Assemblage à puce sur carteest bien compris sur un FR-4 rigide. La puce est directement fixée au substrat, connectée par fils de liaison et encapsulée dans un unique boîtier protégé. Transposer ce même procédé sur un substrat flexible ou rigide-flex ne change pas la séquence fondamentale, mais modifie les hypothèses sur lesquelles le procédé est construit. Une carte rigide ne bouge pas une fois qu’elle a quitté la ligne de production. Une carte flexible ou rigide-flex est conçue pour bouger, et cette différence a des conséquences directes sur la façon dont une puce liée et ses fils de liaison se comportent tout au long de la vie du produit.
Pourquoi les circuits flexibles / rigides-flexibles introduisent des considérations supplémentaires
Sur une carte rigide, le site de fixation de la puce et les connexions par fils sont effectivement fixes dans l’espace après encapsulation. Sur un circuit flexible ou rigide-flexible, ces mêmes composants peuvent se trouver à proximité, ou parfois à l’intérieur, d’une zone de la carte qui est censée se plier, se replier ou fléchir de manière répétée en service. Le polyimide et d’autres matériaux de substrat flexibles présentent également des caractéristiques de dilatation thermique et de rigidité différentes de celles du stratifié rigide, ce qui influe sur la façon dont les contraintes sont transmises à la couche de fixation de la puce et aux connexions par fils, tant pendant l’assemblage qu’en utilisation sur le terrain. Ce n’est pas une raison d’éviter le COB sur des substrats flexibles ; c’est une raison de traiter l’emplacement de la puce, la géométrie des connexions et l’encapsulation comme des variables de conception plutôt que comme des paramètres par défaut repris d’un schéma de carte rigide.
Contrainte mécanique sur la puce collée et les fils lors de la flexion / mise en forme
La puce elle-même est rigide et cassante par rapport au substrat qui l’entoure. Lorsqu’un circuit flexible est formé dans sa forme finale, ou fléchit de manière répétée pendant l’utilisation, toute flexion se produisant à proximité de la zone de collage de la puce peut exercer des contraintes localisées sur la puce, le matériau de collage et les fils de connexion fins qui la relient au substrat. Les fils de connexion sont particulièrement sensibles à ce type de sollicitation mécanique, car une flexion répétée près d’un point de bonding peut, avec le temps, fatiguer le fil ou la boucle. Il en va de même pendant l’étape de formage elle-même, lorsqu’un circuit flexible ou rigide-flexible est plié dans sa configuration d’installation ; si le rayon de courbure est serré et proche de la puce, l’assemblage peut subir des contraintes significatives avant même que le produit ne soit mis en service. Comprendre où la flexion se produira, et à quelle distance cela se trouve de la puce collée, est un élément central de la planification d’une réalisation COB sur un circuit flexible avec collage de puce.
Choix de matériaux d’encapsulation
L’encapsulation sur une carte rigide concerne principalement la protection environnementale et mécanique de la puce et des connexions par fils. Sur un circuit flexible etsubstrats rigides-flexibles, l’encapsulant doit également tenir compte du fait que le substrat situé en dessous peut fléchir, tandis que l’encapsulant lui-même est généralement un matériau beaucoup plus rigide une fois durci. Un matériau dur et rigideglob-topsur un circuit flexible crée effectivement une île rigide sur une base flexible, ce qui déplace la contrainte mécanique vers la frontière entre la zone encapsulée et le matériau flexible environnant. Le choix des matériaux, le profil de polymérisation, ainsi que la taille et la forme de la zone encapsulée déterminent tous dans quelle mesure cette frontière tolère la flexion, et ces choix sont généralement faits en consultant les recommandations du fabricant d’encapsulant pour les applications flexibles plutôt qu’en les déduisant des pratiques utilisées pour les circuits rigides.
Principes généraux de conception
Il convient de garder à l’esprit quelques principes généraux dès les premières étapes de la conception de l’agencement, bien avant le début de l’assemblage :
Lorsque la conception mécanique le permet, placer le site de fixation de la puce sur une zone rigide ou renforcée d’un assemblage rigide-flex, plutôt que dans une zone de flexion dynamique, élimine une source importante de contraintes sur la puce et les connexions par fils. Lorsque la puce doit être placée près d’une région flexible, maintenir une distance adéquate entre la zone de liaison et la ligne de pliage, et éviter des rayons de courbure serrés à proximité de la puce, réduit les contraintes transmises lors du formage et de l’utilisation ultérieure. L’encapsulation doit être dimensionnée de façon à protéger la puce et les connexions sans s’étendre inutilement dans les zones du circuit destinées à rester flexibles. Ce ne sont que des points de départ conceptuels ; la bonne approche pour une conception donnée de puce sur carte rigide-flex dépend des exigences mécaniques spécifiques de l’application et doit être élaborée avec votre partenaire d’assemblage lors de la revue de conception.
Si vous évaluez l’assemblage « chip-on-board » sur un circuit flexible ou rigide-flex,entrer en contact avec PCBCartpour discuter de votre conception et de la manière dont elle peut être prise en charge.
Ressources d’aide
•Circuit imprimé rigide-flex haute fiabilité pour l’instrumentation médicale en sciences de la vie
•Vérification DFM gratuite de circuits imprimés et liste de contrôle pour l’assemblage de PCB
•PCB rigide-flex, PCB semi-flex, carte rigide-flex — Capacités de fabrication
