Икемді схема тақтасын батырады

Сұйықтық белсенді контурға тиген кезде не болатынын ойлап көрдіңіз бе? батыру а икемді схемалық тақтаны сұйықтықтарға салу немесе оны шектен тыс ылғалдылыққа түсіру маңызды осалдықты көрсетеді. Ылғал қазіргі заманғы электроникада үнсіз жойғыш ретінде әрекет етеді. Полимидті субстраттар керемет термиялық тұрақтылыққа ие. Олар сондай-ақ қатты өнеркәсіптік еріткіштерге тамаша химиялық төзімділікті ұсынады. Дегенмен, құрастыру кезінде нашар өңдеу даланың апатты ақауларына оңай әкеледі. Ішкі қабаттардың ішінде ұсталған су буы қатты ыстықта тез кеңейеді. Бұл күшті кеңейту нәзік ішкі құрылымдарды жыртып тастайды. Дәстүрлі қатаң платформалардан икемді дизайнға көшу Өндіріс үшін дизайн (DFM) ережелерін қатаң сақтауды талап етеді. Қоршаған ортаның стресс факторларының нақты материал қасиеттерімен қалай әрекеттесетінін түсінуіңіз керек. Бұл толық нұсқаулық негізгі өндірістік шындықтарды бұзады. Біз сізге құрылымдық дизайнды тиімді түрде біліктілікке жеткізуге көмектесеміз. Сіз қатты деламинацияны қалай болдырмау керектігін білесіз. Біз сізге динамикалық іздің сынуын толығымен болдырмау жолын көрсетеміз.

Негізгі қорытындылар

• Ылғалдылық - үнсіз өлтіруші: Полимид жоғары гигроскопиялық; құрастыру алдында тақталарды пісірмеу қайта ағынды қабаттасуға кепілдік береді.

• ТШО алдын ала шығындарды өтейді: Тәжірибелік үлгінің құны қатты тақталарға қарағанда 5–10 есе жоғары болғанымен, сым сымдары мен механикалық қосқыштарды алып тастау жалпы жинақтау шығындары мен ақаулық нүктелерін айтарлықтай азайтады.

• Механикалық шектеулер дизайнды талап етеді: Динамикалық иілулер тақтаның қалыңдығынан кемінде 100x радиусты және I-сәулелену іздерін қатаң болдырмауды талап етеді.

• Rigid-flex өтпелі кезеңді жоспарлауды қажет етеді: өтпелі аймақтарда жоғары CTE акрилді желімдерді бұрғылау арнайы «кесу» өндірістік процестерінсіз жалатылған саңылауларды (PTH) жыртады.

1. Ылғалдылық мәселесі: сұйықтықтың әсері немесе ылғалдылық тақтаңызды бұзады ма?

Тақтаны тікелей сұйықтықтарға батыру негізгі материалдың әлсіздігін көрсетеді. Ылғалдылығы жоғары ортаға әсер ету дәл осындай ақаулық механизмін іске қосады. Полимидті материалдар керемет берік, бірақ жоғары гигроскопиялық. Олар қоршаған ауадан ылғалды тез сіңіреді. Сұйықтықпен байланыс бұл енуді айтарлықтай жылдамдатады. Құрастырудың соңғы кезеңдерінде ұсталған ылғал өте қауіпті болады.

Қайта ағынды деламинация қаупі өте ауыр болып қалады. Қайта ағынды дәнекерлеудің қатты қызуы ұсталған ылғалды кенеттен соқтырады. Агрессивті қолмен дәнекерлеу дәл осындай термиялық соққыны тудырады. Жасырын су бірден кеңейетін буға айналады. Бұл жылдам булану орасан зор ішкі атмосфералық қысым жасайды. Қысым бүкіл негіз бойынша көрінетін көпіршіктерді тудырады. Бұл қабаттың қатты деламинациясына әкеледі. Тақта негізінен ішінен сыртқа шығады. Сіз электр қосылымын бірден жоғалтасыз.

Бұған жол бермеу үшін стандартты операциялық процедураны (SOP) қатаң сақтау керек. Пісіруге дейінгі қатаң ережелерді барлық мекемеде орындауды ұсынамыз.

• Стандартты таза иілгіш тақталарды құрамдастарды орналастырмас бұрын тура 2 сағат бойы 225–250°F температурада пісіріңіз.

• Қабаттардағы ылғалдың абсолютті жойылуын қамтамасыз ету үшін қатты икемді комбинацияларды 4-6 сағат бойы пісіріңіз.

• Пісірілген тақталарды жинау кешіктірілсе, дереу эксикатор шкафтарында сақтаңыз.

Пісіргеннен кейін сіз екі сағаттық қатаң құрастыру терезесіне кіресіз. Осы қысқа мерзім ішінде беттік орнату технологиясы (SMT) процесін аяқтауыңыз керек. Тақталар салқындағаннан кейін бірден қоршаған ылғалдылықты қайта сіңіре бастайды. Егер сіз осы маңызды терезені өткізіп алсаңыз, бүкіл пісіру циклін қайталауыңыз керек. Бұл негізгі іске асыру ережесін ешқашан өткізіп алмаңыз. Оны елемеу өндірістің кең таралған ақауларына кепілдік береді.

2. Икемді баспа схемаларын бағалау: күрделілік пен жүйе сенімділігі

Инженерлік топтар икемді өндірістің физикалық күрделілігін жиі бағаламайды. Шағын топтамалық прототипті іске қосу жоғары мамандандырылған оптикалық туралау процестерін қажет етеді. Оларды стандартты қатты FR-4 жинақтары сияқты өңдеу мүмкін емес. Материалды өңдеу әрбір өндіріс қадамында ерекше дәлдікті талап етеді. Шикі қабықшалар жұқа және автоматтандырылған химиялық желілер арқылы өңдеу қиын.

Бастапқы өндіріс көрсеткіштеріне ғана назар аударудың орнына, ұзақ мерзімді механикалық төзімділікті бағалаңыз. Дәстүрлі қатты тақта жинақтары көптеген жүйелік ақаулық нүктелерін жасырады. Сымды қолмен бағыттау зауытты құрастыру кезінде адам қателігін тудырады. Механикалық қосқыштар тұрақты физикалық тербеліс кезінде болжамды түрде босайды. Бірнеше өзара қосылатын кабельдерді алу жеткізу тізбегінің тәуекелдерін арттырады.

Икемді баспа платалары осы механикалық әлсіз нүктелерді толығымен ауыстырады. Олар күрделі сым сымдарын бір сенімді қабатқа біріктіреді. Бұл смарт интеграция жоғары діріл орталарында ұзақ мерзімді ұзақ мерзімділікті қамтамасыз етеді. Аэроғарыштық және медициналық құрылғылар осы дәл интеграциялық техникаға көп сүйенеді.

Сіз физикалық қозғалыс талаптары негізінде практикалық шешімдерді жіктей аласыз:

• Pure Flex: Сіз мұны динамикалық, қайталанатын қозғалыс үшін арнайы пайдалануыңыз керек. Ол үздіксіз иілу циклдерін еш қиындықсыз өңдейді. Принтерлер мен роботтық қарулар тек осы санатты пайдаланады.

• Rigid-Flex: Бұл тығыз электроника үшін оңтайлы құрылымдық компромиссті қамтамасыз етеді. Ол ауыр, көп істікшелі құрамдастарды қауіпсіз қолдау үшін қатты FR-4 бөліктерін пайдаланады. Бір мезгілде ол қатты аймақтар арасында біріктірілген 3D сымы ретінде икемді қабаттарды пайдаланады. Ол екі әлемнің абсолютті ең жақсысын ұсынады.

3. Негізгі құрылымдық шектеулер: іздің сынуы мен мыс сынуының алдын алу

Физикалық дизайн, егер ол жоспарланған иілу циклінен аман қалған жағдайда ғана өміршең болады. Үздіксіз механикалық кернеу материалдың қасиеттерін түбегейлі өзгертеді. Ол уақыт өте келе мыс іздерін қатайтады. Бұл жалпы металды өңдеу әсері динамикалық шаршауға әкеледі. Ақырында, қатайтылған мыс кернеу астында толығымен сығады. Сигнал ізін бірден жоғалтасыз.

Сіз қатаң іске асыру шындықтарын құрметтеуіңіз керек. Маршруттау ережелері сіздің схемаңыздың түпкілікті сақталуын анықтайды.

• Иілу радиусының стандарты: Статикалық иілу орнату кезінде бір рет қана пайда болады. Олар тақтаның қалыңдығынан 10 есе артық иілу радиусын қажет етеді. Динамикалық иілу үздіксіз қозғалысты сезінеді. Олар қалыңдығынан 100 есе асатын радиусты талап етеді. Сіз динамикалық иілу аймақтарын тек бір немесе екі мыс қабатымен шектеуіңіз керек. Қосымша қабаттарды қосу қаттылықты экспоненциалды түрде арттырады.

• Жол геометриясы: іздерді ешқашан көрші қабаттардағы тікелей қабаттаспаңыз. Бұл аймақтық қаттылықты көбейтетін 'Мен сәулелену' әсерін жасайды. Оның орнына іздерді қатар қою керек. Сонымен қатар, іздер қатты жастықшаларға кірген кезде көз жасы пішініне біркелкі түсуі керек. Бұл сұйықтық пішіні әдетте сынықтар басталатын қатты стресс шоғырлану нүктелерін жояды.

Беткі әрлеу жасырын механикалық қауіптерді тудырады. Белсенді иілу аймақтарында ENIG (электрсіз никельді иммерсионды алтын) қолданбауыңыз керек. Никель қабаты табиғаты бойынша сынғыш. Орташа кернеу кезінде никельде микро сынықтар пайда болады. Бұл кішкентай сынықтар төмен қарай тез таралады. Олар астындағы жұмсақ мысты жыртып тастайды. Бұл апатты сәтсіздік ZIF (нөлдік кірістіру күші) қосқыштарының жанында жиі орын алады. Оның орнына динамикалық аймақтарда қатты алтынды немесе OSP (органикалық дәнекерлеу қабілетін сақтағыш) көрсету керек.

4. Жинақтау және қабаттастыруды бағалау: көздегі деламинацияны емдеу

Деламинация қоршаған ортаның ылғалдылығынан ғана емес. Бұл жиі жоғары қысымды ламинация фазасындағы көлемдік және механикалық сәйкессіздіктерден туындайды. Өндірушілер қарқынды жылу мен қысымды қолдана отырып, бірнеше қабатты бір-біріне басады.

'Қалың пленканың серпілісі' әсеріне назар аудару керек. Полимидті жабынның қалыңдығын шамадан тыс көрсету үлкен ішкі кернеуді тудырады. Полимид табиғи түрде қыздырылған кезде толығымен тегіс күйге оралуға тырысады. Егер пленка тым қалың болса, бұл өзіне тән серіппелі күш массаға айналады. Ол шын мәнінде өңделген желімді нәзік мыс іздеріңізден жыртып тастайды.

Арнайы желім-мыс формулаларын тексеріңіз. Сіз таңдаған өндіруші нақты көлемдік қатынасты сақтауы керек. Желім ағып, іздер арасындағы әрбір микроскопиялық саңылауларды толтыруы керек.

Инженерлік анықтама үшін осы стандартты негізгі диаграмманы пайдаланыңыз:

Жеткіліксіз желім тығыз іздер арасында қауіпті микро-бос орындар қалдырады. Бұл бос бос орындар уақыт өте келе кеңейіп, тізбекті бұзады.

Сигнал тұтастығы көбінесе физикалық икемділікпен тікелей күреседі. Қатты мыс жер үсті ұшақтары тамаша EMI экрандауын қамтамасыз етеді. Дегенмен, олар механикалық икемділікті толығымен бұзады. Оның орнына штрихталған жердегі ұшақтарды бағалау керек. Штрихталған тор қажетті басқарылатын кедергіні тамаша сақтайды. Ол механикалық икемділіктен бас тартпай, қажетті электрлік қорғанысқа қол жеткізеді. Қатаң EMI тестілеуінен өту кезінде сіз тақтаны жұмсақ ұстайсыз.

5. Қатты-икемді өту аймақтарын шарлау

Иілгіш және қатты материалдар арасындағы физикалық шекара ерекше мұқият инженерияны қажет етеді. Біз мұны өтпелі аймақ деп атаймыз. Ол озық өндірістегі ең маңызды сәтсіздік нүктесін білдіреді. Мұнда әртүрлі материалдық әрекеттерді басқару керек.

Тесікпен қапталған (PTH) жыртылу қаупі айтарлықтай. Flex қабаттары полиимидті пленкаларды байланыстыру үшін арнайы акрил желімдерін пайдаланады. Бұл желімдер өте жоғары Z осінің термиялық кеңею коэффициентіне (CTE) ие. Олар қыздырылған кезде жаппай ісінеді. Осы акрил жабысқақ қабаты арқылы тікелей бұрғылау жолақтары термиялық бомбаны жасайды. Қайта ағынмен дәнекерлеу кезінде желім жоғары қарай агрессивті түрде кеңейеді. Бұл күшті термиялық кеңею жалатылған мыс тесікті толығымен ажыратады. Ол өткізгіш бөшкенің жартысын сындырады.

Таңдалған жеткізушілерден нақты өндірістік шешімдерді талап етуіңіз керек. Олар бұл түзетулерді автоматты түрде қолданады деп ойламаңыз.

1. 'Қысқалы жабу' процесін талап ету: Бұл әдіс IPC 2223 5.2.2.2 салалық стандарттарына қатаң сәйкес келеді. Иілгіш қаптама қатты FR-4 аймағына 0,050 дюйм (1,27 мм) ғана созылуы керек. Ол қатты тақтадан толығымен өтпеуі керек.

2. Күту аймақтары арқылы қатаң режимді орындаңыз: барлық жолдарды қатаң икемді өту сызығынан кемінде 20 миль қашықтықта орналастырыңыз. Оларды тұрақты FR-4 материалына мықтап ендірілген күйде сақтаңыз.

3. Симметриялық жинақтарды тексеру: мұны маршруттау кезеңінің басында тексеріңіз. Иілгіш қабаттарды стектің ортасына тамаша орналастырыңыз. Асимметриялық орналасулар өндірісті қыздыру циклдері кезінде тақтаның қатты деформациясын тудырады. Кесу кейінгі оптикалық туралау және құрастыру процестерін бұзады.

6. Қысқа тізім логикасы: Өндірістік серіктесіңізді біліктілік

Бұл мамандандырылған схемаларды жасау өте қатаң төзімділікті талап етеді. Мамандандырылған DFM тексерулері табысқа жету үшін міндетті болып табылады. Сіз проактивті инженерлік шолу процесіне негізделген өндіру серіктесін таңдауыңыз керек. Керемет серіктес кез келген материалды кесу алдында физикалық кемшіліктерді ұстайды.

Алғашқы келісім кезінде белгілі бір жеткізушінің қызыл жалаушаларын мұқият қадағалаңыз. Олар қатаң тақталар үшін жасалған Дизайн ережелерін тексеруді (DRC) қабылдай ма? Олай болса, дереу кетіңіз. Олар теңшелген, икемді арнайы ережелерді талап етуі керек. Ең аз із ені мен мыс аралығы мұнда мүлдем басқаша әрекет етеді. Бұрғылаудан мысға дейінгі аралықтар ең аз дегенде 8 мильді қажет етеді. Полимид химиялық өндіріс процесінде физикалық түрде кішірейеді. Бұл шөгу тығыз саңылауларды өте қауіпті және болжау мүмкін емес етеді.

Тағы бір үлкен қызыл жалау құрамдас механикалық қолдауды қамтиды. Жеткізушілер ауыр немесе тығыз IC астында локализацияланған қаттылықтарды белсенді түрде ұсынуы керек. Біз мұны қосуды 'кедей адамның қатты икемділігі' деп атаймыз. Қарапайым FR-4 немесе тот баспайтын болаттан жасалған тақталарды пайдалануға болады. Оларды ауыр құрамдас бөліктердің астына қою құрылымның кернеуін болдырмайды. Ол әдеттегі өңдеу кезінде дәнекерлеу қосылысының бұзылуын тоқтатады.

Кез келген тапсырыс бермес бұрын нақты келесі қадамдарды орындаңыз. Толық өндірістік деректеріңізді мұқият дайындаңыз. Материалдар тізіміңізде (BOM) нақты анықтамалық белгілер бар екеніне көз жеткізіңіз. Құрастыру сызбаларына тікелей құрамдас полярлық белгілерін қосыңыз. Өндіріс жазбаларында мақсатты кедергі талаптарын нақты көрсетіңіз. Тек содан кейін ресми DFM аудитін сұрау керек.

Қорытынды

Қазіргі заманды біріктіру икемді плата өнімнің қаптамасын түбегейлі өзгертеді. Ол дұрыс орындалған кезде жүйенің сенімділігін айтарлықтай арттырады. Дегенмен, сіз қатаң механикалық кернеу шектеулерін сақтауыңыз керек. Ылғалға сезімталдық пісіру қондырғысының қатаң бақылауын қажет етеді. Өтпелі аймақ физикасы нақты қысқарту әдістерін және дұрыс орналастыруды талап етеді.

• Дизайн стратегияңызды тек өмір бойы сенімділік пен физикалық төзімділікке бағыттаңыз.

• Құрастыру ағынын жеңілдету үшін осал механикалық қосқыштарды жойыңыз.

• Жүйе сымдарын бір, біртұтас икемді қабатқа біріктіріңіз.

• Мыстың шаршауын болдырмау үшін стандартты иілу және трассаны бағыттау ережелерін қатаң сақтаңыз.

Әрқашан тәжірибелі өндіруші серіктесті ертерек тартыңыз. Бірден DFM және материалдарды жинақтауды толық шолуды сұраңыз. Механикалық шектеулеріңізді тексергеннен кейін ғана мыс схемасын аяқтаңыз. Бұл проактивті тәсіл далада сенімді, ақаусыз өнімділікке кепілдік береді.

Жиі қойылатын сұрақтар

С: Иілгіш платалар өте жоғары температураға төтеп бере ала ма?

A: Иә. Полимидті негіздік материалдар әдетте FR-4 стандартына қарағанда қатты ыстыққа төтеп береді. Олар жоғары термиялық диссипация сипаттамаларын ұсынады. Ең жоғары термиялық өнімділікке жету үшін желімсіз ламинаттарды пайдалану керек. Бұл спецификалық ламинаттар температураның күрт көтерілуі кезінде ішкі көпіршікті және қабаттасуды болдырмайды.

С: FPC-дегі қаптама мен дәнекерлеу маскасының айырмашылығы неде?

Ж: Жапсырма - бұл желіммен жабыстырылған қатты полиимидті пленка. Ол жоғары икемділік пен тамаша механикалық төзімділікті ұсынады. Керісінше, фотосуретке түсіруге болатын сұйық дәнекерлеу маскасы сынғыш. Сіз әдетте сұйық дәнекерлеу маскаларын қатты бөліктерге немесе локализацияланған, майыспайтын құрамдас бөліктерге шектеуіңіз керек.

С: Неліктен икемді баспа платаларында ауыр компоненттер істен шығады?

A: 20 грамнан асатын ауыр құрамдас бөліктер үлкен локализацияланған стрессті тудырады. Тығыз, көп істікшелі IC ұқсас механикалық кернеуді тудырады. Кез келген иілу кезінде бұл кернеу нәзік дәнекерлеу қосылыстарына тікелей ауысады, оларды қысады. Бұл құрамдастарды FR-4 немесе полиимидті қатайтқыштармен қолдау керек немесе қатты икемді дизайнды пайдалану керек.

С: FPC құрастыруындағы '2 сағаттық ереже' дегеніміз не?

A: Полимидті субстраттар ылғалды тез сіңіретін жоғары гигроскопиялық қасиеттерге ие. Оларды беттік орнату технологиясы (SMT) жинамас бұрын пісіру керек. Пісіргеннен кейін сізде тақталарды өңдеуге тура екі сағат бар. Бұл терезені өткізіп алсаңыз, су буы жылдам кеңейіп, қайта ағынды дәнекерлеу кезінде қатты қабаттасуға әкеледі.