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对于挠性电路,有时不得不打破规则

四月 02, 2021 | Tony Plemel, Flexible Circuit Technologies
对于挠性电路,有时不得不打破规则

有时,在生活中,我们需要打破规则。本文将讨论的是,由于复杂的需求,客户并不能够始终遵守规则的实际情况。我也将讨论一些希望能防止会影响设计的选项。

以下是一些实例,说明客户何时需要扩展规则,取代IPC-2223和IPC-6013的要求。

1.为IPC建议的盲孔或埋孔留出的面积不够。

2.有限的空间要求弯曲一个比IPC-2223弯曲要求更严的挠性电路。

3.面积不够,但需要将导通孔更靠近刚挠结合电路的过渡区域。

4.要求比正常公差更严。

现在,让我们更详细地讨论一下。

1.比IPC建议的盲孔或埋孔更小

随着封装越来越小,电路板面积成本越来越高,客户有时会设计比建议的厚径比1:1盲孔或埋孔要小的导通孔。出于可靠性考虑,建议的最小微导通孔为100µm(0.004“)。如果设计不支持100 um导通孔,又要严格遵循1:1的厚径比,则75 um的导通孔也是可接受的。因此,75µm导通孔的深度只能为75µm或更小。确认挠性电路供应商对所有电镀导通孔和通孔(尤其是100 um以下的盲孔)进行热冲击测试,以确保其可靠性。

2.弯曲半径比IPC-2223要求更小的挠性电路

最近的一位客户遇到这样一种情况:2层挠性电路上的挠性臂没有空间容纳IPC-2223建议的10:1半径。电路必须向后弯曲180度。我们建议采用成形夹具来创建可重复弯曲。在这个夹具中,放置了一个夹子,以确保一旦添加了一滴强力胶,电路弯曲就稳定了。这样允许重复和可靠的2:1弯曲比。在减小弯曲比的应用中,电路一旦形成,就立即受到约束,不允许松弛,这一点至关重要。一旦所有器件都贴装就位,并进行一些弯曲和胶合,就要取横截面,以确保走线没有开裂或伸长,或覆盖层中没有分层。从那时起,已经部署在现场的成千上万电路均无质量问题。考虑可用空间和安装现场时,我们提出的解决方案是成功的。

3.将导通孔放置在刚挠结合电路中更靠近刚挠过渡区域的位置。

通常,客户选择刚挠结合解决方案的原因是因为空间有限。在某些情况下,空间非常有限,需要打破规则。

IPC-6013指南规定,进入刚性区域的最小覆盖层至少为0.635 mm(0.025“),但应足以覆盖暴露的导体,且不延伸至最近的导通孔。我的建议是,当导通孔需要更靠近这种过渡区域时,使用钻孔和冲孔来界定覆盖层,如图1所示。这允许覆盖层远离钻导通孔,但允许导通孔比建议的距离离过渡区更近,具体由用户和供应商协商确定(as agreed upon between user and supplier,简称ABUSS)。

图1:使用钻孔和冲孔界定覆盖层

4.要求比正常公差更严

同样,IPC建立了公差标准,但客户需要的公差有时比IPC-6013中的要求更严。请确保供应商能够执行并满足这些要求。

我有一位客户要求基板上的开口孔位置公差为±10µm(.000393“),其他特征的孔尺寸公差为±12.5µm(.0005“)。我们能够通过激光基准点来实现这种要求,同时我们创建了基板开口。我们还通过补偿激光束直径的一半来调整孔尺寸。虽然我们能够满足要求,但良率降低了,导致成本增加。

在对图纸进行公差标注时,务必记住这些是挠性电路,而不是机械加工的金属部件。由于温度和湿度的原因,挠性电路可能增长和收缩0.001”。在不影响制造商良率的情况下,应该对尺寸的严格控制有合理的预期。此外,在图纸上标注的任何尺寸都会对成本产生一定影响,因为制造商必须对其进行验证。如果挠性电路上有真正关键的特征,可将其包含在图纸中。如果特征不重要,或将其去除或将其作为参考。

与客户合作,确保具有严格公差的图纸尺寸确实至关重要,而不是规定不必要的过度要求公差。同样,公差非常小的尺寸也是驱动成本增加的因素!

最后一个想法:永远记住电路使用的环境。作为一名挠性电路工程师,我的工作是通过询问有关如何设计电路以确保它能够在必须存在的环境中正常运行的问题来帮助客户。始终告知挠性电路设计工程师环境要求,如极端温度、化学品和/或湿度暴露、振动、静态或动态弯曲以及电压和电流要求。这将确保全面考虑设计中的所有因素。

Tony Plemel任Flexible Circuit Technologies公司挠性电路应用工程师。

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