Hoe te maken rigid-flex PCB : Layering Stap voor stap

De vraag naar rigide flexibele printplaten oplossingen in de elektronica-industrie is enorm gegroeid en industrieonderzoek voorspelt dat de wereldmarkt rond $ 2,3 miljard in 2027 zal zijn. Deze hoogwaardige circuitplaten bieden een combinatie van de stabiliteit en robuustheid van de stijve platen met de veelzijdigheid en flexibiliteit van de flexibele circuits, waardoor ze te vinden zijn in moderne elektronische toepassingen die variëren van mobiele telefoons tot luchtvaarttoepassingen.
Om te weten hoe te maken rigid-flex PCB u moet de geavanceerde technieken begrijpen die zijn gebaseerd op veel verschillende processen, en het productieproces is aanzienlijk verschillend van die van standaard printplaat productie. Elke fabrikant die betrokken is bij deze speciale technologie moet unieke processen ontwikkelen om zijn eigen product te produceren dat aan de uitdagende prestatievereisten kan voldoen en tegelijkertijd kosteneffectief is.

rigid-flex PCB ontwerpconcepten Vereenvoudigd

rigid-flex PCB technologie is een hybride methode waarbij stijve gebieden standaard kaartkenmerken behouden met mechanische ondersteuning en componentenverpakking terwijl flexibele gebieden 3D-verpakking en dynamische buigen mogelijk maken. Dit speciale ontwerp stelt ingenieurs in staat om connectoren volledig te vermijden, de montagetijd te minimaliseren en de prestaties in het hele systeem te verbeteren.
De uitdaging in de fabricage ligt in de nauwe integratie van verschillende kernmaterialen en procesomstandigheden binnen één board. Volgens de verzamelde gegevens uit de industrie, de toepassingen van rigid-flex PCB met een snelheid van 15 procent per jaar was toegenomen, wat vooral werd geleid door de miniaturisatie van technologie in de consumentenelektronica en de automobielindustrie.

Selectie en voorbereiding van materialen voor rigid-flex PCB

De selectie van het materiaal is afhankelijk van de belangrijkste eigenschappen. Vanwege hun uitzonderlijke thermische stabiliteit en mechanische eigenschappen worden polyimidefliemen met een dikte van 12,5-125 μm als flexibel substraat gebruikt. Voor stijve lagen is het materiaal van keuze meestal de FR-4 epoxyhars die het standaardmateriaal is dat in de meeste PCB's wordt gebruikt.
De keuze van koperfolie beïnvloedt de prestaties. Maar, wat betekent koperfolie glad en roog echt Gegloed koper Het rollen en gloeien van een koperfolieplaat met een dikte van 9 tot 70 micron maakt het zachter en ductieler superieur aan elektrodepositeerde tegenhangers. Standaard elektrische en aluminium lood toepassingen.

Systeem van lijmen voor rigid-flex PCB

Thermosetting lijmen zijn van toepassing op bindingslagen en blijven onaangetast door temperatuurcycli van -55 ° C tot +200 ° C. Acryl en gemodificeerde epoxy lijmen worden veel gebruikt en de productiebedrijven formuleren eigendomsproducten.

Kernproductieproces van rigid-flex PCB

Ontwikkelings- en ingenieursfasen
Door het productieproces te starten met uitgebreide ontwerpregelcontroles (DRC) om te controleren of het productiebaar is, wordt het verwerkingspad gedefinieerd door de eigenschappen van het proces en het materiaal. Ingenieurs moeten rekening houden met de vereisten voor een buigstraal, die meestal een bepaalde minimumverhouding van de kabeldiameter zijn, bijvoorbeeld 6:1 voor dynamische toepassingen en 3:1 voor statische toepassingen. Simulatiesoftware kan nu ook worden gebruikt om gebieden met hoge stress en mogelijke mislukkingen te voorspellen.
Layer stack up voorbereiding definieert definitieve board attributen. rigid-flex PCB stapelen kan variëren van 4-12 lagen, met buiggebieden bestaande uit 1-4 geleidende lagen. Elke fabrikant heeft individuele regels voor via spacing, trenching en routing sporen in overgangszones.
Drilling Operaties
Precisie boren is een kenmerk van de productie. Mechanisch boren wordt gebruikt om grotere gaten en vias te boren, laserboren wordt gebruikt om microvias met diameters zo klein als 50 micrometer te boren. Statistische procescontrole (SPC) gegevens van toonaangevende boorinstallaties geven nauwkeurigheid aan bij het boren van ±25 micrometer voor standaardwerkzaamheden.
Unieke polyimide boorboren zorgen voor geen delamination en schone gat wand. De boorregeling moet worden aangepast aan de verschillen tussen materialen, d.w.z. stijve secties worden geboord met normale snelheid en voersnelheden, flexibel met verschillende.
Laminatieproces
Laminatie is het proces van het omzetten van lagen in een rigid-flex PCB . Het proces vereist fijne controle van temperatuur en druk meestal bij 170-200 ° C met 200-400 PSI van druk. De lengte van de laminatiecyclus varieert tussen 60 en 120 minuten op basis van de complexiteit van de stapel.
Sequentiële laminatieprocessen stellen fabrikanten in staat om geleidelijk structuren met hoge dichtheid interconnect (HDI) te vervaardigen, zoals blinde vias en begraven vias, die minder druk op stroombare materialen uitoefenen. Vacuümperslaminatie haalt de lucht uit tussen lagen, waardoor uniforme binding tussen aangrenzende plantlagen binnen het gehele gelamineerde paneel mogelijk is.
Beelden en Etsen
Circuitpatronen worden gedefinieerd door fotolithografische processen met ongelooflijke nauwkeurigheid. Handlingsapparatuur voor het aanbrengen van droogfilmfotoresist op flexibele substraten moet ontworpen zijn om het materiaal te transporteren zonder rimpels te veroorzaken of lucht vast te houden. De blootstellingssystemen moeten ontworpen zijn om verschillende substratdikten in de stijve en flexibele secties te behandelen.
Selectieve verwijdering van ongewenst koper terwijl het circuit sporen behouden. De geoptimaliseerde etschemie zorgt voor homogene oplossingssnelheden voor verschillende soorten substraten. Goed gemaakte PCB's kunnen een sporenbreedteafwijking van tot 10% van de nominale waarde tolereren.
Plating en oppervlakte afwerking
Elektroloos plating wordt gebruikt om een dunne laag koper in de geboorde gaten en over de oppervlakte kenmerken af te leggen. De controle van de stroomdichtheid is ook erg belangrijk in rigid-flex PCB productie, de reden daarvoor is de gevarieerde geleiderpatronen en het variërende substraatmateriaal op deze assemblages. Typische platingdikte van 20-40 μm (typische platingdikte van doorgangsgaten).
Oppervlaktebewerkingsoplossingen omvatten ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold), HASL (Hot Air Solder Leveling) en OSP (Organic Solderability Preservative). Alle afwerkingen hebben verschillende voordelen, maar ENIG heeft een uitzonderlijke soldeerbaarheid en corrosiebestendigheid voor een hoge betrouwbaarheid. Kwaliteitscontrole en Testen
Elektrische Testen
De elektrische integriteit en functionaliteit van circuits worden bevestigd door volledige elektrische tests. De geautomatiseerde testapparatuur (ATE) voor continuïteits-, isolatie- en impedansetesten. 100% elctricial test is volgens de norm van de industrie nodig als rigid-flex PCB product voor kritische toepassingen.
In-circuit testen (ICT) en vliegende sondetest kunnen worden gebruikt om te testen rigid-flex PCB . Het ontwerp van de testarmatuur moet de flexibele delen in overweging nemen en ook goede elektrische contacten verstrekken.
Mechanische Testen
Flexibiliteitstest bevestigt dat het flexibele onderdeel robuust is in zijn gebruiksomgeving. Standaard testprotocollen zijn gebaseerd op buighoeken/frequenties binnen de toepassing. Typische specificaties zijn overlevingscyclussen van 100K tot 1M, afhankelijk van de toepassing.
De schilsterkte bepaalt de hechting tussen lagen en goede waarden zijn over het algemeen hoger dan 1,0 N/mm voor stijve naar buigbare overgangen. Milieutests onderwerpen assemblages aan temperatuurcycling, blootstelling aan vochtigheid en thermische schok.

Geavanceerde productie overwegingen voor rigid-flex PCB

De rigid-flex PCB productie ondersteunt nieuwe technologieën, waaronder ingebouwde componenten, blinde en begraven vias en HDI (High Density Interconnect). Deze verbeteringen vereisen speciale gereedschappen en verwerkingsvaardigheden die alleen te vinden zijn bij een toonaangevende leverancier van fabrikantendiensten. Geavanceerde rigide flex ontwerpen kunnen het totale systeemvolume met 60% verminderen ten opzichte van traditionele rigide board oplossingen gekoppeld aan kabelverbindingen, volgens statistieken van de marktleiders. Deze ruimtebesparing blijft de adoptie in een verscheidenheid aan toepassingen en markten stimuleren.
rigid-flex PCB technologie vereist een uitstekende nauwkeurigheid, speciale apparatuur en een enorme know-how met betrekking tot het proces. De beste prestaties en fabricabiliteit van een flex circuit kunnen worden bereikt door nauwe samenwerking van ervaren productieteams en flex design engineers. Met elektronische systemen die steeds kleiner zijn en met meer functies, rigid-flex PCB oplossingen zullen een steeds belangrijker element worden bij de ontwikkeling van producten van de volgende generatie.

Toepassing van telecommunicatieapparatuur