Инженерлер заманауи электроника дизайнында үнемі қиын теңгерім әрекетіне тап болады. Сіз қысқаратын физикалық кеңістіктерге барған сайын күрделі схемаларды орналастыруыңыз керек. Тұтынушылар жыл сайын жеңілірек, жылдамырақ және кішірек гаджеттерді күтеді. Бұл қарқынды сұраныс стандартты қатты тақталардың физикалық шектерін итермелейді. Қатаң кеңістіктік шектеулерге қарсы жоғары құрамдас тығыздығын теңестіру көбінесе командаларды икемді тізбектерді зерттеуге әкеледі. Дегенмен, бір қабатты немесе екі қабатты стектің арасында таңдау бірегей механикалық қиындықтарды тудырады. Ол сондай-ақ қатаң бюджеттік шектерді енгізеді. Қате ойласаңыз, сіз ерте икемді сәтсіздікке немесе жобаның уақыт сызбаларына қауіп төндіресіз.
Біз сізге осы дизайн келіссөздерін жүргізуге көмектесу үшін осы нақты, дәлелді негізді құрдық. Негізгі бір жақты иілгіш тақтаның қашан жеткілікті болатынын нақты білесіз. Сондай-ақ, сіздің жобаңыз сенімді деңгейге дейін жаңартуды талап ететінін де анықтаймыз екі жақты икемді схема . Соңында келесі өнім циклі үшін сенімді, орналасуға дайын шешімдер қабылдауға болады.
Негізгі қорытындылар
Бір жақты FPC - бұл ең төменгі шығындар мен ең жоғары өнімділікті ұсынатын жоғары циклді динамикалық иілу және төтенше кеңістік шектеулері үшін салалық стандарт.
Динамикалық иілгіштігінің төмендеуіне қарамастан, конструкциялар кросс-маршрутизацияны, жер/қуат ұшақтарын немесе экрандауды қажет еткенде екі жақты икемді схемалық тақта міндетті болады.
Бір жақтыдан екі жақтыға өту өндірістің күрделілігін, жеткізу уақытын және бірлік құнын орта есеппен 30-50%-ға арттыратын Plated Through Holes (PTH) енгізеді.
Екі жақты FPC-лердегі құрамдастарды құрастыру (PCBA) көбінесе жобаны шығарудың жалпы мерзімдеріне әсер ететін теңшелген қатайтқыштар мен арнайы арматураларды қажет етеді.
Құрылымдық базаны түсіну
Мүмкіндіктерді салыстырмас бұрын, біз зауыттардың бұл схемаларды қалай құрастыратынын нақты анықтауымыз керек. Сіз негізгі қатты ПХД тұжырымдамаларын түсінген шығарсыз. Қатты тақталар қалың шыны талшықты өзектерге сүйенеді. Термиялық ламинация кезінде икемді субстраттар мүлдем басқаша әрекет етеді. Материалдар термиялық кернеу кезінде ерекше әрекет етеді.
Бір жақты архитектура
Стандартты бір жақты жинақтау өте қарапайым. Ол дәл бір полиимидті негіз қабатынан тұрады. Өндірушілер бір мыс өткізгіш қабатын тікелей үстіне орналастырады. Соңында, қорғаныс жабыны ашық тізбекті тығыздайды. Қаптама дәстүрлі дәнекерлеу маскасы сияқты әрекет етеді. Бұл минималды құрылыс ультра жұқа физикалық профиль жасайды. Бұл дерлік кедергісіз механикалық икемділікке мүмкіндік береді. Ол өте тар кеңістіктерде тамаша жұмыс істейді. Инженерлер тығыз өнім корпустары үшін бұл қарапайымдылықты жақсы көреді. Сіз бұл жұқа субстраттың механикалық қарсылығын сирек кездестіресіз.
Екі жақты FPC архитектурасы
Екінші өткізгіш қабатты қосу физикалық қасиеттерді толығымен өзгертеді. А Екі жақты FPC орталық полиимидті ядроның екі жағында мыс іздері бар. Бұл күрделі конструкциялар үшін жалатылған тесіктер (PTH) қажет. Микро-өткізгіштер жоғарғы және төменгі қабаттарды электрмен байланыстырады. Бұл архитектура тақтаның жалпы қалыңдығын айтарлықтай арттырады. Қосымша мыс негізгі қаттылықты береді. Ішкі жабысқақ қабаттар тақтаны одан әрі қатайтады. Ол бір жақты аналогынан түбегейлі басқаша әрекет етеді. Оларды механикалық жинақтарда бірдей өңдеу мүмкін емес.
Негізгі бағалау өлшемдері: механикалық шектеулер мен орналасу тығыздығы
Тақтаны дұрыс таңдау механикалық шектеулерді электр қажеттіліктерімен салыстыруды білдіреді. Сіз екі факторды бір уақытта барынша арттыра алмайсыз. Бір параметр әрқашан екіншісін бұзады.
Иілгіштік және икемділік мерзімі (механикалық шектеулер)
Үздіксіз қозғалыс композициялық материалдарға қатты қысым жасайды. Біз аппараттық құралдардың икемділігін екі түрлі физикалық түрге жіктейміз.
Динамикалық иілу: белсенді жұмыс кезінде тақта үздіксіз иіледі. Бір жақты тақталар бұл стрессті тамаша жеңеді. Коммерциялық принтер бастары оларға қатты сенеді. Ноутбуктің топсалары оларды миллиондаған экран саңылаулары үшін пайдаланады. Өте жұқа профиль уақыт өте келе материалдың шаршауын болдырмайды.
Статикалық иілу: тақта бастапқы орнату кезінде бір немесе екі рет иіледі. Мұнда екі жақты икемді схемалық тақша жақсы. Ол осы төмен циклді, статикалық қолданбаларды әдемі өңдейді. Сіз оны қауіпсіз жерге жинап, жалғыз қалдырасыз.
Мыс қабаттарын екі есе арттыру минималды қауіпсіз иілу радиусын экспоненциалды түрде арттырады. Екіқабатты тақтаны шегінен тыс итеру мыстың тез сынуына әкеледі. Ішкі электрлік жолдарды толығымен бұзу қаупі бар.
Маршруттау тығыздығы және сигналдың тұтастығы (EDA орналасу перспективасы)
Күрделі заманауи схемалар жоғары шығармашылық бағыттау стратегияларын талап етеді. Бір жақты тақталар қатты физикалық шекке өте тез жетеді. Бір физикалық қабатта кроссоверлерді орындау мүмкін емес. Тығыз микрочип пинуттары үшін маршруттау мүлдем мүмкін емес. Сізде физикалық кеңістік таусылады.
А Екі жақты икемді схема бұл маршруттау қорқынышын толығымен шешеді. Ол екі жағынан да сигнал тұтастығын кеңейтілген басқаруға мүмкіндік береді. Сіз арнайы ішкі жер бетіндегі ұшақтарды жобалай аласыз. Сезімтал іздер үстінде дәл EMI экрандауды жүзеге асыруға болады. Ол жоғары жылдамдықты деректерді беруді жоғары сенімді етеді. Сіз із қалдыру мәселелерін толығымен жоясыз.
Функция матрицасы
Бір жақты FPC
Екі жақты FPC
Динамикалық икемділік мерзімі
Өте жоғары (миллиондаған цикл)
Төменнен орташаға дейін (статикалық қолайлы)
Маршруттау тығыздығы
Төмен (кроссоверге рұқсат жоқ)
Жоғары (кроссоверлер еркін қосылған)
Сигнал тұтастығын басқару
Негізгі (қорғалмаған)
Жетілдірілген (жердегі ұшақтар, EMI экрандау)
Ең аз иілу радиусы
Өте тығыз (жоғары иілгіш)
Үлкенірек қауіпсіз радиусты қажет етеді
Құрал-саймандар мен дайындау құны
Жоғары үнемді
Айтарлықтай жоғары премиум
Өндіріс және құрастыру шығындарының драйверлері
Бір қабаттан екінші қабатқа өту зауыттың бүкіл өндіріс процесін өзгертеді. Сіз мүлде жаңа құрастыру қиындықтарына тап боласыз. Бірлікті өндіруге кететін шығындар айтарлықтай өседі. Біз осы өндірістік шындықтарды логикалық тұрғыдан зерттеуіміз керек.
Өндірістің күрделілігі (шығыс және құн)
Екі жақты тақталар зауыттық шығындардың әртүрлі көбейткіштерін іске қосады. Өндірушілер микроскопиялық жолдар үшін дәл лазерлік бұрғылауды орындауы керек. Механикалық бұрғылар жұқа икемді негіздерді дәл өңдей алмайды. Олар сонымен қатар күрделі мыс қаптау процестерін (PTH) орындауы керек. Зауытқа әлдеқайда қатаң қабат тіркеу рұқсаттары қажет.
Бұл қосымша қадамдар кездейсоқ физикалық ақаулардың пайда болу мүмкіндігін тікелей арттырады. Көп қабатты ламинация жалпы өндіріс өнімділігін табиғи түрде төмендетеді. Керісінше, бір жақты тақталар мінсіз өнім өнімділігімен мақтана алады. Олардың қарапайымдылығы бірлік құнын жоғары бәсекеге қабілетті етеді. Жасалу логикасын қарапайым сақтау арқылы сіз елеулі ақша үнемдейсіз.
PCBA (Ассамблея) қарастырулары
Беттік орнату технологиясы (SMT) қабаттар санына байланысты күрт өзгереді. Бір жақты құрастыру стандартты таңдау және орналастыру желілері арқылы біркелкі өтеді. Ол тек стандартты жалпақ тасымалдаушыны қажет етеді.
Екі жақты құрастыру күрделі операциялық кедергілерді тудырады. Зауыт операторлары мамандандырылған, тапсырыс бойынша өңделген SMT паллеттерін пайдалануы керек. Қатты құрастыру пештерінен аман қалу үшін сізге таңдаулы қатайтқыштар қажет болуы мүмкін. Өндіріс процесі әдетте екі реттік термиялық қайта ағынды операцияларды қажет етеді. Ол бүкіл өндіріс уақытын айтарлықтай ұзартады. Жоба кестеңіздегі осы ерекше кешіктірулерді есепке алуыңыз керек.
Қолданбаға негізделген қысқа тізім логикасы
Әрбір аппараттық жобада белгілі бір механикалық бұзылу нүктесі болады. Техникалық талаптарды дұрыс икемді негізге сәйкестендіру керек. Міне, біз әдеттегі саланы пайдалану жағдайларын дәл қалай жіктейміз.
Бір жақты FPC қашан көрсету керек
Бір жақты тақталарды өте ерекше дизайн шарттарында көрсету керек. Белгілі бір жобаның табыс критерийлері мінсіз сәйкес келген кезде олар дамиды.
Сіз өте қатаң тұтынушылық электрондық бюджет шектеулеріне тап боласыз.
Сіздің жобаңыз жоғары көлемді, жылдам жаппай өндірісті қажет етеді.
Құрылғы агрессивті, үздіксіз динамикалық иілу әрекеттерін талап етеді.
Жалпы өзара байланыс логикасы физикалық қарапайым және қарапайым болып қалады.
Сіз бұл нақты конфигурацияны тұтынушы мембраналық қосқыштарда үнемі көресіз. Аппараттық инженерлер оларды қарапайым LED дисплейлерде пайдаланады. Автокөлік жарықтандыру жолақтары осы бір қабатты арзан бағаға негізделген. Ол қажетсіз шығындарсыз жоғары сенімді өнімділікті қамтамасыз етеді.
Екі жақты икемді схеманы қашан көрсету керек
Жаңарту өте күрделі жүйелер үшін өте қажет болады. А Екі жақты FPC электр талаптары күрт өскен кезде тамаша жеткізеді.
Кішкентай физикалық аймаққа жинақталған экстремалды құрамдас тығыздық қажет.
Аппараттық құралдың дизайны қатаң, жоғары жылдамдықтағы электрлік өнімділік ережелерін қамтиды.
Арнайы схема берік, шусыз жер немесе қуат ұшақтарын қажет етеді.
Қолданба үздіксіз динамикалық қозғалысты емес, 'орнату үшін икемді' қамтиды.
Медициналық киетін құрылғылар осы жетілдірілген архитектураны көп пайдаланады. Заманауи смартфондар тығыз компоненттерді орау үшін толықтай екі қабатты икемділікке тәуелді. Күрделі камера модульдері мен смарт IoT құрылғылары дәл осы мүмкіндіктерді қажет етеді. Олар бір жақты архитектурада жұмыс істей алмайды.
DFM (Өндіріске арналған дизайн) тәуекелдері және енгізу
Тиісті жобалау тәжірибесі жоғары шығынды далалық ақаулардың алдын алады. Икемді материалдарға көшу қатаң орналасу тәртібін талап етеді. Сіз оларды қатты тақталар сияқты өңдей алмайсыз.
Иілу аймақтарындағы маршрутты бақылау
Физикалық иілу аймақтары механикалық кернеуге өте сезімтал. Ешқашан икемді аймақтардың ішіне жалатылған жолдарды қоймау керек. Механикалық кернеу микроскопиялық қапталған тесіктерді оңай ажыратады.
Екі жақты орналасулар үшін қатаң сатылы маршруттауды міндеттеңіз. Үстіңгі және астыңғы мыс іздері ешқашан бір-бірінің үстінен өтпеуі керек. Оларды тамаша туралау күтпеген 'I-сәулелік' әсерін жасайды. Бұл шоғырланған қаттылық физикалық орнату кезінде қатты мыс сынуын тудырады. Іздерді көлденеңінен жылжыту жалпы негізді дұрыс икемді етеді. Ол тізбекті толығымен қорғайды.
Стификатор стратегиясы
Икемді тақталар ауыр SMT компоненттерін толығымен жалғыз ұстай алмайды. Сізге жоғары стратегиялық қатты қатайтатын стратегия қажет. Сіз қатты FR4 немесе қалың полиимидті қатайтқыштарды пайдалана аласыз.
Олар екі жақты тақталардағы ауыр қосқыштарды сенімді түрде қолдайды. Дұрыс дәл орналастыру нәзік SMT құрамдастарын бекітеді. Ең бастысы, олар мұны қажетті белсенді икемді аймақтарды бұзбай жасайды. Сіз тек физикалық қажетті жерде жабысқақ қатайтқыштарды қолданасыз.
Прототиптеу кезеңдері
Қымбат екі қабатты прототиптерге соқыр түрде асықпаңыз. Алдымен механикалық макеттеріңізді тексеруді ұсынамыз. Физикалық тестілеу үшін қарапайым, қымбат емес бір жақты бланкілерді пайдаланыңыз.
Нақты иілу радиусын физикалық түрде тексеріңіз. Арнайы қоршауыңыздың тамаша сәйкес келетінін растаңыз. Механикалық физикадан өткеннен кейін толық жұмыс істейтін екі жақты прототиптерге міндеттеніңіз. Бұл логикалық кезең айтарлықтай инженерлік қаражатты үнемдейді. Ол кейінірек қымбат қайта айналдырудың алдын алады.
Қорытынды
Сіздің түпкілікті дизайн шешіміңіз физикалық қозғалысты іздің тығыздығына қарсы теңестіруге негізделген. Аппараттық құрал үшін осы қарапайым әрекет ету ережелерін орындаңыз.
Максималды механикалық төзімділік пен бірліктің ең төменгі құны үшін бір жақты тақталарды таңдаңыз.
Күрделі электр схемалары және іздерін азайту үшін екі жақты тақталарды таңдаңыз.
Құрылғы үздіксіз, күрт динамикалық иілуді қажет етсе, күрделі қос қабатты иілуден аулақ болыңыз.
Екі қабатты SMT өңдеуге көшу кезінде айтарлықтай ұзағырақ құрастыру уақытын жоспарлаңыз.
Механикалық шектеулеріңізге бүгін дереу әрекет жасаңыз. Қажетті иілу радиусы мен цикл талаптарын мұқият қарап шығыңыз. Мұны күрделі EDA макетін аяқтамас бұрын жасаңыз. Дайын болғаннан кейін, әрқашан толық DFM шолуы үшін аяқталған Гербер файлдарын жіберіңіз.
Жиі қойылатын сұрақтар
С: Екі жақты FPC бір жақтымен салыстырғанда қаншалықты қымбат?
A: Екі жақты икемді тақта әдетте бір жақты тақтаға қарағанда 30% - 50% қымбат тұрады. Бағаның бұл айтарлықтай өсуі тікелей өндірістің күрделілігінен туындайды. Қабатталған тесіктер (PTH) дәл лазерлік бұрғылауды және мыс қаптау ванналарын қажет етеді. Сонымен қатар, көп қабатты термиялық ламинация процестері көп уақытты алады және зауыттың жалпы өнімділік көрсеткіштерін табиғи түрде төмендетеді.
С: Екі жақты икемді схема динамикалық иілуге төтеп бере ала ма?
A: Иә, ол кейбір динамикалық қозғалысқа төтеп бере алады. Дегенмен, іздің зақымдануын болдырмау үшін иілу радиусы айтарлықтай үлкен болуы керек. Қосымша мыс және ішкі жабысқақ қабаттар тақтаны айтарлықтай қатайтады. Демек, икемді циклдің жалпы мерзімі бір жақты тақтаға қарағанда әлдеқайда төмен болады. Ол статикалық қондырғылар үшін әлдеқайда қолайлы болып қала береді.
С: Маған екі жақты икемді ПХД үшін қатайтқыштар керек пе?
A: Қабаттар саны қатайтқышқа қойылатын талаптарды қатаң түрде көрсетпейді. Оның орнына құрамдастардың салмағы мен құрастыру процестері осы ерекше қажеттілікті тудырады. Ауыр қосқыштар немесе үлкен IC қатты тірек тірегін қажет етеді. Дәл роботты құрастыру кезінде тақтаның мінсіз тегіс болып қалуын қамтамасыз ету үшін қатайтқыштар екі жақты SMT процестерінде жиі кездеседі.
С: Rigid-flex екі жақты иілгіш тақтамен бірдей ме?
A: Жоқ, олар түбегейлі ерекшеленеді. Таза екі жақты икемді тақта өзінің бүкіл физикалық құрылымы бойынша икемді полиимидті пайдаланады. Қатты икемді гибрид икемді қабаттарды тікелей дәстүрлі қатты FR4 тақталарының ішінде тұрақты түрде байланыстырады. Rigid-flex әлдеқайда күрделі, қатты бөліктерде әлдеқайда қалың және жалпы өндіру үшін айтарлықтай қымбатырақ.
