Разработайте гибкие схемы, которые выдержат изгиб: выберите правильный радиус изгиба, утончите стек, избегайте проходов в зонах изгиба и добавьте разгрузку от деформации для долгого срока службы.
Гибкие схемы выходят из строя скучными и предсказуемыми способами. Обычно вы не теряете всю плату. Вы получаете прерывистое замыкание, которое проявляется через несколько тысяч изгибов, или мертвый блок после окончательной сборки, потому что изгиб был смят один раз слишком часто. Если вам нужна настоящая надежность при изгибе, проектируйте гибкий элемент так, как будто он будет подвергаться насилию - потому что в производстве так и будет.
Я расскажу вам о практических правилах проектирования, которые вы сможете передать своей команде макетчиков и поставщику печатных плат. Я также привяжу их к реальным сценариям сборки, которые вы увидите в работе OEM/ODM: носимые устройства, складные устройства, модули камер, беспилотники и тесные промышленные корпуса.
Если вы закупаете продукцию в Китае для быстрой сборки и наращивания объемов производства, вам также потребуется четкое согласование DFM между проектированием и производством/сборкой. Страницы нашего сайта, посвященные Изготовление печатных плат, Сборка печатной платы, возможности, и контроль качества Мы расскажем о том, как мы работаем с B2B-клиентами.
Основная идея заключается в том, что изгиб создает деформацию. Деформация концентрируется в слабых местах. Медь устает, трескается и превращается в открытую цепь. Ваша задача - меньшее напряжение и снимите напряжение в зоне изгиба.
Две распространенные установки ведут себя совершенно по-разному:
Если вы собираете что-то похожее на шарнир, подумайте о том. rigid-flex рано, а не поздно. Это часто упрощает разъемы и повышает производительность сборки. Посмотрите типичные сборки, например Жестко-гибкая печатная плата для складных гибких схем.
Если вы поздно выберете механическую оболочку, то в конечном итоге вам придется накладывать узкий радиус на толстую стопку. Так рождаются медные трещины.
Что делать
Многослойный изгиб более жесткий. При изгибе он оказывает большее напряжение на внешние медные слои. Поэтому “тот же радиус” - это не тот же риск.
Практическая цель
Если вы составляете коммерческое предложение или DFM'ing для гибкой конструкции, заранее согласуйте с поставщиком радиус изгиба и штабелирование. При поиске поставщиков с высокой степенью гибкости можно провести перекрестную проверку с помощью специального сайта пользовательские FPC гибкая печатная плата страница производителя чтобы подтвердить, какие конструкции реалистичны в масштабе.
Толщина определяет жесткость. Жесткость определяет деформацию. Тонкий изгиб сохраняется дольше - особенно при динамичных движениях.
Обычные ходы
Клеевые слои увеличивают толщину и могут снижать долговременную надежность. Если ваше изделие сильно изгибается, системы материалов без клея обычно ведут себя лучше.
Это важно для носимых устройств и компактного потребительского оборудования, где каждый миллиметр борется с вами.
Плакированная медь может быть менее пластичной, чем отожженная медь, и склонна к более быстрой усталости при многократном изгибе.
Как команды справляются с этим
Диафрагмы и вырезы ведут себя как стартеры трещин. Даже если они не выходят из строя в первый же день, они быстро сокращают усталостную долговечность.
Наконечник DFM
Когда следы пересекают линию изгиба чисто, деформация распределяется более равномерно. Когда следы проходят вдоль изгиба, они видят более высокое растягивающее напряжение на большей длине.
Проверка реальности
Острые углы концентрируют напряжение. В флексе это все равно что зачистить лист металла, а затем согнуть его по линии зачистки.
Сделайте это
Большинство полевых возвратов показывают повреждения именно там, где “твердое встречается с мягким”. Эта граница любит трескаться по меди, расщеплять края накладок или расслаиваться, если вы не справляетесь с напряжением.
Что работает
Для команд, создающих платы для смешанных технологий, вы можете проверить правильность типовых конструкций на полиимидная жесткогибкая печатная плата с кабелем FPC пример продукта.
Большая сплошная плоскость превращает ваш флекс в полосу пружинной стали. Она увеличивает усилие на изгиб, смещает нейтральную ось и может затянуть следы в большую деформацию.
Общий компромисс
Если вы не определите циклы изгиба, радиус и тип движения, вы будете гадать. А угадывание становится дорогостоящим при увеличении объема.
Что указать
Флекс не терпит поблажек. Вам необходимо согласовать этапы производства и PCBA: регистрацию накладок, размещение ребра жесткости, геометрию трассировки и правила обработки на сборочной линии.
Если ваша программа включает сборку "под ключ" (изготовление + SMT + функциональное тестирование), свяжите требования в один поток. В этом вся суть линии B2B, которая делает От прототипа к объему с неизменным качеством. Вы также можете указать внутренним заинтересованным сторонам на Домашняя страница и обзор услуг для согласования закупок, проектирования и NPI с одним и тем же поставщиком.
Ниже приведен компактный контрольный список, который можно вставить в документ для проверки дизайна. Под “источником” здесь подразумеваются ссылки, которые обычно используют инженеры: Руководство IPC, руководства по проектированию производителей гибких схем и сборники лучших практик для жестких схем (именованные, без внешних ссылок).
| Правило оформления (название аргумента) | Что нужно делать при раскладке/укладке | Почему это повышает надежность гибки | Источник (семейство документов) |
|---|---|---|---|
| 1) Сначала установите радиус изгиба, затем толщину замка | Заранее определите минимальный радиус; проектируйте стеки в соответствии с ним | Снижайте нагрузку с самого начала | Руководства для производителей гибких схем |
| 2) Использовать различные минимальные коэффициенты изгиба в зависимости от количества слоев | Используйте консервативное соотношение для многослойных материалов | Многослойность приводит к увеличению деформации внешнего слоя | Рекомендации производителя по коэффициенту изгиба + подход IPC |
| 3) Сделать зону изгиба тоньше | Тонкий диэлектрик/медь в области изгиба | Снижение жесткости и усталостного напряжения | Рекомендации по штабелированию от производителя |
| 4) Предпочитайте бесклеевые конструкции | Выбирайте бесклеевую конструкцию там, где изгиб имеет решающее значение | Меньшая толщина, меньшие риски сопряжения | Руководство по материальным системам + руководства по гибким конструкциям |
| 5) Избегайте наличия плакированной меди в зоне изгиба | Ограничьте нанесение покрытия на площадки/файлы | Лучшая пластичность, повышенная усталостная прочность | Направляющие для надежности флекса (медный прокат) |
| 6) Не допускайте попадания проходов/отверстий в зону изгиба | Улица, ведущая в зону изгиба | Удаляет зарождающиеся трещины и очаги напряжения | Ограничения в стиле IPC-2223 + правила DFM для фабрик |
| 7) Прокладка трассы перпендикулярно линии изгиба | По возможности пересекайте линию изгиба чисто | Равномерно распределяет напряжение | Лучшие практики гибкой маршрутизации |
| 8) Используйте дуги/круги, избегайте острых углов | Загнутые углы + капли слез | Уменьшает концентрацию напряжения | Учебники по надежности разводки печатных плат |
| 9) Защита жестко-гибкого перехода | Разгрузка от деформации + защита компонентов | Граница - распространенная точка отказа | Лучшие практики проектирования жестко-гибких конструкций |
| 10) Избегайте сплошных заливок через изгиб; перекрестная штриховка | Сетчатые заливки или разъемные плоскости на изгибе | Регулирует жесткость и нейтральную ось | Рекомендации по электромагнитной совместимости/разметке Flex |
| 11) Укажите срок службы при изгибе и испытательные купоны | Определите циклы, радиус, температуру; проведите испытания на изгиб. | Проверяет усталостную прочность перед запуском | Методы проверки надежности, используемые в гибких программах |
| 12) Обеспечение дисциплины DFM + процесс | Обзор штабелей, управление накладками/жесткими элементами | Предотвращение неудач, связанных с “неправильной сборкой” | Рабочие процессы NPI/DFM на заводе по производству печатных плат/PCBA |
Вы увидите динамический изгиб вокруг ремней, шарниров или кабелей, которые подвергаются изгибам при ежедневном использовании. Стремитесь к более тонким зонам изгибов, использованию укрытий и аккуратной прокладке. Эти продукты также не любят прерывистых неисправностей, потому что отладка в полевых условиях - жестокая работа.
В них часто сочетаются плотная упаковка и повторяющиеся движения. Жесткий флекс позволяет сократить количество разъемов, улучшить согласованность сборки и сохранить предсказуемость механики изгиба. Не допускайте, чтобы граница жесткого флекса проходила прямо по пику напряжения в шарнире.
Сервисные петли изгибаются при вибрации и обслуживании. Вам нужны надежная разгрузка от натяжения и консервативные коэффициенты изгиба, а также определенный план испытаний на изгиб, прежде чем вы возьмете на себя обязательства по объему.
Если вы помните только три вещи, запомните их:
Если хотите, я также могу адаптировать это в готовый для поставщика контрольный список DFM (примечания Gerber + обозначения штабелей + примечания к чертежам зон изгиба), который ваши OEM/EMS-партнеры смогут выполнить без переписки.
MC PCB. Ltd, наряду с Dongguan MaoChang Printed Circuit Board Limited, была сосредоточена на производстве печатных плат более 20 лет. MaoChang Printed Circuit Board Limited, профессиональная фабрика печатных плат для быстрого оборота печатных плат, прототипов печатных плат и высокого смешивания низкого объема производства. Имеет сертификат UL для производства жестких FR-4 / высокочастотных / алюминиевых печатных плат.
Компания
Продукция
Связаться с
