Pemasangan cip-atas-papan meletakkan kepingan cip tanpa bungkusan terus pada substrat, menyambungkannya dengan ikatan wayar halus, dan menutupnya dengan bahan enkapsulan. Pada PCB tegar standard, substrat itu kekal dalam bentuk tetap sepanjang hayatnya. Padapapan litar fleksibelatau aPCB fleksibel-tegar, substrat direka untuk membengkok, melipat atau melentur, sama ada semasa pemasangan atau berulang kali sepanjang penggunaan biasa.
Perbezaan itu mengubah masalah kejuruteraan pada peringkat die. Die itu sendiri adalah tegar dan rapuh, ikatan wayar adalah halus dan sebahagian besarnya tidak disokong sepanjang panjangnya, dan bahan enkapsulan mempunyai kekakuan serta pekali pengembangan terma tersendiri. Tiada satu pun daripada komponen ini boleh membengkok seperti substrat di sekelilingnya. Apabila substrat bergerak dan die, wayar, serta enkapsulan tidak bergerak bersamanya dengan cara yang sama, tegasan akan tertumpu pada mana-mana antara muka yang memisahkan bahagian tegar daripada bahagian fleksibel.
Inilah sebabnya COB pada fleksibel atau rigid-flex perlu dirancang sebagai satu sistem mekanikal, bukan sekadar sistem elektrik. Pemasangan masih perlu memenuhi asas elektrik dan proses yang sama seperti COB pada papan tegar, yang dihuraikan dengan lebih terperinci dalam PCBCart'sartikel mengenai pelekatan mati dan pengikatan wayar, tetapi keputusan susun atur dan bahan membawa lebih banyak berat kerana papan itu sendiri merupakan sebahagian daripada laluan beban mekanikal.
Mengapa Fleksibel atau Fleksibel-Kaku Memperkenalkan Pertimbangan Tambahan
Pada papan tegar, sebaik sahaja proses refluks dan pengikatan wayar selesai, bentuk substrat akan kekal tetap sepanjang hayat pemasangan tersebut. Tekanan mekanikal pada sambungan lekap-salur (die-attach) atau ikatan wayar kebanyakannya berpunca daripada kitaran terma, dan ia agak boleh dijangka serta seragam merentasi reka bentuk yang serupa.
Papan litar fleksibel mengubah garis dasar itu. Tujuan utama substrat ialah ia boleh bergerak, sama ada ia dibentuk sekali menjadi bentuk tetap semasa pemasangan atau dilentur secara berterusan ketika digunakan, seperti dalam peranti boleh pakai atau aplikasi pengganti kabel. PCB jenis rigid-flex menambah satu lagi lapisan, kerana ia menggabungkan bahagian tegar yang direka untuk menampung komponen dengan bahagian fleksibel yang direka untuk dibengkokkan, dan zon peralihan di antara kedua-duanya merupakan perincian mekanikal tersendiri yang perlu diberi perhatian.
Khusus untuk COB, perkara ini penting kerana cip dan wayar ikatannya biasanya diletakkan hampir dengan permukaan substrat, dengan jarak pemisah atau penampan mekanikal yang sangat sedikit. Sebarang lenturan, kilasan atau regangan pembentukan yang sampai ke kawasan substrat itu akan dipindahkan, hampir tanpa penapisan, ke dalam sambungan lekatan cip dan gelung wayar yang terletak tepat di atasnya.
Tekanan Mekanikal pada Cip dan Wayar Terikat Semasa Lenturan atau Pembentukan
Sambungan lekat die biasanya adalah bahagian pertama yang mengalami regangan ini. Die silikon pada asasnya bersifat tegar pada skala pembengkokan biasa, jadi ia tidak dapat menyerap kelengkungan seperti substrat di sekelilingnya. Jika zon lentur berada di bawah atau berhampiran die, regangan akibat lenturan akan tertumpu pada tepi die dan pada antara muka lekat die, dan kitaran berulang regangan tersebut boleh menyebabkan delaminasi lekatan die, keretakan die, atau keletihan perlahan pada sambungan itu. Pelekat lekat die sudah pun perlu menyerap sebahagian tegasan daripada ketakserasian pengembangan terma antara die dan substrat, walaupun pada papan yang tegar, jadi penambahan regangan mekanikal berkitar daripada lenturan memberikan sambungan yang sama dua sumber tegasan berasingan untuk diuruskan dan bukannya satu.
Ikatan wayar membawa risiko yang berkaitan tetapi berbeza. Setiap ikatan ialah bentangan wayar halus yang tidak disokong di antara dua titik sauh, dan ketinggian serta bentuk gelungnya ditetapkan secara khusus untuk mengelakkan sentuhan dengan tepi die atau wayar bersebelahan. Sebarang lenturan tambahan pada substrat di bawah gelung wayar mengubah geometri berkesan gelung tersebut, dan lenturan berulang boleh menyebabkan keletihan pada wayar di leher ikatan, satu titik lemah yang diketahui dalam proses pengikatan wayar secara umum. Corak kegagalan yang berkaitan muncul dalam penamatan wayar di tempat lain pada satu pemasangan: artikel PCBCart tentangpengaliran pateri pada hujung wayarmenerangkan bagaimana bahan tegar yang meresap ke dalam bahagian wayar yang perlu kekal fleksibel mewujudkan penumpu tegasan tepat di sempadannya — satu cara yang berguna untuk memikirkan apa yang berlaku jika mana-mana bahagian kawasan ikatan wayar pada flek kehilangan fleksibiliti yang dimaksudkan.
Operasi pembentukan memerlukan perhatian yang berasingan. Membengkokkan litar fleksibel atau tegar-fleks ke bentuk pemasangan akhir selalunya merupakan peristiwa regangan sekali yang lebih besar daripada apa-apa yang dialami oleh pemasangan itu sepanjang bertahun-tahun pembengkokan biasa selepas itu. Jika jejari lenturan, garisan lipatan atau kelengkapan pembentukan tidak dirancang dengan mengambil kira lokasi acuan, langkah pembentukan itu sendiri boleh menjadi peristiwa yang merosakkan satu sambungan yang sebaliknya akan dapat bertahan dalam perkhidmatan biasa.
Pilihan Bahan Enkapsulasi
Pengekapsulan masih melakukan tugas asas yang sama pada fleksibel dan fleksibel-tegar seperti yang dilakukannya pada COB tegar: ia melindungi kepingan cip dan ikatan wayar daripada kelembapan, pencemaran, dan sentuhan fizikal. Apa yang berubah ialah tingkah laku mekanikal bahan pengekapsul kini berinteraksi secara langsung dengan substrat yang bergerak.
Suatu bahan pembungkus yang tegar dan sangat terpaut silang menghasilkan peralihan daripada keras kepada fleksibel tepat di tepi kawasan glob-top atau kawasan acuan. Peralihan itu adalah tepat di tempat kelengkungan substrat cenderung tertumpu, jadi bahan pembungkus yang tegar secara berkesan boleh mengecilkan zon fleksibel dan mengalihkan tegasan lenturan ke arah sempadannya sendiri dan bukannya mengagihkannya dengan lebih lembut. Dalam kalangan yang biasajenis enkapsulandigunakan secara meluas merentasi PCBA, beberapa formulasi dipilih khusus untuk modulus yang lebih rendah dan pemanjangan yang lebih baik — sifat yang lebih penting di sini berbanding pada papan yang tidak pernah bergerak. Padanan pekali pengembangan terma antara bahan pengenkapsul, die, wayar dan substrat juga lebih mustahak, kerana pemasangan fleksibel berada di bawah beban mekanikal untuk tempoh masa yang lebih lama berbanding pemasangan statik.
Pengendalian semasa pemasangan adalah sebahagian daripada perkara yang sama. Penyalut perlindungan perlu disalurkan dan diawet ketika substrat dipegang rata dan tidak dibengkokkan, kerana mengawet bahan dalam keadaan tertekan atau bengkok boleh mengunci tegasan baki pada sambungan sebelum komponen itu digunakan di lapangan. Jadual pengawetan dan reka bentuk fius penting sama seperti pemilihan resin itu sendiri.
Panduan Reka Bentuk Umum
Beberapa prinsip sering muncul secara konsisten apabila merancang susun atur COB pada fleks atau fleks-tegar, tanpa merujuk kepada satu penyelesaian tunggal sebagai memadai dengan sendirinya.
Jika praktikal, pastikan kawasan pelekap mati berada di luar zon lentur.Meletakkan die pada bahagian yang diperkukuh atau pada bahagian tegar papan litar tegar-fleks, jauh dari kawasan yang dimaksudkan untuk dibengkokkan, menghapuskan sebahagian besar masalah regangan dinamik pada puncanya dan bukannya meminta bahan enkapsulan mengimbangi masalah itu kemudian.
Tambah kekakuan setempat berhampiran acuan jika pengalihan tidak dapat dilakukan.Pengeras di bawah atau di sekeliling kawasan die mengurangkan kelengkungan yang sampai ke zon lekatan die dan pengikatan wayar, walaupun die perlu diletakkan lebih hampir dengan kawasan lentur daripada yang sepatutnya ideal.
Rancang operasi pembentukan berdasarkan lokasi acuan, bukan sebaliknya.Jejari lentur, garisan lipatan dan reka bentuk fius perlu mengekalkan jarak yang mencukupi daripada kawasan die dan ikatan dawai supaya regangan sekali semasa pembentukan tidak melebihi apa yang dialami oleh sambungan sepanjang keseluruhan hayat perkhidmatannya.
Anggap pembungkusan sebagai perlindungan yang dilapiskan di atas susun atur yang kukuh, bukan sebagai pengganti susun atur tersebut.Pemilihan bahan untuk pematuhan dan padanan CTE membantu, tetapi ia berfungsi paling baik bersama keputusan penempatan die dan pengukuhan yang sudahpun mengehadkan sejauh mana tegangan sampai ke die pada peringkat awal.
Soalan Lazim
Adakah COB berfungsi dengan boleh dipercayai pada PCB fleksibel?
Ya, pemasangan cip-atas-papan digunakan pada substrat fleksibel dan fleks-kaku dalam elektronik pengguna, peranti boleh pakai, dan produk lain yang terhad ruang. Kebolehpercayaan sangat bergantung pada memastikan kawasan pelekap die dan ikatan wayar dijauhkan daripada zon lentur aktif, atau dikompensasikan dengan pemilihan pengeras dan enkapsulan apabila itu tidak dapat dilakukan.
Apakah yang menyebabkan kegagalan pelekatan mati pada substrat fleksibel?
Regangan lentur berulang pada sambungan lekatan die, di samping ketakserasian pengembangan terma yang sememangnya wujud pada mana-mana pemasangan COB, boleh menyebabkan pengelupasan, keretakan die, atau keletihan perlahan dari semasa ke semasa — terutamanya apabila die terletak betul-betul di atas atau berhampiran zon lentur.
Bolehkah enkapsulan standard digunakan untuk COB pada flex?
Pengekap standard memberikan perlindungan kelembapan dan pencemaran yang sama pada papan fleksibel seperti pada papan tegar, tetapi formulasi yang sangat tegar boleh mewujudkan kepekatan tegasan pada sempadan kawasan yang dienkap. Formulasi bermodulus lebih rendah atau pemanjangan lebih tinggi selalunya lebih sesuai untuk substrat yang melentur semasa digunakan.
Adakah mati harus sentiasa dijauhkan daripada zon lentur?
Ia merupakan pendekatan yang paling mudah dan paling berkesan apabila susun atur mengizinkan, kerana ia menghapuskan sebahagian besar tegangan dinamik pada puncanya. Apabila ia tidak dapat dilakukan, pengukuhan setempat dan pemilihan enkapsulan yang teliti menjadi langkah pampasan yang lebih penting.
Jika anda sedang menilai projek pemasangan COB atau peringkat cip pada substrat fleksibel atau tegar-fleksibel, pasukan PCBCart boleh membantu anda mempertimbangkan penempatan cip, pengerasan, dan pilihan pengkapsulan untuk reka bentuk khusus anda. Lawati PCBCart'sHalaman perkhidmatan pemasangan PCBuntuk mengetahui lebih lanjut tentang cara kami menyokong keperluan pengeluaran campuran tinggi, volum rendah.
Sumber Berguna
·Pelekatan Cip dan Pengikatan Wayar: Cara Pemasangan COB Sebenarnya Berfungsi
·Keupayaan Pemasangan PCB Termaju
