पीसीबी डिजाइन के लिए कठोर फ्लेक्स बोर्ड आवेदन

पीसीबी डिजाइन की प्रवृत्ति एक हल्की और छोटी दिशा में विकसित करना है। उच्च-घनत्व वाले बोर्ड डिज़ाइन के अलावा, फ्लेक्स-हार्ड बोर्डों के त्रि-आयामी कनेक्शन असेंबली के महत्वपूर्ण और जटिल क्षेत्र भी हैं। एफपीसी के जन्म और विकास के साथ कठोर-फ्लेक्स सर्किट बोर्ड, धीरे-धीरे विभिन्न अवसरों में व्यापक रूप से उपयोग किया जा रहा है।

कठोर-फ्लेक्स बोर्ड एक लचीला सर्किट बोर्ड और एक पारंपरिक कठोर सर्किट बोर्ड है, जो विभिन्न प्रक्रियाओं में संयुक्त हैं और एफपीसी विशेषताओं और पीसीबी विशेषताओं दोनों वाले सर्किट बोर्ड बनाने के लिए प्रासंगिक प्रक्रिया आवश्यकताओं के अनुसार हैं। इसका उपयोग कुछ उत्पादों में विशेष आवश्यकताओं के साथ किया जा सकता है, दोनों एक निश्चित लचीले क्षेत्र और एक निश्चित कठोर क्षेत्र, जो आंतरिक अंतरिक्ष को बचाने में मदद करता है, तैयार उत्पाद की मात्रा को कम करता है और उत्पाद के प्रदर्शन में सुधार करता है।

लचीला बोर्ड सामग्री

त्वरित सम्पक

• लचीला बोर्ड सामग्री
• कठोर-फ्लेक्स बोर्डों के लिए डिजाइन नियम
  • 1. वाया स्थान
  • 2. पैड और वाया डिजाइन
  • 3. ट्रेस डिजाइन
  • 4. कॉपर चढ़ाना डिजाइन
  • 5. बोरहोल और कॉपर के बीच की दूरी
  • 6. कठोर-लचीले क्षेत्र का डिजाइन
  • 7. कठोर-फ्लेक्स बोर्ड के झुकने क्षेत्र का झुका हुआ त्रिज्या

जैसा कि कहा जाता है: "जब एक कार्यकर्ता कुछ अच्छा करना चाहता है, तो उसे पहले अपने उपकरणों को तेज करना होगा।" इसलिए, कठोर-फ्लेक्स बोर्ड के डिजाइन और उत्पादन प्रक्रिया के लिए पूरी तरह से तैयार करना बहुत महत्वपूर्ण है। हालांकि, इसके लिए एक निश्चित मात्रा में विशेषज्ञता और आवश्यक सामग्रियों की विशेषताओं की समझ की आवश्यकता होती है। कठोर-फ्लेक्स प्लेटों के लिए चयनित सामग्री सीधे बाद की उत्पादन प्रक्रिया और इसके प्रदर्शन को प्रभावित करती है।

कठोर सामग्री सभी से परिचित हैं, और FR4 प्रकार की सामग्री अक्सर उपयोग की जाती है। हालांकि, कठोर-फ्लेक्स सामग्री को भी कई आवश्यकताओं को ध्यान में रखना होगा। यह चिपके के लिए उपयुक्त है और यह सुनिश्चित करने के लिए अच्छा गर्मी प्रतिरोध प्रदान करता है कि हीटिंग के बाद कठोर फ्लेक्स किए गए संयुक्त हिस्से के विस्तार की डिग्री बिना विरूपण के समान है। सामान्य निर्माता राल श्रृंखला की एक कठोर सामग्री का उपयोग करता है।

लचीली (फ्लेक्स) सामग्रियों के लिए, एक छोटे आकार और एक आवरण फिल्म के साथ एक सब्सट्रेट का चयन करें। आम तौर पर, कठिन पीआई से बने पदार्थों का उपयोग किया जाता है, और एक गैर-चिपकने वाला सब्सट्रेट का उपयोग करके उत्पादित उन लोगों को भी सीधे उपयोग किया जाता है। फ्लेक्स सामग्री निम्नानुसार है:

आधार सामग्री Material FCCL (लचीले तांबे पहने टुकड़े टुकड़े)

पॉलिमाइड पीआई। पॉलिमाइड: कैप्टन (12.5 um / 20 um / 25 um / 50 um / 75 um)। अच्छा लचीलापन, उच्च तापमान प्रतिरोध (दीर्घकालिक उपयोग तापमान 260 ° C, 400 ° C के लिए अल्पकालिक प्रतिरोध), उच्च नमी अवशोषण, अच्छा विद्युत और यांत्रिक गुण, अच्छा आंसू प्रतिरोध है। अच्छा मौसम प्रतिरोध और रासायनिक गुण, अच्छा लौ मंदता। पॉलिमाइड (पीआई) सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उनमें से 80% ड्यूपॉन्ट, यूएसए द्वारा निर्मित हैं।

पॉलिएस्टर पीईटी

पॉलिएस्टर (25um / 50um / 75um)। सस्ता, लचीला और आंसू प्रतिरोधी। अच्छा यांत्रिक और बिजली के गुण जैसे तन्य शक्ति, अच्छा पानी प्रतिरोध और हीड्रोस्कोपिसिटी। हालांकि, गर्मी के बाद, संकोचन दर बड़ी होती है और उच्च तापमान प्रतिरोध अच्छा नहीं होता है। उच्च तापमान टांका लगाने के लिए उपयुक्त नहीं है, पिघलने बिंदु 250 डिग्री सेल्सियस, कम इस्तेमाल किया जाता है।

Coverlay

कवर फिल्म का मुख्य कार्य सर्किट को नमी, संदूषण और टांका लगाने से बचाना है। कवर फिल्म की मोटाई 1/2 मील से 5 मील (12.7 से 127 um) है।

कंडक्टिव लेयर को एनाल्ड कॉपर, इलेक्ट्रोडेपोसिटेड कॉपर और सिल्वर इंक रोल किया जाता है। उनमें से, इलेक्ट्रोलाइटिक कॉपर क्रिस्टल संरचना खुरदरी है, जो ठीक लाइन उपज के लिए अनुकूल नहीं है। कॉपर क्रिस्टल संरचना चिकनी है, लेकिन बेस फिल्म के लिए आसंजन खराब है। बिंदु समाधान और तांबे की पन्नी को उपस्थिति से अलग किया जा सकता है। इलेक्ट्रोलाइटिक कॉपर फ़ॉइल कॉपर रेड है, और रोल्ड कॉपर फ़ॉइल सफ़ेद सफ़ेद है।

अतिरिक्त सामग्री और Stiffeners

सहायक सामग्री और स्ट्रेनर हार्ड सामग्री हैं जो आंशिक रूप से वेल्ड घटकों के लिए एक साथ दबाए जाते हैं या बढ़ते के लिए सुदृढीकरण जोड़ते हैं। प्रबलित फिल्म को FR4, राल प्लेट, दबाव के प्रति संवेदनशील चिपकने वाला, स्टील शीट और एल्यूमीनियम शीट के साथ प्रबलित किया जा सकता है।

गैर-प्रवाह / कम प्रवाह चिपकने वाला प्रीपरग (कम प्रवाह पीपी)। कठोर-फ्लेक्स बोर्डों के लिए कठोर और फ्लेक्स कनेक्शन, आमतौर पर बहुत पतले पीपी। आम तौर पर 106 (2 मील), 1080 (3.0 मील / 3.5 मील), 2116 (5.6 मील) विनिर्देश हैं।

कठोर-लचीली प्लेट संरचना

कठोर-फ्लेक्स बोर्ड लचीली बोर्ड का पालन करने वाली एक या अधिक कठोर परतें होती हैं, और कठोर परत पर सर्किट और लचीली परत पर सर्किट धातुकरण द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं। प्रत्येक कठोर-फ्लेक्स पैनल में एक या अधिक कठोर क्षेत्र और एक लचीला क्षेत्र होता है। सरल कठोर और लचीली प्लेटों का संयोजन नीचे दिखाया गया है, एक से अधिक परत के साथ।

इसके अलावा, एक लचीला बोर्ड और कुछ कठोर बोर्डों का संयोजन, कई लचीले बोर्डों और कई कठोर बोर्डों का एक संयोजन, छिद्रों का उपयोग करके, विद्युत छेदों को प्राप्त करने के लिए छिद्रों, चढ़ाना प्रक्रिया। डिजाइन आवश्यकताओं के अनुसार, डिवाइस की स्थापना और डिबगिंग के साथ-साथ वेल्डिंग संचालन के लिए डिजाइन अवधारणा अधिक उपयुक्त है। सुनिश्चित करें कि कठोर-फ्लेक्स बोर्ड के फायदे और लचीलेपन का बेहतर उपयोग हो। यह स्थिति अधिक जटिल है, और तार की परत दो परतों से अधिक है। निम्नलिखित नुसार:

फाड़ना एक बहु-परत बोर्ड में तांबे की पन्नी, पी-पीस, मेमोरी फ्लेक्सिबल सर्किट और बाहरी कठोर सर्किट को टुकड़े टुकड़े करना है। कठोर-फ्लेक्स बोर्ड का लेमिनेशन केवल फ्लेक्स बोर्ड के लेमिनेशन या कठोर बोर्ड के लेमिनेशन से अलग होता है। फाड़ना प्रक्रिया के दौरान लचीले बोर्ड की विकृति और कठोर बोर्ड की सतह के समतलता पर विचार करना आवश्यक है।

इसलिए, सामग्री के चयन के अलावा, डिजाइन प्रक्रिया में कठोर प्लेट की मोटाई पर विचार करना भी आवश्यक है, और यह सुनिश्चित करने के लिए कि कठोर-फ्लेक्स हिस्से की सिकुड़न दर बिना ताना-बाना के अनुरूप है। प्रयोग साबित करता है कि 0.8 ~ 1.0 मिमी की मोटाई अधिक उपयुक्त है। इसी समय, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कठोर प्लेट और लचीली प्लेट को संयुक्त भाग से एक निश्चित दूरी पर रखा जाता है ताकि कठोर संयुक्त भाग को प्रभावित न किया जाए।

कठोर-लचीले संयोजन बोर्ड उत्पादन प्रक्रिया

कठोर-फ्लेक्स के उत्पादन में एफपीसी उत्पादन उपकरण और पीसीबी प्रसंस्करण उपकरण दोनों होने चाहिए। सबसे पहले, इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर आवश्यकताओं के अनुसार लचीले बोर्ड की रेखा और आकार खींचता है, और फिर इसे उस कारखाने में भेजता है जो कठोर-फ्लेक्स बोर्ड का उत्पादन कर सकता है। सीएएम इंजीनियर प्रक्रिया और संबंधित दस्तावेजों की योजना के बाद, एफपीसी उत्पादन लाइन की व्यवस्था की जाती है। पीसीबी का उत्पादन करने के लिए एफपीसी और पीसीबी उत्पादन लाइनों की आवश्यकता होती है। फ्लेक्स बोर्ड और कठोर बोर्ड सामने आने के बाद, इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरों की नियोजन आवश्यकताओं के अनुसार, एफपीसी और पीसीबी को प्रेस मशीन के माध्यम से मूल रूप से दबाया जाता है, और फिर विस्तृत चरणों की एक श्रृंखला के माध्यम से, अंतिम प्रक्रिया कठोर-फ्लेक्स बोर्ड होती है ।

एक उदाहरण के लिए, मोटोरोला 1 + 2 एफ + 1 मोबाइल डिस्प्ले और साइड कीज 4-लेयर बोर्ड (दो-लेयर कठोर बोर्ड और दो-लेयर फ्लेक्स बोर्ड) लें। प्लेट बनाने की आवश्यकताएं 0.5 मिमी के बीजीए पिच के साथ एक एचडीआई डिजाइन हैं। फ्लेक्स बोर्ड की मोटाई 25um है और इसमें IVH (इंटरस्टिशियल वाया होल) होल डिजाइन है। पूरी प्लेट की मोटाई: 0.295 +/- 0.052 मिमी। आंतरिक परत LW / SP 3/3 मील है।

कठोर-फ्लेक्स बोर्डों के लिए डिजाइन नियम

कठोर-फ्लेक्स बोर्ड पारंपरिक पीसीबी डिजाइन की तुलना में डिजाइन में बहुत अधिक जटिल है, और इस पर ध्यान देने के लिए कई स्थान हैं। विशेष रूप से, कठोर-संक्रमण संक्रमण क्षेत्र, साथ ही संबंधित मार्ग, vias, और इसी तरह संबंधित डिजाइन नियमों की आवश्यकताओं के अधीन हैं।

1. वाया स्थान

गतिशील उपयोग के मामले में, खासकर जब लचीले बोर्ड अक्सर मुड़े हुए होते हैं, लचीले बोर्ड पर छेद के माध्यम से जितना संभव हो उतना बचा जाता है, और छेद के माध्यम से आसानी से टूट जाता है। हालांकि, फ्लेक्स बोर्ड पर प्रबलित क्षेत्र अभी भी छिद्रित हो सकता है, लेकिन प्रबलित क्षेत्र के किनारे के आसपास के क्षेत्र से भी बच सकता है। इसलिए, फ्लेक्स और हार्ड बोर्ड के डिजाइन में छेद करते समय बॉन्डिंग क्षेत्र की एक निश्चित दूरी से बचना आवश्यक है। जैसा की नीचे दिखाया गया।

के माध्यम से दूरी की आवश्यकताओं के लिए और कठोर-फ्लेक्स, डिजाइन में पालन किए जाने वाले नियम हैं:

• कम से कम 50 मील की दूरी बनाए रखी जानी चाहिए, और उच्च विश्वसनीयता के आवेदन के लिए कम से कम 70 मील की दूरी तय करनी चाहिए।
• अधिकांश प्रोसेसर 30 मील से कम की चरम दूरी को स्वीकार नहीं करेंगे।
• लचीले बोर्ड पर vias के लिए समान नियमों का पालन करें।
• यह कठोर-फ्लेक्स बोर्ड में सबसे महत्वपूर्ण डिजाइन नियम है।

2. पैड और वाया डिजाइन

जब विद्युत आवश्यकताएं पूरी हो जाती हैं, तो पैड और वीआईएएस अधिकतम मूल्य जीतते हैं, और एक सही कोण से बचने के लिए पैड और कंडक्टर के बीच जंक्शन पर एक चिकनी संक्रमण रेखा का उपयोग किया जाता है। समर्थन बढ़ाने के लिए पैर के अंगूठे में अलग पैड जोड़ा जाना चाहिए।

कठोर-फ्लेक्स बोर्ड डिजाइन में, विअस या पैड आसानी से क्षतिग्रस्त हो जाते हैं। इस जोखिम को कम करने के लिए नियम:

• पैड के माध्यम से या के माध्यम से मिलाप पैड एक तांबे की अंगूठी के संपर्क में है, जितना बड़ा उतना ही बेहतर होगा।
• छेद के माध्यम से यांत्रिक समर्थन बढ़ाने के लिए जितना संभव हो उतना अश्रु जोड़ते हैं।
• मजबूत करने के लिए एक पैर की अंगुली जोड़ें।

3. ट्रेस डिजाइन

यदि फ्लेक्स ज़ोन (फ्लेक्स) में अलग-अलग परतों पर निशान हैं, तो शीर्ष पर एक तार और नीचे एक ही पथ पर दूसरे से बचने की कोशिश करें। इस तरह, जब लचीला बोर्ड मुड़ा हुआ होता है, तो तांबे के तार की ऊपरी और निचली परतों का बल असंगत होता है, जिससे लाइन को यांत्रिक क्षति होने की संभावना होती है। इसके बजाय, आपको रास्तों को डगमगाकर पथों को पार करना चाहिए। जैसा की नीचे दिखाया गया।

फ्लेक्स ज़ोन (फ्लेक्स) में रूटिंग डिज़ाइन के लिए आवश्यक है कि आर्क लाइन सबसे अच्छी हो, न कि कोण रेखा। कठोर क्षेत्र में सिफारिशों के विपरीत। यह लचीले बोर्ड पार्ट सेक्शन को तुला होने पर आसानी से टूटने से बचा सकता है। रेखा को अचानक विस्तार या संकुचन से भी बचना चाहिए, और मोटी और पतली रेखाओं को आंसू के आकार के आर्क से जोड़ा जाना चाहिए।

4. कॉपर चढ़ाना डिजाइन

प्रबलित लचीले बोर्ड के लचीले झुकने के लिए, तांबे या फ्लैट परत अधिमानतः एक मेष संरचना है। हालांकि, प्रतिबाधा नियंत्रण या अन्य अनुप्रयोगों के लिए, मेष संरचना विद्युत गुणवत्ता के मामले में संतोषजनक नहीं है। इसलिए, विशिष्ट डिजाइन में, डिजाइनर को एक निर्णय कॉल करना चाहिए जो डिजाइन आवश्यकताओं को फिट करता है। क्या यह मेष तांबे या ठोस का उपयोग कर रहा है? हालांकि, अपशिष्ट क्षेत्र के लिए, अभी भी संभव के रूप में कई ठोस तांबा डिजाइन करना संभव है। जैसा की नीचे दिखाया गया।

5. बोरहोल और कॉपर के बीच की दूरी

यह दूरी एक छेद और तांबे की त्वचा के बीच की दूरी को संदर्भित करता है। इसे "होल कॉपर डिस्टेंस" के रूप में जाना जाता है। फ्लेक्स बोर्ड की सामग्री कठोर बोर्ड से भिन्न होती है, ताकि छेद और तांबे के बीच की दूरी को संभालना बहुत मुश्किल हो। सामान्य तौर पर, मानक छेद तांबे की दूरी 10 मील होनी चाहिए।

कठोर-लचीले क्षेत्र के लिए, दो सबसे महत्वपूर्ण दूरी को नजरअंदाज नहीं करना चाहिए। यहां उल्लिखित एक ड्रिल टू कॉपर है, जो न्यूनतम 10 मिलिट्री मानक का पालन करता है। अन्य फ्लेक्स बोर्ड (होल टू फ्लेक्स) के किनारे पर छेद है, जिसे आमतौर पर 50mil होने की सिफारिश की जाती है।

6. कठोर-लचीले क्षेत्र का डिजाइन

कठोर-लचीले क्षेत्र में, लचीले बोर्ड को अधिमानतः स्टैक के बीच में हार्डबोर्ड से जुड़ा होने के लिए डिज़ाइन किया गया है। फ्लेक्स बोर्ड के व्यास को कठोर-लचीले बंधन क्षेत्र में छिद्रित माना जाता है। कठोर-लचीले क्षेत्र में जिन क्षेत्रों पर ध्यान देने की आवश्यकता है, वे इस प्रकार हैं:

• लाइन को सुचारू रूप से परिवर्तित किया जाना चाहिए, और रेखा की दिशा मोड़ की दिशा के लिए लंबवत होनी चाहिए।
• लेआउट को पूरे झुकने वाले क्षेत्र में समान रूप से वितरित किया जाना चाहिए।
• तार की चौड़ाई को मोड़ क्षेत्र में अधिकतम किया जाना चाहिए।
• कठोर-संक्रमण संक्रमण क्षेत्र को पीटीएच डिजाइन को अपनाने की कोशिश नहीं करनी चाहिए।

7. कठोर-फ्लेक्स बोर्ड के झुकने क्षेत्र का झुका हुआ त्रिज्या

कठोर-फ्लेक्स पैनल के लचीले झुकने वाले क्षेत्र ब्रेक, शॉर्ट सर्किट, कम प्रदर्शन, या अस्वीकार्य प्रदूषण के बिना 100, 000 विक्षेपों को समझने में सक्षम होंगे। फ्लेक्सुरल प्रतिरोध को विशेष उपकरणों द्वारा मापा जाता है, और इसे समकक्ष उपकरणों द्वारा भी मापा जा सकता है। परीक्षण किए गए नमूनों को प्रासंगिक तकनीकी विशिष्टताओं की आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए।

डिजाइन में, झुकने वाले त्रिज्या को संदर्भित किया जाना चाहिए जैसा कि नीचे की आकृति में दिखाया गया है। झुकने वाले त्रिज्या का डिजाइन लचीले झुकने वाले क्षेत्र में फ्लेक्स बोर्ड की मोटाई और फ्लेक्स बोर्ड की परतों की संख्या से संबंधित होना चाहिए। एक साधारण संदर्भ मानक R = WxT है। टी फ्लेक्स बोर्ड की कुल मोटाई है। सिंगल पैनल डब्ल्यू 6, डबल पैनल 12 और मल्टीलेयर बोर्ड 24 है। इसलिए, सिंगल पैनल का न्यूनतम झुकने त्रिज्या 6 गुना है, डबल पैनल 12 गुना मोटा है, और मल्टीलेयर बोर्ड 24 गुना मोटा है। सभी 1.6 मिमी से कम नहीं होनी चाहिए।

सारांश में, यह लचीला सर्किट बोर्ड के डिजाइन से संबंधित होने के लिए लचीला और कठोर बोर्ड के डिजाइन के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। लचीले बोर्ड के डिजाइन में विभिन्न सामग्रियों, मोटाई और सब्सट्रेट के विभिन्न संयोजनों, संबंध परत, तांबे की पन्नी, कवर परत और लचीले बोर्ड की प्लेट और सतह के उपचार को मजबूत करने, साथ ही इसके गुणों, जैसे छील ताकत और फ्लेक्स प्रतिरोध पर विचार करने की आवश्यकता होती है । फ्लेक्स गुण, रासायनिक गुण, ऑपरेटिंग तापमान, आदि विशेष रूप से विधानसभा और डिज़ाइन किए गए फ्लेक्स प्लेट के विशिष्ट अनुप्रयोग पर विचार किया जाना चाहिए। इस संबंध में विशिष्ट डिजाइन नियम IPC मानकों का उल्लेख कर सकते हैं: IPC-D-249 और IPC-2233।

इसके अलावा, फ्लेक्स बोर्ड की प्रसंस्करण सटीकता के लिए, विदेश में प्रसंस्करण सटीकता है: सर्किट चौड़ाई: 50μm, एपर्चर: 0.1 मिमी, और परतों की संख्या 10 से अधिक परतें हैं। घरेलू: सर्किट चौड़ाई: 75μm, एपर्चर: 0.2 मिमी, 4 परतें। इन्हें विशिष्ट डिजाइन में समझने और संदर्भित करने की आवश्यकता है।

कठोर-फ्लेक्स बोर्ड का एक सामान्य अनुप्रयोग iPhone पीसीबी डिज़ाइन है। ऐप्पल डिवाइस के मोबाइल डिस्प्ले को मुख्य बोर्ड से जोड़ने के लिए एक कठोर फ्लेक्स बोर्ड का उपयोग करता है। यदि आप चिकित्सा उपकरणों, सेना, या ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स जैसे उद्योगों के लिए कठोर-फ्लेक्स बोर्ड अनुप्रयोगों के बारे में अधिक जानना चाहते हैं, तो रेमिंग पर जाएं।