Gemeenschappelijke mislukkingsmodus van Rigid flexibele printplaten

Stijf flexibele printplaten hebben tractie gekregen in het ontwerp van moderne elektronica, van wearables tot luchtvaart tot auto- en medische apparaten, toepassingen waar deze unieke technologie specifieke problemen oplost, maar tegelijkertijd specifieke problemen veroorzaakt die we in ons artikel voor vandaag zullen beoordelen.

Stieve flex PCB's

Stijf flexibele printplaten combineren stijve en flexibele circuitmaterialen, in een driedimensionale regeling die dynamische beweging mogelijk maakt, maar ook nieuwe bronnen van spanning en mogelijke storing introduceert. In het bijzonder de grensgebieden die de overgang tussen de stijve en buigbare platen lijden aan mechanische, thermische en elektrische spanningen die niet bekend waren voor conventionele PCB's. En wanneer deze spanningen leiden tot problemen en uiteindelijk tot mislukkingen, kunnen de gevolgen ernstig zijn.

Gekraakte of gebroken vias

Dit is het meest voorkomende probleem waarmee een rigid-flex PCB . Vias, scheppers van elektrische verbinding, zijn vooral kwetsbaar tussen de rigide en flexibele segmenten. Herhaalde buiging en slechte materiële overeenstemming kunnen uiteindelijk microscheuren in de koperplaat veroorzaken, wat resulteert in intermitterende verbindingen of zelfs volledige circuitstoring. De oorzaken zijn:

• Overmatige buiging aan de stijve flex interface
• Coëfficiënt van thermische uitbreiding (CTE)
• Slecht via ontwerpen die onvoldoende zijn voor rigid-flex PCB vereisten

U wilt verwijzen naar de IPC-2223 voor via ontwerpnormen die specifiek zijn voor deze technologie. U kunt ook profiteren van trandroppads en ringvormige ringen in overgangsgebieden, en vergeet niet altijd om abrupte rigide-flex interfaces te vermijden, en probeer alles geleidelijk te houden.

Delaminatie voor rigid-flex PCB

Delaminatie is een andere kritieke mislukkingsmodus in rigid-flex PCB constructie, wanneer lagen scheiden binnen uw stapel-up. Dit vindt plaats aan de lijmaffecten en in de overgangsgebieden tussen de stijve en flexibele gebieden. Delaminatie resulteert in open circuits en uiteindelijk onbetrouwbare prestaties. De belangrijkste oorzaken zijn:

• Onvolledige laminatie in stapels
• Vocht gevangen in het productieproces zelf
• Herhaalde thermische cycling of mechanische spanning in uw toepassingen

Selecteer, indien mogelijk, hoogwaardige lijmen en polyimide films voor uw stijve flexibele printplaten Vraag uw leverancier hoe ze precies vochtbeheer en pre-bakecycli implementeren. En zorg ervoor dat u altijd zorgt voor strikte procescontroles tijdens rigid-flex laminering.

Geleiderbructuur in het Flex-gebied voor rigid-flex PCB

De flexibele segmenten, ontworpen voor beweging, kunnen hun kopersporen zien breken na herhaaldelijk buigen als ze niet goed zijn ontworpen. Dit is een andere veelvoorkomende bron van veldfouten in rigid-flex apparaten die gebruik zien in dynamische omgevingen. De belangrijkste oorzaken van deze fracturen zijn:

• Te strakke buigstraal voor een rigid-flex PCB toepassing
• Ongeschikte koperdikte in het buiggebied
• Overmatig gebruik van werkgehard koper

Vergeet niet om altijd de algemene richtlijnen voor uw buigstraal te volgen, meestal berekend als 10x de buigdikte. Gebruik gewalst gegloeid koper voor een stijf flex ontwerp dat gericht is op een dynamischer gebruik. Vermijd scherpe overgangen in uw trace routing die uiteindelijk het koper te veel zullen gebruiken.

Pad Lifting en Trace Peeling voor rigid-flex PCB

Pad lifting en trace peeling zijn gebreken van het montageproces, vooral wanneer de structuur het buiggebied niet voldoende ondersteunt. Overmatige hitte en slechte hechting kunnen uiteindelijk leiden tot het scheiden van kussens van het flexibele substraat. De belangrijkste oorzaken zijn:

• Meerdere herwerkingscycli op rigid-flex-assemblages
• Slechte hechting tussen het koper en het polyimide
• Handling stijf- flexibele printplaten Zonder juiste bevestiging

U moet proberen zowel het aantal herwerkingen als de solderingstemperaturen te beperken. U moet de juiste hechtingspromoters in uw rigid-flex ontwerp specificeren en vergeet niet om de buiggebieden tijdens het montageproces correct te ondersteunen.

Solder Joint Faults voor rigid-flex PCB

De integriteit van solderverbindingen is vooral van cruciaal belang bij stijve buigkoppelingen waar bewegings- en temperatuurschommelingen vaak voorkomen. Een gekraakte solderverbinding kan leiden tot een vroege mislukking in het assemblageproces. Kijk uit voor:

• Onvoldoende reflow profiel voor rigid- flexibele printplaten
• Slechte mechanische ondersteuning tijdens het hanteren
• Overmatig buigen van rigid-flex gebieden tijdens of na de montage

U wilt ondersteuningsarmaturen voor buiggebieden leveren, om reflow- en assemblageprofielen te optimaliseren en uw ontwerpen met mechanische spanningsverlichting bij rigid-flex-overgangen te doen.

Impedantie Discontinuiteiten en Signaal Integriteit Verlies voor rigid-flex PCB

Een hoge snelheid stijf- flexibele printplaat is gevoelig voor impedantie mismatches, vooral waar sporen verbinden stijve en buigzones. Dit kan de prestaties afbreken en uiteindelijk een signaalverlies veroorzaken. Pas op voor:

• Slecht gecontroleerde stapel-up in uw ontwerp
• Discontinue grondvliegtuigen via flex
• Variaties in sporenbreedte in het buiggebied

Gebruik altijd impedantie gecontroleerde stapels voor uw rigide flex ontwerpen. Zorg voor een continue grondterugkeer in uw buiggebieden en simuleer signaalpaden tijdens het ontwerpproces om ze te valideren.

Corrosion en milieuschade

Een ruwe omgeving kan uiteindelijk corrosie veroorzaken op uw bord wanneer het niet goed is gecoat met goede materialen. U moet zich bewust zijn van:

• Onvoldoende conformale coating op uw rigid- flexibele printplaat
• Slechte materiaalkeuzes voor het milieu bestemd voor uw product
• Blootstelling aan vocht of verontreinigende stoffen

Probeer, indien mogelijk, hoogwaardige coatings te gebruiken voor uw ontwerpen en kies de materialen die zijn beoordeeld voor de verwachte omstandigheden van uw rigid-flex PCB evenals ervoor zorgen dat de behuizingen goed zijn afgesloten.

De diagnose van mislukkingen voor problemen van rigid-flex PCB

Wanneer uw bord inderdaad mislukt, kunt u uw diagnostische proces starten door een voorlopige visuele inspectie van de assemblage, voordat u doorgaat naar röntgen- en microsectie-analyse van de rigid-flex-gebieden en uiteindelijk naar elektrische en impedantietesten over rigide flex-interfaces. Goede communicatie met uw leverancier kan u altijd een snellere en nauwkeuriger oorzaak analyse geven.

Strategieën om deze problemen te voorkomen rigid-flex PCB

Er zijn ook goede strategieën om deze problemen aan te pakken, sommige gemakkelijker en sommige delicater:

Gebruik materialen die specifiek zijn beoordeeld als stijf flexibele printplaten met inbegrip van lijmen, koperfolies en polyimidefliemen. Optimaliseer uw ontwerp voor eindgebruik en pas dienovereenkomstig uw stapel-up, buigstraal, spoorbreedte en pad geometrie aan.

Kies een fabrikant met geavanceerde procescontroles, reine kamers, automatische optische inspectie of AOI en gecontroleerde laminering. Deze kwaliteitscontroles, wanneer ze met consistentie worden uitgevoerd, kunnen veel verborgen problemen voorkomen.

Ondersteun tijdens het montageproces buiggebieden correct. Beperk herwerkingen en optimaliseer solderprofielen om hittegerelateerde storingen te voorkomen. Zorg ervoor dat operators goed zijn opgeleid voor de verwerkingsprocessen.

Gebruik robuuste coating en encapsulatie om de rigid-flex PCB dat gebruik zal zien in uitdagende omgevingen. De juiste afdichting en een goed behuizingsontwerp kunnen de levensduur van uw producten in deze situaties verlengen.

Zorg ervoor dat uw rigide flexibele printplaten worden streng getest vóór verzending, met behulp van elektrische tests, thermische cycling en buigtests. Verwijs uw producten naar een standaard zoals IPC-6013 om ervoor te zorgen dat ze voldoen aan de kwaliteitseisen.

Maar vooral hangt het succes van uw project af van de expertise van uw leverancier. Werken met fabrikanten ervaren met de vervaardiging van rigid- flexibele printplaat en bereid om deel te nemen aan DFM reviews.

Stijf flexibele printplaten baanbrekende ontwerpen en goede betrouwbaarheid mogelijk maken wanneer het met aandacht voor detail wordt ontworpen, ontworpen en vervaardigd, maar het wordt geconfronteerd met uitdagingen die uniek zijn aan zijn aard. We hopen dat u genoten van ons artikel voor vandaag en kijken ernaar uit om u de volgende keer te zien!