Seit seiner ersten Verwendung in hochzuverlässiger Militärausrüstung in den 1980er Jahren,flex-rigide Leiterplattenwurden in Hightech-Bereichen weit verbreitet eingesetzt. Bis heute sind Starrflex-Leiterplatten zu einem der Forschungsschwerpunkte in der Leiterplattenindustrie geworden. Durch die Kombination der stützenden Funktion von starren Leiterplatten und der hohen Dichte sowie Flexibilität von flexiblen Leiterplatten sind Starrflex-Leiterplatten in der Lage, die 3D-Montage unter verschiedenen Montagebedingungen zu realisieren und die Anforderungen an Leichtigkeit, Dünnheit und geringe Größe von elektronischen Produkten zu erfüllen. Daher verfügen Starrflex-Leiterplatten über ein breites Anwendungsfeld.
Die meisten Starrflex-Leiterplatten habenbegraben und blind durchBeim Auswählen des Typs von Leiterplatten gibt es viele Möglichkeiten, starrflexible Leiterplatten mit vergrabenen/blinden Durchkontaktierungen zu wählen, daher ist es notwendig, sich vor der Angebotserstellung darüber zu informieren.
Vorteile und Nutzen von Flex-Rigid-Leiterplatten
Heutzutage werden starrflexible Leiterplatten (PCBs) häufig in tragbaren Geräten, medizinischen und militärischen Anwendungen eingesetzt. Unter allen Arten von Leiterplatten weisen starrflexible Leiterplatten die höchste Widerstandsfähigkeit gegenüber extremen Einsatzumgebungen auf, weshalb sich ihre Anwendungsbereiche weiter ausdehnen werden. Aufgrund ihrer Flexibilität können durch den Einsatz von 3D der Platzbedarf und das Systemgewicht minimiert werden.
Im Hinblick auf das Design von Starrflex-Leiterplatten ist es ein Haupttrend, dass Blind- und vergrabene Durchkontaktierungen sowie High Density Interconnects (HDI) auf Starrflex-Leiterplatten erforderlich sind. Aufgrund der Vielzahl von Typen bei Starrflex-Leiterplatten wird der folgende Inhalt am Beispiel einer asymmetrischen 6-Lagen-Starrflex-Leiterplatte dargestellt.
Zubereitung empfindlicher Materialien
Die erste Schicht der sechslagigen asymmetrischen Flex-Rigid-Leiterplatte ist eine Flex-Schicht, während die restlichen fünf Schichten starre Leiterplatten sind. Die Leiterbahnbreite und der Abstand betragen 0,1 mm, und es gibt viele blinde/vergrabene Durchkontaktierungen im starren und flex-rigiden Bereich. Das Basismaterial ist in Tabelle 1 dargestellt:
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Schicht 3 und 4
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Kupferfolie der Schichten 2, 5 und 6
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Schicht 1 (Flex)
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| FR-4 doppelseitige Kupfer-Innenschicht |
Kupferfolie (einseitige Bräunung) |
Kalendern von einseitig kupferkaschierter PI-Platte |
Aufgrund des leichten Auftretens von Delamination bei Flex-Rigid-Leiterplatten sollte Acrylsäurekleber als Prepreg für den flex-rigiden Verbindungsteil ausgewählt werden, um die Anforderungen an die Klebrigkeit zu erfüllen. Für die starren Lagen wird ein No-Flow-Bonding-Prepreg verwendet. Tabelle 2 zeigt die Eigenschaften des No-Flow-Bonding-Prepregs.
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Getestete Artikel
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Einheit
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Betriebsbedingung
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Leistungsindex
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|
Standardwert
|
Schutzwert
|
| Harzflussmenge |
%
mm |
TPC TM650 2.3.17.2 |
<3.0
<1.0 |
<3.0
<2.0 |
| Glasübergangstemperatur |
°C |
DSC
TMA |
160
140 |
>160
>155 |
CTE x-Achse
CTE Y-Achse
CTE Z-Achse |
10-6/°C |
Umgebung bis Tg |
15
13
sechzig |
<20
<15
<80 |
| Z-Achsen-Erweiterung |
% |
5°C-260°C |
4,5 |
<4,0 |
| Entflammbarkeit |
|
UL94
(C-96/20/65)+(C-96/40/90) |
V-0
0,010-0,015 |
V-0
<0,025 |
| Lötbad (260°C) |
s |
A |
>180 |
>120 |
| Schälfestigkeit |
kgf/cm |
A |
1,4-1,6 |
>1,43 |
| Biegefestigkeit |
kgf/mm2
|
A |
40-50 |
<32,7 |
| Wasseraufnahme |
% |
A |
0,01–0,14 |
<0,20 |
Blind/Buried-Via-Technik
• Laminierungsmethode
Es gibt zwei Arten von Laminierverfahren: das Einstufen-Laminieren und das Schritt-für-Schritt-Laminieren. Beim Einstufen-Laminieren werden alle Innenlagen in einem Durchgang laminiert. KurzLeitplattenherstellungszeitEin niedriger Preis ist ein Vorteil dieser Methode. Allerdings ist es schwierig, die Abdeckfolie während des Laminierprozesses zu positionieren, und Laminationsfehler, Delamination sowie Verformungen der Innenlage können erst nach dem Ätzen der Leiterplatte festgestellt werden. Im Gegensatz dazu bezieht sich die schrittweise Laminierung auf die jeweilige Laminierung der flexiblen und starren Lagen, wodurch die Schwierigkeit der Positionierung der Abdeckschicht und der Versatz der Grafik in der Innenlage verringert werden und Laminationsfehler rechtzeitig entdeckt werden können. So werden die Eigenschaften von starren und flexiblen Leiterplattenmaterialien optimal genutzt. Im Vergleich zur einstufigen Laminierung erfordert die schrittweise Laminierung jedoch mehr Arbeitsschritte, einen höheren Zeitaufwand und zusätzliche Hilfsmaterialien, was die Kosten erhöht.
• Material
Für Flex-Rigid-Leiterplatten mit Blind- und vergrabenen Durchkontaktierungen wird empfohlen, eine schrittweise Laminierung anzuwenden, um die Qualität der Blinddurchkontaktierungen und eine hohe Ausrichtungsgenauigkeit zu gewährleisten. Zuerst erfolgt die Laminierung der Innenlagen, danach die Laminierung der Innen- und Außenlagen. Silikonkautschuk wird als Laminiermaterial und PET-Trennfolie als Formreiniger bei beiden Laminierungen verwendet.
• Bohrtechnik
Für diese Art von 6-lagiger asymmetrischer Starrflex-Leiterplatte sind jeweils zweimal NC-Bohren und Laserbohren erforderlich, und für das Bohren von Blind Vias wird UV-Bohren eingesetzt. Da das UV-Bohren eine fortschrittliche Technologie mit relativ komplexer Bedienung ist, verlangen Leiterplattenhersteller in der Regel einen zusätzlichen, angemessenen Aufpreis.
• PLASMA-Reinigung
Die Plasmareinigung wird verwendet, um Schmutz von den Lochwänden von Flex-Rigid-Leiterplatten zu entfernen. Die Plasmareinigung folgt dem Prozess, bei dem Plasmen mit hohem Aktivitätszustand zusammen mit Acrylsäure, Polyimid, Epoxidharz und Glasfaser eine Gas-Feststoff-Reaktion erzeugen. Das dabei entstehende Gas und nicht reagierte Plasmen werden anschließend durch Luftpumpen entfernt. Dies ist eine komplexe physikalisch-chemische Reaktion. Kurz gesagt, es gibt einige Dinge, die Sie über vergrabene/blinde Vias in HDI Flex-Rigid-Leiterplatten wissen sollten, bevor Sie ein Angebot einholen, da all diese Aspekte eng mit Ihren Kosten, dem Zeitaufwand und der Produktleistung verbunden sind.
