Kur inspekton një të zhveshur pllakë qark fleksibël , mund të vëreni sipërfaqe të ndritshme metalike. Këto zona me shkëlqim shpesh krijojnë një keqkuptim të zakonshëm për strukturën e jashtme të bordit. Ju mund të supozoni se pllaka mbulon të gjithë pjesën e jashtme. Jo, platimi në përgjithësi nuk është shtresa kryesore e dukshme. Shtresa mbizotëruese e dukshme është në fakt mbulesa, e cila është zakonisht një film poliimid. Platja shërben si përfundim sipërfaqësor dhe shfaqet vetëm në zona specifike, të ekspozuara në mënyrë selektive.
Kuptimi i marrëdhënies së saktë midis bazës së bakrit, mbulesës dhe veshjes së sipërfaqes është kritike për inxhinierët dhe ekipet e prokurimit. Specifikimi i materialit të gabuar të shtrimit ose zonës së ekspozuar mund të çojë në mikroplasaritje gjatë përkuljes. Mund të zvogëlojë gjithashtu rendimentin e montimit ose të shkaktojë dështim të parakohshëm të fushës. Në këtë udhëzues, ne do të eksplorojmë anatominë e qarqeve fleksibël. Ju do të mësoni pse shtrimi aplikohet në mënyrë selektive, si të vlerësoni opsionet e përfundimit të sipërfaqes dhe mënyrat për të specifikuar veshjen në grumbullimin tuaj.
Merr kryesore
Shtresa kryesore izoluese e dukshme në shumicën e qarqeve fleksibël është mbulesa poliimide, jo shtresa.
Veshja sipërfaqësore (si p.sh. ENIG, ari i fortë ose kallaj) aplikohet në mënyrë selektive vetëm në jastëkët, vizat dhe gishtat lidhës të ekspozuar për të siguruar ngjitjen dhe për të parandaluar oksidimin.
Aplikimi i veshjes në zonat dinamike të përkuljes rrit ngurtësinë dhe rrezikun e dështimit mekanik.
Zgjedhja e përfundimit të duhur të sipërfaqes për bordet fleksibël të qarkut të printuar kërkojnë balancimin e jetëgjatësisë, përputhshmërinë e lidhësit dhe kufizimet e temperaturës së montimit.
Anatomia FPC: Mbulesa kundrejt Plating Sipërfaqës
Për të kuptuar se çfarë shihni në të vërtetë në një qark të zhveshur, duhet të shikoni shtresat e tij themelore. Çdo shtresë shërben për një qëllim të veçantë mekanik dhe elektrik.
Bakri i bazës
Prodhuesit gdhendin gjurmë përçuese nga një fletë e fortë bakri. Zakonisht do të hasni dy lloje bakri. Bakri i mbështjellë-pjekur (RA) përmban një strukturë kokrrizore të zgjatur. Kjo e bën atë ideal për përkulje dinamike. Bakri i elektro-depozituar (ED) ka një strukturë kokrrizore vertikale. I përshtatet më mirë aplikacioneve të përkuljes statike. Pavarësisht nga lloji, bakri i zhveshur është shumë i ndjeshëm ndaj oksidimit. Nëse lihet i pambrojtur, lagështia e mjedisit dhe ajri e degradojnë bakrin me shpejtësi. Kjo degradon përçueshmërinë dhe shkatërron ngjitshmërinë.
Mbulesa (shtresa e vërtetë e dukshme)
Për shkak se bakri i zhveshur degradohet lehtë, prodhuesit duhet ta mbrojnë atë. Ata aplikojnë një mbulesë për të mbrojtur gjurmët. Mbulesa vepron si ekuivalenti fleksibël i maskës së saldimit të një dërrase të ngurtë. Zakonisht përbëhet nga një film poliimid (PI) i lidhur nga një ngjitës akrilik ose epoksi. Kur shikoni një qark fleksibël, kjo shtresë poliimide është ajo që shihni kryesisht. Ajo mbulon më shumë se 90% të sipërfaqes së bordit. Mbulesa siguron izolim elektrik kritik. Gjithashtu siguron mbrojtje të fortë fizike kundër gërvishtjeve, pluhurit dhe lagështisë.
Platja sipërfaqësore (shtresa metalike e ekspozuar)
Ju nuk mund t'i bashkoni komponentët drejtpërdrejt përmes mbulesës poliimide. Prodhuesit duhet të hapin qëllimisht 'dritaret' në mbulesën. Ata ekspozojnë bakrin bazë në jastëkët e komponentëve, kontaktet e lidhësit Zero Insertion Force (ZIF) dhe pikat e provës. Veshja sipërfaqësore është përfundimi përfundimtar kimik ose elektrolitik i aplikuar ekskluzivisht në këto zona të ekspozuara. Mbron bakrin e lokalizuar nga oksidimi duke siguruar një sipërfaqe të besueshme për saldim ose kontakt mekanik. Plating nuk është një shtresë universale. Është një përfundim metalik shumë i synuar.
Pse Plating zbatohet në mënyrë selektive (Inxhinieri dhe realitetet e kostos)
Ju mund të pyesni veten pse ne nuk e lyejmë thjesht të gjithë shtresën e bakrit përpara se të aplikojmë mbulesën. Aplikimi i përfundimeve të sipërfaqes në mënyrë universale në a bordi qark fleksibël paraqet ndëshkime të rënda mekanike dhe elektrike.
Rreziqet e fleksibilitetit mekanik
Metalet e plasimit kanë veti fizike të ndryshme se bakri bazë. Metalet si nikeli dhe ari janë në thelb të brishtë. Bakri i mbështjellë me mbështjellje përkulet bukur. Frakturat e nikelit nën të njëjtin stres. Nëse vendosni gjurmë të plota, ju shkatërroni rrezen dinamike të përkuljes së tabelës. Kur përkulni një gjurmë të veshur plotësisht, shtresa e ngurtë e nënshtresës së nikelit plasaritet. Këto mikro-çarje përhapen poshtë në bazën e bakrit. Përfundimisht, gjurma prishet plotësisht, duke çuar në qarqe të hapura katastrofike.
Efikasiteti i kostos
Metalet e çmuara nxisin shpenzimet e përfundimit të sipërfaqes. Proceset si ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) ose Hard Gold përdorin elementë të kushtueshëm. Paladiumi dhe ari mbartin kosto të larta të lëndëve të para. Veshja selektive i kufizon këto metale të shtrenjta vetëm në pikat funksionale të kontaktit. Duke e mbajtur veshjen të lokalizuar në jastëkët dhe gishtat lidhës, ju optimizoni shpenzimet e prodhimit. Aplikimi i arit nëpër zonat jofunksionale të gjurmës shpërdoron kapitalin.
Integriteti dhe impedanca e sinjalit
Veshja e vazhdueshme ndryshon dimensionet fizike të gjurmëve tuaja përcjellëse. Kjo prish dizajnet e impedancës së kontrolluar. Kur aplikoni mbulim kudo, tre variabla ndryshojnë në mënyrë të paparashikueshme:
Trashësia e gjurmës: Platja shton lartësinë vertikale në vijën e bakrit.
Gjeometria e gjurmës: Veshja kimike mund të ndryshojë formën e prerjes tërthore të gjurmës.
Largësia dielektrike: Hendeku midis sipërfaqes së gjurmës dhe planit të referencës zhvendoset.
Duke e kufizuar veshjen në pllaka përbërëse, gjurmët tuaja të sinjalit me shpejtësi të lartë mbeten uniforme. Ato ruajnë dimensionet e sakta të bakrit të përcaktuara gjatë procesit fillestar të gravurisë.
Vlerësimi i opsioneve të veshjes sipërfaqësore për pllakat fleksibël të qarkut të printuar
Jo të gjitha përfundimet e sipërfaqes i shërbejnë të njëjtit qëllim. Ju duhet të zgjidhni një përfundim bazuar në mjedisin tuaj të montimit, nevojat për jetëgjatësi dhe ndërfaqet mekanike.
Ari i zhytur me nikel pa elektro (ENIG)
ENIG është një nga përfundimet më të njohura në industri. Ajo depoziton një shtresë nikeli mbi bakër, e ndjekur nga një shtresë e hollë ari zhytjeje.
Më e mira për: komponentë me hapje të imët, sipërfaqe të sheshta dhe saldim të besueshëm. Ari parandalon oksidimin, ndërsa nikeli vepron si një shtresë penguese.
Kufizimet: Shtresa e poshtme e nikelit është e ngurtë. Duhet ta mbani rreptësisht ENIG jashtë zonave të kthesës. Nëse hapja e mbulesës shtrihet në një zonë të palosshme, nikeli do të thyhet gjatë përkuljes.
Ar i fortë
Ari i fortë përdor një proces elektrolitik për të depozituar një aliazh ari më të trashë dhe më të fortë. Ai përmban elementë gjurmë si kobalti për të rritur qëndrueshmërinë.
Më e mira për: gishtat lidhës ZIF, kontaktet rrëshqitëse dhe zonat që kërkojnë rezistencë të lartë fizike ndaj konsumit. Ai i mbijeton qindra cikleve të futjes.
Kufizimet: Është i shtrenjtë dhe jashtëzakonisht i brishtë. Ju nevojiten rregulla specifike të projektimit për të siguruar që zona e përkuljes të mbetet fizikisht e ndarë nga gishtat e fortë prej ari.
Immersion Tin & Immersion Silver
Këto përfundime depozitojnë një shtresë të hollë kallaji ose argjendi direkt mbi jastëkët e ekspozuar të bakrit.
Më e mira për: aplikacione me volum të lartë dhe të ndjeshme ndaj kostos. Ato ofrojnë sipërfaqe të shkëlqyera të rrafshëta për saldim me hapje të imët.
Kufizimet: Ata vuajnë nga jetëgjatësia e shkurtër. Të dyja janë të ndjeshme ndaj dëmtimit dhe njollosjes. Ju duhet t'i ruani ato në mjedise shumë të kontrolluara, të mbyllura me vakum përpara montimit.
Konservues organik i saldimit (OSP)
OSP është një përbërje organike me bazë uji. Ajo lidhet në mënyrë selektive me bakrin, duke formuar një shtresë mbrojtëse mikroskopike.
Më e mira për: Saldim me kosto shumë të ulët dhe pa plumb. I mban jastëkët krejtësisht të sheshtë pa shtuar asnjë trashësi metalike.
Kufizimet: Ofron mbrojtje zero kundër konsumimit fizik. OSP degradohet me shpejtësi pas ciklit të parë termik. Ai nuk është i përshtatshëm për montimet e rikthimit me shumë kalime.
Grafiku i krahasimit të përfundimit të sipërfaqes
Lloji i përfundimit
Përfitimi Primar
Kufizimi i madh
Aplikacioni më i mirë
ENIG
Sipërfaqe e shkëlqyer planare, jetëgjatësi e gjatë
Nikeli i ngurtë shkakton plasaritje në zonat e përkuljes
Mbushëse përbërëse SMT me densitet të lartë
Ar i fortë
Rezistencë e lartë ndaj konsumit
Kosto e lartë, shumë e brishtë
Gishtat lidhës ZIF, kontaktet rrëshqitëse
Kallaj zhytjeje/Argjend
Sipërfaqe e sheshtë, me kosto efektive
Njolloset lehtë, nevojitet ruajtje e rreptë
Ndërtime me vëllim të lartë, me jetëgjatësi të shkurtër
OSP
Kostoja më e ulët, nuk shton trashësi
Degradohet pas një cikli ripërtëritjeje
Asamble e thjeshtë SMT e njëanshme
Plating me vrima (PTH) kundrejt Mbulimit të Përfundimit Sipërfaqësor
Inxhinierët shpesh ngatërrojnë veshjen e sipërfaqes me veshjen përmes vrimave. Ndërsa të dyja përfshijnë depozitimin e metalit, ato shërbejnë role krejtësisht të ndryshme strukturore në a fleksibël të pllakave të qarkut të printuar . dizajn
Diferencimi i dy proceseve
Veshja strukturore lidh shtresa të ndryshme të tabelës. Prodhuesit depozitojnë bakër brenda të shpuar përmes vrimave. Kjo vendos vazhdimësinë elektrike ndërmjet shtresave të sipërme dhe të poshtme. Ne e quajmë këtë teknologji Plated Through-Hole (PTH). Veshja mbrojtëse e sipërfaqes është e ndryshme. Është përfundimi përfundimtar i aplikuar mbi jastëkët dhe unazat unazore të PTH për të mbrojtur bakrin nga oksidimi. PTH ndërton strukturën e qarkut. Përfundimet sipërfaqësore mbrojnë ndërfaqen.
PTH në bordet Flex
Nëpërmjet shtresëzimit në nënshtresa fleksibël paraqet sfida unike të prodhimit. Pllakat Flex mbështeten në ngjitës akrilik ose poliimid. Këto ngjitëse shfaqin një koeficient të lartë të zgjerimit termik (CTE). Gjatë rikthimit të montimit, bordi nxehet. Ngjitësit zgjerohen me shpejtësi përgjatë boshtit Z. Ky zgjerim tërheq fuçinë e bakrit brenda vrimës së kalimit. Nëse shtresa e bakrit është shumë e hollë, fuçi çahet. Menaxhimi i këtij stresi të boshtit Z kërkon depozitim elektrolitik shumë të kontrolluar të bakrit.
Praktikat më të mira të kontrollit të rregullave të projektimit (DRC).
Ju duhet të vendosni me kujdes vizat për të parandaluar thyerjen e vrimës. Ndiqni këto rregulla specifike gjatë paraqitjes tuaj:
Shmangni zonat e përkuljes: Asnjëherë mos vendosni via në zonat e kthesës dinamike ose statike. Përkulja streson fuçinë e ngurtë të bakrit, duke shkaktuar dështim të menjëhershëm.
Përdorni seksione të ngurtësuara: Vendosni vizat në zona të mbështetura nga ngurtësues sa herë që është e mundur. Ngurtësuesit kufizojnë lëvizjen dhe mbrojnë integritetin e PTH.
Rritja e unazave unazore: Materialet fleksibël tkurren dhe shtrihen gjatë prodhimit. Përdorni unaza më të mëdha unazore për të kompensuar zhvendosjet e regjistrimit midis shtresave.
Specifikimi dhe prokurimi: Si të përcaktoni plating në grumbullimin tuaj
Ju nuk mund t'i lini rastësisë vendimet për t'u marrë. Skedarët e paqartë të prodhimit çojnë në rendimente të dobëta të montimit. Ju duhet të përcaktoni përfundimet e sipërfaqes dhe hapjet e mbulesës në mënyrë eksplicite në shënimet tuaja të prodhimit.
Përcaktimi i hapjeve të mbulesës
Duhet të specifikoni tolerancat e duhura për regjistrimin e mbulesës. Mbulesa shpohet, shpohet ose pritet me lazer përpara se të laminohet në tabelë. Ndonjëherë ndodhin ndërrime të shtrirjes. Nëse mbulesa mbivendos në masë të madhe pjesën e komponentit, ajo krijon një maskë. Kimikatet e pllakave nuk mund të arrijnë bakrin e bllokuar. Kjo rezulton në 'kapërcim plating'. Pa plating, bakri i zhveshur oksidohet. Gjatë montimit, saldimi refuzon të laget në bakrin e oksiduar, duke krijuar nyje me defekt. Dizenjoni gjithmonë hapjet e mbulesës më të mëdha se jastëku i bakrit. Një pastrim standard është zakonisht 0.05 mm deri në 0.10 mm për anë.
Përafrimi Finish me Strategjinë e Kuvendit
Përfundimi juaj i zgjedhur duhet të përputhet me aftësitë e Prodhuesit me Kontratë (CM). Përpara se të finalizoni grumbullimin, verifikoni profilet e tyre të rifillimit. Nëse CM juaj përdor cikle të shumta termike agresive, OSP do të dështojë. Shtresa organike digjet gjatë kalimit të parë. Kalimet e mëvonshme do ta ekspozojnë bakrin e zhveshur ndaj oksidimit. Në skenarët me shumë kalime, ENIG është shumë më elastik. Për më tepër, sigurohuni që përfundimi të jetë në përputhje me llojet e fluksit të përdorur në makinat e tyre të saldimit me valë ose selektive.
Pajtueshmëria dhe verifikimi i shitësit
Kur zgjidhni një prodhues, vlerësoni përputhshmërinë e tyre me standardet e industrisë. Ju duhet të kërkoni respektimin e rreptë të aftësive IPC-6013. Ky standard rregullon specifikimet e kualifikimit dhe performancës për instalime elektrike të printuara fleksibël. Bëni pyetje specifike në lidhje me kontrollet e tyre kimike.
Për shembull, verifikoni kontrollin e tyre mbi trashësinë e nikelit në proceset ENIG. Nëse një shitës e menaxhon keq banjën e zhytjes së arit, mund të shkaktojë hiper-korrozioni të nikelit themelor. Ne e quajmë këtë sindromë 'jastëk i zi'. Në aplikimet përkulëse, jastëku i zi çon në thyerje katastrofike të nyjeve të saldimit të brishtë. Një shitës i besueshëm do të ofrojë raporte të mikro-seksioneve ndërseksionale që vërtetojnë se trashësia e tyre e veshjes mbetet brenda tolerancave të ngushta IPC.
konkluzioni
Plating është një shtresë funksionale, shumë e lokalizuar e projektuar thjesht për lidhje dhe saldim. Mbulesa e dukshme siguron mbrojtjen strukturore dhe mjedisore që mbulon pjesën më të madhe të bordit. Kuptimi i këtij dallimi ju ndihmon të bëni zgjedhje më të mira materiale.
Gjithmonë finalizoni rrezen e kërkuar të përkuljes, zonat e palosjes dhe llojet e lidhësve përpara se të zgjidhni një përfundim të sipërfaqes. Mbani përfundimet e ngurtë si ENIG dhe Hard Gold larg zonave të stresit dinamik për të parandaluar mikro-plasaritje. Përshtatni zgjedhjet tuaja të veshjes me profilet termike të prodhuesit tuaj për të siguruar rendimente të larta montimi.
Mos e merrni me mend kur bëhet fjalë për grumbullimet e materialeve. Paraqisni skedarët tuaj Gerber dhe kërkesat e grumbullimit te partneri juaj prodhues për një rishikim gjithëpërfshirës të Dizajnit për Prodhueshmëri (DFM). Një rishikim i plotë i DFM siguron që specifikimet tuaja të veshjes përputhen në mënyrë të përkryer me qëllimet tuaja të besueshmërisë afatgjatë.
FAQ
Pyetje: A mund të vendosni të gjithë sipërfaqen e një bordi qarku fleksibël?
Përgjigje: Është teknikisht e mundur, por shumë e dekurajuar. Metalet e veshur si nikeli dhe ari janë të ngurtë. Veshja e të gjithë sipërfaqes shkakton humbje ekstreme të fleksibilitetit. Pllaka bëhet e ngurtë, duke rritur rrezikun e plasaritjes së rëndë të gjurmëve kur përkulet. Ajo gjithashtu shkakton kosto të larta materiale pa shtuar vlerë funksionale.
Pyetje: Pse skajet e lidhësit të tabelës sime flex duken ndryshe nga jastëkët e komponentëve?
Përgjigje: Zona të ndryshme kryejnë funksione të ndryshme. Fundet e lidhësit, të njohura si gishta, zakonisht kërkojnë Ar të fortë. Kjo aliazh i trashë siguron qëndrueshmëri të shkëlqyer për cikle të përsëritura të futjes në prizat ZIF. Mbështesat e komponentëve kërkojnë saldim optimal dhe jo rezistencë fizike ndaj konsumit, kështu që ato zakonisht marrin përfundime ENIG ose OSP.
Pyetje: A ndikon trashësia e veshjes në rrezen e përkuljes?
A: Po. Veshja më e trashë kufizon ndjeshëm rrezen e lejuar të përkuljes. Shtresat e ngurta, veçanërisht shtresat e trasha të nikelit në përfundimet ENIG, nuk mund të shtrihen si bakri bazë. Veshja e rëndë e kufizon tabelën në aplikacione të thjeshta 'përkul-për-instalim' në vend të skenarëve të përkuljes dinamike të vazhdueshme.
