Wielowarstwowe sztywne giętkie obwody drukowane : PCB Innowacje w ślepych / pochowanych przez struktury

Nasze urządzenia elektroniczne stają się coraz bardziej kompaktowe i wyrafinowane, zapotrzebowanie na połączenie o wysokiej gęstości lub HDI popchnęło wielowarstwowe sztywne giętkie obwody drukowane technologii na czele rozwoju produktów. Niezależnie od tego, czy chodzi o najnowocześniejsze urządzenia przenośne, lotnictwo, elektronikę lub miniaturyzowane urządzenia medyczne, prawie zawsze znajdziesz te wielowarstwowe obwody sztywno-elastyczne w centrum z ich tryptycznymi cechami elastyczności, trwałości i funkcjonalności. Kluczem do tej ewolucji są ostatnie innowacje w ślepej i pochowane przez konstrukcje, niezbędne narzędzia dla inżynierów przesuwania granic współczesnej projektowanie PCB i temat naszego dzisiejszego artykułu.

Vias

Przejrzyjmy najpierw trójstronną kategoryzację vias, którą zobaczymy w przypadku sztywnych projektów flex:

• Przez Vias są te, które przechodzą przez całą długość płyty, od góry do dołu, zdecydowana większość w sztywne- giętkie obwody drukowane deski o mniejszej liczbie warstw
• Blind Vias są jak ślepe uliczki, które wychodzą na powierzchnię, w połowie przez i w połowie pochowane
• Pochowane Vias są wyjątkowo wnętrze

Układy tych trzech kategorii vias pozwalają inżynierom na ustanowienie gęstych połączeń wzajemnych przy zachowaniu formalnej kompaktości. Lokalizacja połączeń do określonych warstw pozwala projektantom wykonywać bardziej skomplikowane ustawienia obwodów bez zwiększania rozmiaru płyty. Blink i pochowane vias są szczególnie cenne sygnały routing między sztywnych i elastycznych sekcji, a wytyczne IPC-2223 szacują zmniejszenie powierzchni płyty o 25% przy odpowiednim użyciu ślepych i pochowanych vias.

Wyzwania

Ale te zaawansowane drogi nie są bez wyzwań. Stosowania sztywno-elastyczne zmieniają się między sztywnymi i elastycznymi podłogami, warstwami klejowymi i bezklejowymi, a ta zmiana powoduje konkretne problemy:

Poliimid, materiał zazwyczaj używany do warstw elastycznych, ma wyższy współczynnik rozszerzenia cieplnego niż jego sztywny rdzeń. W trakcie procesu laminowania ta niezgodność może powodować stres. To naprężenie może utrudnić uzyskanie doskonałej przyczepności i płaskości, co powoduje zakrzywienie, mikropęknięcia lub nawet delaminację.

Blink vias i pochowane vias również wymagają wiercenia laserowego o wysokiej precyzji i ścisłych tolerancjach. Ryzyko powstawania pustek i niekompletnego powlekania miedzianego jest dalszym zwiększeniem wysokich stosunków aspektów, to znaczy stosunku głębokości do średnicy.

Dokładne umieszczenia sztywne-gięte są o wiele ważniejsze, gdy przechodzisz przez sztywne i gięte obszary, a vias o niewielkich rozmiarach są znacznie mniej tolerantne na nieprawidłowe wyrównanie.

Wyrażony na dynamiczne zginanie i naprężenie środowiskowe, zły przejście może cierpieć na mikropęknięcia, złamania beczek, a nawet delaminację. Dlatego większość urządzeń przenośnych nowej generacji będzie miała mikrowia jako najczęstszą awarię.

Innowacje

Ale w ostatnich latach widziano fale innowacji w technologiach tych sztywno-flex vias.

Sekwencyjna budowa lub SBU to proces, w którym inżynierowie budują złożone warstwy stopniowo, tworząc ślepe i zakopane vias w wielu etapach. Procedura ta optymalizuje stosunek aspektu i jakość powłoki każdego przebiegu i jest obecnie standardem dla HDI i sztywnych giętkie obwody drukowane .

Wiertanie Lazor, zmieniające sytuację w sztywnym fleksie za pomocą technologii, może tworzyć skomplikowane wzory mikrovias z ostrożną precyzją na cienkich warstwach flex, często mniej niż 100 mikrometrów. Możemy podziękować tej technologii za poprawę wydajności o około 15% w porównaniu do tradycyjnego wiercenia mechanicznego.

Lepiej za pomocą technik napełniania, takich jak wysokiej przewodności powłoki miedziane i płyty przewodne, mogą zapewnić niską odporność na ślepe i zakopane vias przy jednoczesnym utrzymaniu dobrej wytrzymałości mechanicznej. Techniki te zapobiegają również pustkom i zmniejszają ryzyko zmęczenia na produkcie sztywnego flexu.

Producenci stosują również laminację hybrydową do zastosowań sztywno-fleksibilnych, łącząc zarówno techniki klejowe, jak i bezklejowe. Ta wykonanie hybrydowe może poprawić integralność mechaniczną sztywnego i giętego stosu, jednocześnie zwiększając niezawodność, zwłaszcza na interfejsie między sztywnymi i giętymi częściami, gdzie napięcia są najbardziej ostre.

Na etapie produkcji kontroli jakości należy wykorzystać nowsze systemy kontroli. AOI, obecnie norma, a także tomografia komputerowa rentgenowskia pozwalają producentom skanować ukryte przez struktury i sprawdzać wady, takie jak pustiny lub nieprawidłowe wyrównania. To wczesne wykrywanie może szczególnie pomóc w projekcie sztywnej fleksji, którego produkty będą znacznie delikatniejsze niż inne PCB technologii.

Praktyki

Oto kilka dobrych praktyk i koncepcji projektowych, które należy wziąć pod uwagę podczas pracy nad projektem rigid-flex:

• Utrzymuj wytrzymałe pierścienie pierścienne podczas planowania sekwencji warstw, aby uwzględnić różnice produkcji
• Skontaktuj się z dostawcą podłoża i poproś o minimalną średnicę i odstęp. Wielu może pochwalić się mikroviami o długości 75 mikrometrów, nie zawsze o tej samej tolerancji
• Użyj funkcji zmniejszających naprężenie w regionie flex i unikaj konstrukcji via-in-pad w obszarach o wysokim naprężeniu mechanicznym
• Zastosuj analizę elementów skończonych lub FEA oraz narzędzia do modelowania niezawodności, aby przewidzieć ewentualne punkty awarii przed rozpoczęciem produkcji prototypu sztywnego flexu

Wytwarzalność

Złożoność zaawansowanych konstrukcji, wraz ze wszystkimi problemami, które rodzą, są uzasadnione zyskami, które zapewniają w miniaturizacji, funkcjonalności i niezawodności. Jednak w stosunku do kosztów produkcji sztywnych fleksów należy ponownie rozważyć te korzyści:

• Zwiększona gęstość przenośna może zmniejszyć wydajność, gdy kontrola procesu nie jest rygorystyczna, co ostatecznie skutkuje wyższymi kosztami na panel
• Producent może brakować wiedzy lub sprzętu do wykonywania zaawansowanych ślepych i pochowanych vias wielowarstwowego projektu sztywnego flexu. Zawsze przeprowadzaj audyt dostawców i sprawdź ich możliwości i zapytaj, czy mają doświadczenie w zakresie sztywności i elastyczności podobne do Twojego projektu.
• Zaplanuj swoją strukturę i karę z pomysłem efektywności. To zmniejszy odpady materialne, a także poprawi konkurencyjność kosztową

Dzięki tym innowacjom, ślepe i pochowane przez konstrukcje popchnęły miniaturyzację i niezawodność coraz dalej w świecie wielowarstwowej konstrukcji sztywnej i elastycznej. Pamiętaj o wskazówkach, które podaliśmy w tym artykule, i czekamy na spotkanie następnym razem!