PCB fleksibel-tegar menggabungkan sifat kedua-dua PCB fleksibel dan PCB tegar, menyediakan kaedah sambungan baharu antara peranti elektronik dan komponen. PCB fleksibel-tegar amat sesuai digunakan untuk produk elektronik mudah alih dan boleh pakai, memenuhi keperluan pasaran semasa kerana bilangan titik sambungannya yang sedikit serta keupayaannya untuk meningkatkan prestasi produk.
Walaupun mempunyai kelebihan yang jelas, PCB fleksibel-tegar perlu berdepan dengan beberapa kesukaran dalam proses fabrikasi termasuk kerumitan tinggi teknologi pembuatan, banyak fasa proses, kitaran pembuatan yang panjang, dan kos pembuatan yang tinggi. Oleh itu, artikel ini akan memberikan satu ringkasan yang berdasarkan padanya isu-isu menonjol akan dibincangkan dari segi reka bentuk sumber kejuruteraan dan proses fabrikasi.
• Struktur PCB Fleksibel-Kaku
PCB fleksibel-tegar dihasilkan dengan melekatkan bahagian luar tegar denganPCB fleksibeldan litar yang tergolong dalam bahagian tegar disambungkan dengan bahagian fleksibel melalui via bersalut. Setiap keping papan PCB fleks-tegar mengandungi satu atau lebih bahagian papan tegar dan bahagian papan fleksibel. Oleh itu, PCB fleks-tegar mempunyai pelbagai struktur yang memerlukan teknologi fabrikasi yang berbeza.
• Reka Bentuk Proses PCB Fleksibel-Tegar
a.Apabila melibatkan proses fabrikasi PCB fleksibel-tegar, lebih banyak perhatian harus diberikan kepada fasa baharu yang tidak terdapat pada PCB tegar tradisional: fabrikasi papan litar fleksibel (meliputi pemotongan bahan, penjanaan grafik, laminasi filem penutup dan penebukan), tetingkap PP (prepreg) aliran rendah, pembersihan plasma, pengasaran plasma, pra-milling, pemotongan laser, laminasi filem pelindung, laminasi papan penguat.
b.Setara dengan PCB tegar, reka bentuk PCB fleks-tegar harus dilaksanakan oleh profesionalPerisian reka bentuk PCByang dipilih berdasarkan keutamaan pereka bentuk dan keperluan papan.
• Reka Letak Susun Atur PCB Fleksibel-Kaku
Fleksibellaminat berlapis tembaga (CCL)biasanya direka bentuk dengan dua pilihan lebar: 250mm dan 500mm. Secara umum, PCB fleksibel mempunyai julat saiz dari 250mm×100mm hingga 250mm×250mm manakala PCB tegar mempunyai julat saiz dari 18in×24in hingga 21in×24in. Oleh itu, apabila melibatkan PCB fleksibel-tegar, teknologi lapisan bertindan diperlukan dengan struktur utama seperti yang ditunjukkan berikut.
a.Empat keping papan fleksibel digabungkan menjadi satu papan besar yang saiznya sama dengan papan tegar.
b.Enam keping papan fleksibel digabungkan menjadi satu papan besar yang saiznya sama seperti papan tegar.
• Prepreg Aliran-Rendah
a.Julat ketebalan PP tanpa aliran biasa adalah dari 40μm hingga 125μm dan ketebalan papan teras bagi papan tegar biasa sekurang-kurangnya 3mil manakala ketebalan papan fleksibel satu lapis biasa ialah 0.5mil. Piawaian pampasan bagi PP aliran rendah menetapkan limpahan pelekat 0.7mm sebagai titik kritikal. Apabila pelanggan memerlukan isipadu pelekat limpahan melebihi 0.7mm, 5mil hendaklah dipampas ke arah kawasan fleksibel sepanjang garisan De-Cap dalam fail reka bentuk pelanggan. Apabila pelanggan memerlukan isipadu pelekat limpahan kurang daripada 0.7mm, ia hendaklah dinyatakan dalam NPI (pengenalan produk baharu).
b.Penyelarasan antara PP aliran rendah dan papan teras dicapai melalui penggunaan mesin OPE untuk proses penebukan dan penyelarasan. Lubang OPE ditebuk selepas papan teras difabrikasi dan lubang yang sepadan dibor pada kedudukan yang sepadan pada PP aliran rendah.
c.Kriteria penerimaan penjajaran adalah kurang daripada 4 mil. Bukaan kuprum harus dapat dilihat dengan kanta pembesar sepuluh kali ganda dan PP tidak boleh dilihat di dalam bukaan tersebut, yang bermaksud PP hanya boleh bersentuhan secara tangen dengan PP. Seperti yang digambarkan dalam bahagian terdahulu artikel ini, jenis laminasi empat dalam satu atau enam dalam satu digunakan. Papan fleksibel dan papan tegar dipasang melalui rivet jadi lubang rivet perlu digerudi terlebih dahulu pada kawasan PP aliran rendah yang sepadan. Diameter lubang dan kedudukan lubang adalah sama dengan papan tegar, iaitu setiap keping papan fleksibel memerlukan empat lubang rivet. Bagi papan enam dalam satu, PP akan memerlukan 24 lubang rivet.
• Pembersihan dan Pengasaran Plasma
Papan fleksibel yang disaluti dengan Coverlay perlu dibersihkan menggunakan Plasma sebelum laminasi dengan mematuhi syarat pembersihan #1. Bagi keseluruhan papan yang disaluti dengan Coverlay, proses pengasaran Plasma ditambah sebelum laminasi dengan mematuhi syarat pembersihan #2. Syarat pembersihan #1 dan syarat #2 boleh diringkaskan dalam jadual berikut.
|
Item
|
Syarat 1
|
Syarat 2
|
| RF (KW) |
2200 |
2200 |
| Masa (min) |
5 |
8 |
| Suhu (°F) |
180 |
180 |
| CF4 (cc/min) |
600 |
600 |
| O2 (cc/min) |
1300 |
1300 |
• Pembuatan Jig Rivet
Oleh kerana papan fleksibel dan papan tegar perlu dipaku keling dengan rivet, adalah agak sukar untuk melakukan kerja pemakulan keling secara manual, oleh itu diperlukan jig pemakulan keling. Parameter dowel pada jig pemakulan keling adalah 25μm lebih kecil daripada jig pemakulan keling. Dari segi panjang papan, rivet disusun dalam empat baris dan dowel diletakkan pada dua baris rivet pada jig rivet.
• Pemilihan Teknologi Topeng Solder dan Keperluan Reka Bentuk
a.Sejauh papan litar bercetak fleksibel-tegar berkenaan, apabila ketebalannya melebihi 0.5mm, penyemburan salutan boleh digunakan dan papan nipis biasanya memanfaatkan teknologi cetakan skrin sutera.
b.Bukaan tetingkap solder mask pada papan fleksibel hendaklah lebih daripada 4mil hingga 8mil dari wayar paksi papan ke arah kawasan tegar.
c.Apabila melibatkan PCB fleksibel-tegar yang menggunakan teknologi De-Cap, titik cahaya blok dan pembukaan tingkap solder mask tidak boleh dilaksanakan pada kawasan De-Cap. Apabila reka bentuk De-Cap tidak tersedia, silkscreen hendaklah direka bentuk untuk menghalang cahaya.
• Reka Bentuk Pengilangan Corak
Semasa proses pembuatan PCB fleksibel-tegar, bahan fleksibel perlu dilaminasikan dengan bahan tegar dan bahan tegar pada permukaan akan disingkirkan melalui kaedah khas bagi mendedahkan papan fleksibel pada kawasan tertentu. Kemudian, kemasan permukaan akan dilaksanakan pada kawasan yang mendedahkan papan fleksibel dan corak lengkap akan dimesin keluar. Hasilnya, sebuah PCB fleksibel-tegar akan terhasil.
• Reka Bentuk Nyah-Penutup
Reka bentuk sasaran penjajaran De-Cap sebenarnya ialah lubang penjajaran topeng konformal selepas laminasi. Sasaran pada kawasan fleksibel tidak boleh dipilih untuk De-Cap. Jika reka bentuk memerlukan penggunaan sasaran penjajaran fleksibel, diameter imej sasaran ini hendaklah maksimum 0.4mm. Selain itu, setiap satah hendaklah menggunakan tanda fidusialnya sendiri.
• Reka Bentuk Pengukuhan PCB Fleks-Kaku
Bahagian sambungan pada PCB fleksibel-tegar hendaklah direka bentuk supaya berada pada papan fleksibel. Selain itu, tembaga hendaklah disalut pada bahagian sambungan tanpa tembaga terdedah kepada udara. Hasilnya, bahagian fleksibel dan bahagian tegar tidak akan terpisah.
• Reka Bentuk Filem Pengukuhan dan Perlindungan
Papan pengukuh bertujuan untuk mengukuhkan kekakuan papan fleksibel. Pembuatan filem pelindung mematuhi fail reka bentuk pelanggan.
Reka bentuk PCB fleks-kaku mempunyai struktur yang kompleks dan membawa kepada kesukaran dalam teknologi reka bentuk serta pembuatan. Selain itu, PCB fleks-kaku memerlukan pelbagai jenis bahan dengan kos yang tinggi. Fabrikasi PCB fleks-kaku menjadikan kawalan ketepatan sebagai titik utama, sekali gus membawa kepada keperluan tinggi dari segi kestabilan dimensi. Perkara yang telah dibincangkan dalam artikel ini diharapkan dapat menjadi rujukan untuk jurutera mengoptimumkan reka bentuk PCB fleks-kaku, yang seterusnya menjamin kebolehpercayaan dan prestasi produk elektronik.
