Приликом прегледа голог флексибилна штампана плоча , можда ћете приметити светле металне површине. Ове сјајне области често стварају уобичајену заблуду о спољној структури плоче. Можете претпоставити да оплата покрива целу спољашњост. Не, оплата генерално није примарни видљиви слој. Доминантни видљиви слој је заправо покривни слој, који је типично полиимидни филм. Покривање служи као завршна обрада површине и појављује се само на одређеним, селективно изложеним подручјима.
Разумевање тачног односа између бакарне основе, покривног слоја и површинског слоја је од кључног значаја за инжењере и тимове за набавку. Одређивање погрешног материјала за облагање или изложене површине може довести до микро-пукотина током савијања. Такође може да смањи принос монтаже или да изазове превремени квар на пољу. У овом водичу ћемо истражити анатомију флексибилних кола. Научићете зашто се оплата примењује селективно, како да процените опције завршне обраде површине и начине да одредите полагање у вашем скупу.
Кеи Такеаваис
Примарни видљиви изолациони слој на већини флексибилних струјних кола је слој полиимида, а не оплата.
Површинска облога (као што је ЕНИГ, тврдо злато или калај) се селективно наноси само на изложене јастучиће, отворе и прсте конектора како би се осигурала лемљивост и спречила оксидација.
Наношење облоге преко подручја динамичког савијања повећава крутост и ризик од механичког квара.
Избор праве завршне обраде површине за флексибилне штампане плоче захтевају балансирање рока трајања, компатибилности конектора и ограничења температуре монтаже.
Анатомија ФПЦ-а: Покривни слој у односу на површински слој
Да бисте разумели шта заправо видите на голом флексибилном колу, морате погледати његове темељне слојеве. Сваки слој има посебну механичку и електричну сврху.
Тхе Басе Цоппер
Произвођачи урезују проводне трагове из чврсте бакарне фолије. Обично ћете наићи на две врсте бакра. Ваљано жарени (РА) бакар има издужену структуру зрна. То га чини идеалним за динамичко савијање. Електродепоновани (ЕД) бакар има вертикалну структуру зрна. Боље одговара статичким флекс апликацијама. Без обзира на врсту, голи бакар је веома подложан оксидацији. Ако се не заштити, влага из околине и ваздух брзо разграђују бакар. Ово смањује проводљивост и уништава лемљивост.
Покривни слој (Прави видљиви слој)
Пошто се голи бакар лако деградира, произвођачи га морају заштитити. Наносе покривни слој за заштиту трагова. Покривни слој делује као флексибилни еквивалент маски за лемљење круте плоче. Обично се састоји од полиимидног (ПИ) филма који је спојен акрилним или епоксидним лепком. Када погледате флексибилно коло, овај слој полиимида је оно што првенствено видите. Покрива више од 90% површине плоче. Поклопац обезбеђује критичну електричну изолацију. Такође пружа робусну физичку заштиту од огреботина, прашине и влаге.
Површинска облога (изложени метални слој)
Не можете лемити компоненте директно кроз полиимидну прекривку. Произвођачи морају намерно да отворе „прозоре“ у поклопцу. Они откривају базни бакар на јастучићима компоненти, контактима конектора са нултом силом уметања (ЗИФ) и испитним тачкама. Површинска обрада је коначна хемијска или електролитичка завршна обрада која се примењује искључиво на ова изложена подручја. Штити локализовани бакар од оксидације истовремено осигуравајући поуздану површину за лемљење или механички контакт. Платинг није универзални премаз. То је високо циљана метална завршна обрада.
Зашто се оплата селективно примењује (инжењеринг и реалност трошкова)
Можда се запитате зашто једноставно не обложимо цео слој бакра пре наношења покривног слоја. Универзално наношење завршних обрада преко а флексибилна плоча уводи озбиљне механичке и електричне казне.
Ризици механичке флексибилности
Метали за полагање имају другачија физичка својства од базног бакра. Метали попут никла и злата су сами по себи крти. Ваљани жарени бакар се лепо савија. Никл се ломи под истим стресом. Ако поставите потпуне трагове, уништавате динамички радијус савијања плоче. Када савијете потпуно обложени траг, чврсти доњи слој никла пуца. Ове микро-пукотине се шире у бакарну базу. На крају, траг се потпуно прекида, што доводи до катастрофалних отворених кола.
Цост Еффициенци
Племенити метали утичу на трошкове завршне обраде. Процеси попут ЕНИГ (Елецтролесс Ницкел Иммерсион Голд) или тврдог злата користе скупе елементе. Паладијум и злато носе високе трошкове сировина. Селективно полагање ограничава ове скупе метале само на функционалне контактне тачке. Одржавањем облоге локализованом на јастучићима и прстима конектора, оптимизујете производне трошкове. Примена злата на нефункционалне области трагова губи капитал.
Интегритет и импеданса сигнала
Континуирано полагање мења физичке димензије ваших проводних трагова. Ово ремети дизајн контролисане импедансе. Када свуда примените оплату, три варијабле се мењају непредвидиво:
Геометрија трага: Хемијско превлачење може да промени облик попречног пресека трага.
Диелектрична удаљеност: јаз између површине трага и референтне равни се помера.
Ограничавањем облагања на компонентне јастучиће, ваши сигнални трагови велике брзине остају уједначени. Они задржавају тачне димензије бакра дефинисане током почетног процеса нагризања.
Процена опција површинског облагања за флексибилне штампане плоче
Немају све завршне обраде површине истој сврси. Завршну обраду морате одабрати на основу вашег окружења за склапање, потреба за роком трајања и механичких интерфејса.
Злато за потапање никла без електронике (ЕНИГ)
ЕНИГ је једна од најпопуларнијих завршних обрада у индустрији. Преко бакра наноси слој никла, а затим танак слој потопљеног злата.
Најбоље за: компоненте финог нагиба, равне површине и поуздано лемљење. Злато спречава оксидацију, док никл делује као заштитни слој.
Ограничења: Доњи слој никла је крут. Морате стриктно држати ЕНИГ ван зона савијања. Ако се отвор поклопца протеже у подручје преклапања, никл ће се сломити током савијања.
Хард Голд
Чврсто злато користи електролитички процес за таложење дебље, тврђе легуре злата. Садржи елементе у траговима попут кобалта за повећање издржљивости.
Најбоље за: прсте ЗИФ конектора, клизне контакте и области које захтевају високу физичку отпорност на хабање. Преживљава стотине циклуса уметања.
Ограничења: Скупо је и изузетно ломљиво. Потребна су вам посебна правила дизајна како бисте осигурали да подручје савијања остане физички одвојено од прстију од тврдог злата.
Иммерсион Тин & Иммерсион Силвер
Ове завршне обраде наносе танак слој калаја или сребра директно на изложене бакарне јастучиће.
Најбоље за: апликације великог обима, осетљиве на трошкове. Нуде одличне равне површине за фино лемљење.
Ограничења: Пате од кратког рока трајања. Оба су подложна оштећењу и затамњењу. Морате их складиштити у високо контролисаним, вакуумски затвореним окружењима пре склапања.
Органски конзерванс за лемљење (ОСП)
ОСП је органско једињење на бази воде. Селективно се везује за бакар, формирајући микроскопски заштитни слој.
Најбоље за: Веома јефтино лемљење без олова. Одржава јастучиће савршено равним без додавања металне дебљине.
Ограничења: Нуди нулту заштиту од физичког хабања. ОСП се брзо деградира након првог термичког циклуса. Лоше је погодан за вишепролазне склопове за прелијевање.
Упоредна табела завршне обраде
Финисх Типе
Примарна корист
Главно ограничење
Најбоља апликација
ЕНИГ
Одлична равна површина, дуг век трајања
Крути никл изазива пуцање у зонама савијања
СМТ компонентни јастучићи високе густине
Хард Голд
Врхунска отпорност на хабање
Висока цена, веома крхка
ЗИФ конектор прсти, клизни контакти
Иммерсион Тин/Силвер
Исплатива, равна површина
Лако тамни, потребно је строго складиштење
Велике количине и кратки рок трајања
ОСП
Најнижа цена, не додаје дебљину
Деградира се након једног циклуса прелијевања
Једнострана једноставна СМТ монтажа
Покривање кроз рупе (ПТХ) у односу на завршну обраду површине
Инжењери често бркају површинску облогу са оплатом кроз рупе. Иако оба укључују депоновање метала, они имају потпуно различите структурне улоге у а флексибилних штампаних плоча . дизајн
Разликовање два процеса
Структурна оплата повезује различите слојеве плоче. Произвођачи полажу бакар унутар избушених рупа. Ово успоставља електрични континуитет између горњег и доњег слоја. Ову технологију називамо Платед Тхроугх-Холе (ПТХ). Површинска заштитна облога је другачија. То је завршни завршни слој који се наноси преко јастучића и ПТХ прстенастих прстенова како би заштитио бакар од оксидације. ПТХ гради структуру кола. Површинске завршне обраде штите интерфејс.
ПТХ у Флек плочама
Преко облагања у флексибилним подлогама уводи се јединствени изазов у производњи. Флек плоче се ослањају на акрилне или полиимидне лепкове. Ови лепкови показују висок коефицијент термичке експанзије (ЦТЕ). Током монтажног рефлов, плоча се загрева. Лепкови се брзо шире дуж З-осе. Ово проширење повлачи бакарно буре унутар пролазног отвора. Ако је бакар претанак, цев пуца. Управљање овим напрезањем З-осе захтева високо контролисано електролитичко таложење бакра.
Најбоље праксе за проверу правила дизајна (ДРЦ).
Морате пажљиво да поставите отворе да бисте спречили ломљење отвора. Придржавајте се ових посебних правила током распореда:
Избегавајте зоне савијања: Никада не постављајте спојеве у динамичке или статичне области савијања. Савијање напреже круту бакарну цев, изазивајући тренутни квар.
Користите круте секције: Поставите отворе у области које подржавају укрућења кад год је то могуће. Учвршћивачи ограничавају кретање и штите интегритет ПТХ.
Повећајте прстенасте прстенове: Флек материјали се скупљају и растежу током производње. Користите веће прстенасте прстенове за компензацију регистрационих померања између слојева.
Спецификација и набавка: Како дефинисати оплату у вашој групи
Не можете препустити одлуке о плакању случају. Двосмислени производни фајлови доводе до слабог приноса монтаже. Морате експлицитно дефинисати завршну обраду површине и отворе за покривање у вашим напоменама о производњи.
Дефинисање отвора за покривање
Морате навести одговарајуће толеранције за регистрацију покривача. Покривни слој се буши, буши или сече ласером пре него што се ламинира на плочу. Понекад се дешавају промене поравнања. Ако прекривач преклапа подлогу компоненте претерано, ствара се маска. Хемикалије за облагање не могу доћи до заробљеног бакра. Ово резултира „прескакањем облагања“. Без облагања, голи бакар оксидира. Током монтаже, лем одбија да навлажи оксидовани бакар, стварајући неисправне спојеве. Увек дизајнирајте покривне отворе веће од бакарне подлоге испод. Стандардни размак је обично 0,05 мм до 0,10 мм по страни.
Усклађивање завршетка са стратегијом скупштине
Ваш одабрани завршетак мора да одговара могућностима вашег уговорног произвођача (ЦМ). Пре него што завршите слагање, проверите њихове профиле за преклапање. Ако ваш ЦМ користи више агресивних термичких циклуса, ОСП неће успети. Органски слој сагорева током првог пролаза. Наредни пролази ће изложити голи бакар оксидацији. У сценаријима са више пролаза, ЕНИГ је далеко отпорнији. Поред тога, уверите се да је завршна обрада компатибилна са типовима флукса који се користе у њиховим машинама за таласно или селективно лемљење.
Усклађеност и верификација добављача
Приликом одабира произвођача, процените њихову усклађеност са индустријским стандардима. Требало би да тражите стриктно поштовање ИПЦ-6013 могућности. Овај стандард регулише спецификације квалификација и перформанси за флексибилно штампано ожичење. Поставите конкретна питања о њиховим хемијским контролама.
На пример, проверите њихову контролу над дебљином никла у ЕНИГ процесима. Ако продавац лоше управља златном кадом за урањање, то може изазвати хиперкорозију никла у основи. Ово називамо синдромом 'црног јастучића'. У флексибилним апликацијама, црни јастучић доводи до катастрофалних прелома ломљивих лемних спојева. Поуздани продавац ће обезбедити извештаје о микро пресецима који доказују да њихова дебљина оплата остаје унутар строгих ИПЦ толеранција.
Закључак
Платинг је функционалан, високо локализован слој дизајниран искључиво за повезивање и лемљење. Видљиви покривач обезбеђује структурну и заштиту животне средине покривајући већину плоче. Разумевање ове разлике помаже вам да направите бољи избор материјала.
Увек финализујте свој захтевани радијус савијања, области преклапања и типове конектора пре него што изаберете завршну обраду површине. Држите чврсте завршне облоге као што су ЕНИГ и Хард Голд даље од зона динамичког напрезања да бисте спречили микро-пукотине. Ускладите своје изборе оплата са термалним профилима вашег произвођача како бисте осигурали висок принос при монтажи.
Не погађајте када је у питању слагање материјала. Пошаљите своје Гербер фајлове и захтеве за слагање свом производном партнеру ради свеобухватног прегледа дизајна за могућност производње (ДФМ). Темељни ДФМ преглед осигурава да ваше спецификације оплата савршено одговарају вашим дугорочним циљевима поузданости.
ФАК
П: Можете ли обложити целу површину флексибилне плоче?
О: Технички је могуће, али веома обесхрабрено. Метали за полагање као што су никл и злато су крути. Премазивање целе површине доводи до екстремног губитка флексибилности. Плоча постаје крута, повећавајући ризик од пуцања озбиљних трагова када се савија. Такође изазива превисоке материјалне трошкове без додавања функционалне вредности.
О: Различите области служе различитим функцијама. Крајеви конектора, познати као прсти, обично захтевају тврдо злато. Ова дебела легура пружа одличну издржљивост за поновљене циклусе уметања у ЗИФ утичнице. Јастучићи за компоненте захтевају оптималну лемљивост, а не физичку отпорност на хабање, тако да обично добијају ЕНИГ или ОСП завршну обраду.
П: Да ли дебљина облоге утиче на радијус савијања?
О: Да. Дебљи слој значајно ограничава дозвољени радијус савијања. Чврсти слојеви, посебно дебели слојеви никла у ЕНИГ завршним обрадама, не могу се растегнути као основни бакар. Тешка оплата ограничава плочу на једноставне апликације „савијања за инсталацију“ уместо на сценарије континуираног динамичког савијања.
