Ensamblaje de chip sobre placase entiende bien en FR-4 rígido. El dado se monta directamente sobre el sustrato, se conecta mediante hilos (wire bonding) y se encapsula en un único encapsulado protegido. Trasladar ese mismo proceso a un sustrato flexible o rígido-flexible no cambia la secuencia fundamental, pero sí cambia las suposiciones sobre las que se basa el proceso. Una placa rígida no se mueve una vez que sale de la línea. Una placa flexible o rígido-flexible está diseñada para moverse, y esa diferencia tiene consecuencias directas en cómo se comportan un dado unido y sus uniones por hilo a lo largo de la vida del producto.
Por qué los circuitos flexibles y rígido-flexibles introducen consideraciones adicionales
En una placa rígida, el sitio de unión del dado y los hilos de conexión quedan efectivamente fijos en el espacio después del encapsulado. En un circuito flexible o rígido-flexible, esos mismos componentes pueden ubicarse cerca de, o a veces dentro de, una región de la placa que se espera que se doble, pliegue o flexione repetidamente durante el servicio. La poliimida y otros materiales de sustrato flexible también tienen características de expansión térmica y rigidez diferentes a las del laminado rígido, lo que afecta cómo se transmite el esfuerzo a la capa de unión del dado y a los hilos de conexión tanto durante el ensamblaje como en el uso en campo. Esto no es un motivo para evitar COB en sustratos flexibles; es un motivo para tratar la ubicación del dado, la geometría de las uniones y el encapsulado como variables de diseño en lugar de como valores predeterminados heredados de un diseño para placa rígida.
Esfuerzo mecánico sobre el dado y los alambres unidos durante la flexión/formado
La propia pastilla es rígida y frágil en comparación con el sustrato que la rodea. Cuando un circuito flexible se conforma en su forma final, o se flexiona repetidamente durante el uso, cualquier doblado que ocurra cerca del área de fijación de la pastilla puede ejercer esfuerzos localizados sobre la pastilla, el material de fijación de la pastilla y los finos hilos de conexión que la unen al sustrato. Los hilos de conexión son particularmente sensibles a este tipo de carga mecánica, ya que la flexión repetida cerca de una unión puede fatigar el hilo o el bucle con el tiempo. Lo mismo ocurre durante la propia etapa de conformado, cuando un circuito flexible o rígido-flexible se dobla hasta su configuración de instalación; si el radio de curvatura es pequeño y está cerca de la pastilla, el conjunto puede experimentar esfuerzos significativos incluso antes de que el producto entre en servicio. Comprender dónde se producirá la flexión y cuán cerca estará de la pastilla unida es una parte fundamental de la planificación de un montaje COB en fijación de pastilla sobre circuito flexible.
Opciones de Material de Encapsulación
La encapsulación en una placa rígida se centra principalmente en la protección ambiental y mecánica del dado y de las uniones por hilo. En flex ysustratos rígido-flexibles, el encapsulante también tiene que adaptarse al hecho de que el sustrato que tiene debajo puede flexionarse, mientras que el propio encapsulante suele ser un material mucho más rígido una vez curado. Un material duro y rígidoglob-topsobre un circuito flexible crea efectivamente una isla rígida sobre una base flexible, lo que desplaza la tensión mecánica hacia el límite entre el área encapsulada y el material flexible circundante. La selección del material, el perfil de curado y el tamaño y la forma del área encapsulada influyen en qué tan bien ese límite tolera la flexión, y estas decisiones generalmente se toman en consulta con las recomendaciones del fabricante del encapsulante para aplicaciones flexibles, en lugar de asumirse a partir de la práctica en placas rígidas.
Guía general de diseño
Vale la pena tener en cuenta algunos principios generales desde las primeras etapas del diseño, mucho antes de que comience el montaje:
Cuando el diseño mecánico lo permite, ubicar el punto de fijación del dado en una zona rígida o reforzada de un conjunto rígido-flexible, en lugar de en una zona de flexión dinámica, elimina una fuente importante de esfuerzo sobre el dado y las uniones por hilo. Cuando el dado deba colocarse cerca de una región flexible, mantener una distancia adecuada entre el área unida y la línea de flexión, y evitar radios de curvatura muy pequeños cerca del dado, reduce los esfuerzos transmitidos durante el conformado y el uso posterior. La encapsulación debe dimensionarse para proteger el dado y las uniones sin extenderse innecesariamente hacia áreas de la placa que deben permanecer flexibles. Estos son puntos de partida conceptuales; el enfoque adecuado para un diseño específico de chip sobre placa rígido-flexible depende de los requisitos mecánicos concretos de la aplicación y debe desarrollarse conjuntamente con su socio de ensamblaje durante la revisión de diseño.
Si está evaluando el montaje chip-on-board en un circuito flexible o rígido-flexible,ponerse en contacto con PCBCartpara debatir tu diseño y cómo puede respaldarse.
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