos externos en placas multicapa. La laminación de placas rígidas - flexibles es diferente de la laminación de placas rígidas o rígidas que solo son placas flexibles. Las actas de la reunión tienen en cuenta la deformación de las placas flexibles durante el proceso de laminación y la planitud de la superficie de las placas rígidas. Por lo tanto, además de la selección del material, el espesor de la placa rígida debe considerarse durante el diseño para garantizar que la expansión y contracción de la parte rígida y suave sean consistentes sin deformación. Los experimentos han demostrado que es más adecuado tener un espesor de 0,8 a 1,0 mm. Al mismo tiempo, preste atención a colocar agujeros a través de una cierta distancia de la Junta entre la placa rígida y la placa flexible para no afectar la Junta rígida y flexible.

Proceso de producción de tablero rígido y flexible

Todo el mundo sabe que el tablero rígido y flexible es una combinación de FPC y pcb, y la producción de tablero rígido y flexible requiere tanto equipos de producción FPC como equipos de procesamiento de pcb. En primer lugar, los ingenieros electrónicos dibujan los circuitos y formas de las placas flexibles según sea necesario, y luego las envían a fábricas capaces de producir placas flexibles y duras. Los ingenieros de Cam procesan y planifican los documentos relevantes, y luego organizan el sitio de producción de la línea de producción FPC y la línea de producción de PCB para producir pcb. Después de que estas dos placas blandas y duras salen, de acuerdo con los requisitos de planificación del ingeniero electrónico, FPC y PCB se estampan sin problemas con una máquina de estampado, y luego una serie de detalles se transmiten al proceso final. Tablero blando y duro.

Tomemos como ejemplo las cuatro capas de Motorola 1 + 2F + 1 pantalla móvil y teclas laterales (dos capas de placas duras y dos capas de placas blandas). Los requisitos de fabricación de la placa están diseñados para hdi, con una distancia bga de 0,5 mm. La placa flexible tiene un espesor de 25 um y está diseñada con agujeros IVH (international via hole). Espesor de toda la placa: 0295 + / - 0052mm. El LW / SP interior es de 3 / 3 mil.