Assemblaggio chip-on-boardè ben compreso sull’FR-4 rigido. Il die è fissato direttamente al substrato, collegato tramite wire bonding e incapsulato in un unico package protetto. Spostare lo stesso processo su un substrato flessibile o rigido-flessibile non cambia la sequenza fondamentale, ma cambia le ipotesi su cui il processo è costruito. Una scheda rigida non si muove una volta uscita dalla linea. Una scheda flessibile o rigido-flessibile è progettata per muoversi, e questa differenza ha conseguenze dirette sul modo in cui un die collegato e i suoi wire bond si comportano nel corso della vita del prodotto.
Perché i circuiti flessibili/rigido-flessibili introducono ulteriori considerazioni
Su una scheda rigida, il sito di attacco del die e i wire bond sono effettivamente fissati nello spazio dopo l’incapsulamento. Su un circuito flessibile o rigido-flessibile, gli stessi componenti possono trovarsi vicino o, occasionalmente, all’interno di una zona della scheda che si prevede debba piegarsi, ripiegarsi o flettersi ripetutamente in esercizio. Il poliimmide e altri materiali di substrato flessibile hanno inoltre caratteristiche di espansione termica e rigidità diverse rispetto al laminato rigido, il che influisce sul modo in cui le sollecitazioni vengono trasmesse allo strato di attacco del die e ai wire bond sia durante l’assemblaggio che durante l’uso sul campo. Questo non è un motivo per evitare il COB su substrati flessibili; è un motivo per trattare la posizione del die, la geometria dei bond e l’incapsulamento come variabili di progetto piuttosto che come impostazioni predefinite derivate da un layout per scheda rigida.
Sollecitazione meccanica sul die incollato e sui fili durante la flessione/formatura
Il die stesso è rigido e fragile rispetto al substrato che lo circonda. Quando un circuito flessibile viene formato nella sua forma finale, o flette ripetutamente durante l’uso, qualsiasi piegatura che si verifichi vicino all’area di fissaggio del die può esercitare uno sforzo localizzato sul die, sul materiale di fissaggio del die e sui sottili fili di bond che lo collegano al substrato. I wire bond sono particolarmente sensibili a questo tipo di sollecitazione meccanica, poiché una flessione ripetuta vicino a un bond può affaticare nel tempo il filo o l’asola. Lo stesso vale durante la fase di formatura vera e propria, quando un circuito flessibile o rigido-flessibile viene piegato nella configurazione in cui verrà installato; se il raggio di curvatura è stretto e vicino al die, l’assieme può essere sottoposto a sollecitazioni significative ancora prima che il prodotto entri in servizio. Comprendere dove avverrà la flessione e quanto vicino ciò sarà al die con bond è una parte fondamentale della pianificazione di una costruzione COB su un fissaggio del die in un circuito flessibile.
Scelte dei Materiali di Incapsulamento
L'incapsulamento su un circuito rigido riguarda principalmente la protezione ambientale e meccanica del die e dei wire bond. Su flex esubstrati rigido-flessibili, l’incapsulante deve anche tenere conto del fatto che il substrato sottostante può flettersi, mentre l’incapsulante stesso è in genere un materiale molto più rigido una volta polimerizzato. Un materiale duro e rigidoglob-topsu un circuito flessibile crea di fatto un’isola rigida su una base flessibile, il che sposta la sollecitazione meccanica sul confine tra l’area incapsulata e il materiale flessibile circostante. La scelta del materiale, il profilo di polimerizzazione e le dimensioni e la forma dell’area incapsulata influiscono tutti su quanto bene quel confine tollera le flessioni, e queste scelte vengono generalmente effettuate consultando le indicazioni del produttore dell’incapsulante per le applicazioni flessibili, piuttosto che dedotte dalle pratiche per i circuiti rigidi.
Linee guida generali di progettazione
Vale la pena tenere a mente alcuni principi generali già nelle prime fasi del layout, molto prima che inizi l’assemblaggio:
Quando il design meccanico lo consente, posizionare il sito di die attach su un’area rigida o irrigidita di un’assieme rigido‑flessibile, piuttosto che in una zona flessibile dinamica, elimina una fonte significativa di sollecitazione sul die e sui wedge bond. Quando il die deve essere collocato vicino a una regione flessibile, mantenere un’adeguata distanza tra l’area incollata e la linea di piega, ed evitare raggi di curvatura stretti in prossimità del die, riduce le sollecitazioni trasmesse durante la formatura e l’uso successivo. L’incapsulamento dovrebbe essere dimensionato in modo da proteggere il die e i bond senza estendersi inutilmente nelle aree della scheda che devono rimanere flessibili. Questi sono punti di partenza concettuali; l’approccio corretto per un determinato design chip on board rigido‑flessibile dipende dai requisiti meccanici specifici dell’applicazione e dovrebbe essere definito insieme al vostro partner di assemblaggio durante la design review.
Se stai valutando l’assemblaggio chip-on-board su un circuito flessibile o rigido-flessibile,mettersi in contatto con PCBCartper discutere il tuo progetto e come può essere supportato.
Risorse di aiuto
•PCB rigido-flessibile ad alta affidabilità per strumenti di scienze della vita in ambito medico
•Controllo DFM gratuito per PCB e checklist per l’assemblaggio PCB
•PCB rigido-flessibile, PCB semi-flessibile, circuito rigido-flessibile — Capacità di fabbricazione
