การชุมนุม
การวิเคราะห์สารตกค้างจากฟลักซ์และกระบวนการทำความสะอาดแผงวงจรพิมพ์ (PCB)
แนวปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการออกแบบและจัดวางระบบสายดินของ PCB
การออกแบบระบบสายดินสำหรับแผงวงจรพิมพ์ (PCB): ประเภท เคล็ดลับ และแนวปฏิบัติที่ดีที่สุด
รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น
แผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น (ดิ้น PCB หรือวงจรแบบยืดหยุ่น (flex circuit) คือแผงวงจรพิมพ์ชนิดหนึ่งที่ทำจากวัสดุฉนวนที่ยืดหยุ่นได้ เช่น ฟิล์มโพลิอิไมด์ ซึ่งแตกต่างจาก PCB แบบแข็งทั่วไป PCB แบบยืดหยุ่นสามารถโค้งงอและงอได้ในขณะที่ยังคงรักษาการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าไว้ได้ ข้อได้เปรียบหลักบางประการของการใช้ PCB แบบยืดหยุ่น ได้แก่:
- ความสามารถในการโค้งงอและงอเพื่อให้พอดีกับพื้นที่ที่ท้าทายทางกลไก
- โปรไฟล์น้ำหนักเบาและบาง
- เหมาะสำหรับชุดประกอบที่เชื่อมต่อถึงกันที่มีความหนาแน่นสูง
- สามารถพับเก็บรอบขอบได้
- ทนทานต่อแรงสั่นสะเทือนและความเมื่อยล้า
- มักใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคขนาดเล็ก
ภาพรวมกระบวนการประกอบ Flex PCB
ต้องใช้ทักษะและอุปกรณ์พิเศษในการจัดการกับวัสดุที่ยืดหยุ่นระหว่างการประกอบ ขั้นตอนหลักในกระบวนการประกอบ flex PCB คือ
1. การออกแบบและการประดิษฐ์
ขั้นตอนแรกคือการออกแบบและสร้าง PCB แบบยืดหยุ่น เค้าโครง PCB ได้รับการออกแบบด้วยซอฟต์แวร์ CAD ซึ่งคำนึงถึงสิ่งต่างๆ เช่น รัศมีการโค้งงอ การเรียงซ้อน PCB แบบยืดหยุ่นแบบแข็ง ความต้านทานแบบควบคุม ฯลฯ จากนั้นจึงประดิษฐ์บอร์ดแบบยืดหยุ่นด้วยจำนวนชั้นสื่อกระแสไฟฟ้าที่ต้องการซึ่งผูกติดกับวัสดุพิมพ์แบบยืดหยุ่น วัสดุดิ้นทั่วไปที่ใช้คือฟิล์มโพลีอิไมด์และโพลีเอสเตอร์
2. เอกสารแนบส่วนประกอบ
ส่วนประกอบของรูทะลุที่ใหญ่กว่าอาจถูกบัดกรีแบบคลื่น กาวยังสามารถใช้เพื่อติดส่วนประกอบต่างๆ ได้
3. การแข็งตัวของบอร์ด
เนื่องจาก PCB แบบยืดหยุ่นนั้นบอบบาง จึงมักใช้แผ่นทำให้แข็งอยู่ใต้บอร์ดแบบยืดหยุ่นในระหว่างการประกอบ เพื่อให้รองรับและป้องกันการบิดงอของบอร์ด สารทำให้แข็งชั่วคราวอาจหลุดออกหลังการประกอบ
4. สายเคเบิล/ขั้วต่อที่เชื่อมต่อระหว่างกัน
สายเคเบิล ขั้วต่อ และชุดสายรัดถูกต่อเข้ากับ Flex PCB โดยใช้การบัดกรี การย้ำ การติดด้วยกาว ฯลฯ เพื่อให้พลังงานและสัญญาณ
5. การเคลือบตามแบบ
อาจใช้การเคลือบโครงสร้างป้องกันเพื่อป้องกันวงจรเฟล็กซ์ที่ประกอบจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม
6. การทดสอบและตรวจสอบ
บอร์ดที่ประกอบแล้วผ่านการทดสอบทางไฟฟ้า การตรวจสอบด้วยแสงอัตโนมัติ และการทดสอบการทำงาน การซ่อมแซมจะดำเนินการหากพบข้อบกพร่อง
7. การบูรณาการขั้นสุดท้าย
ชุดประกอบดิ้นที่ทดสอบแล้วจะถูกรวมเข้ากับผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย เช่น การพับรอบบานพับหรือการใส่เข้าไปในกล่องหุ้ม เพิ่มการบรรเทาความเครียดหากจำเป็น
อธิบายขั้นตอนกระบวนการประกอบ Flex PCB
การออกแบบ PCB แบบยืดหยุ่น
- ความต้องการของวงจรได้รับการวิเคราะห์โดยทีมวิศวกรและสร้างแผนผัง
- เค้าโครง PCB ได้รับการออกแบบด้วยซอฟต์แวร์ CAD ตามแผนผัง ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ:
- รัศมีการโค้งงอ – หลีกเลี่ยงการพับที่แหลมคมเพื่อป้องกันไม่ให้ร่องรอยแตกร้าว โดยปกติจะมีการกำหนดรัศมีโค้งงอขั้นต่ำ
- ตัวทำให้แข็ง – การเติมตัวทำให้แข็งเพื่อป้องกันการงอในบางพื้นที่
- การควบคุมอิมพีแดนซ์ - การจับคู่อิมพีแดนซ์การติดตามสำหรับสัญญาณความเร็วสูง
- Stackup – จำนวนชั้นสื่อกระแสไฟฟ้าและวัสดุอิเล็กทริกที่ใช้
- ระยะห่างของส่วนประกอบ – การบัญชีสำหรับความหนาแน่นและระยะห่างของส่วนประกอบ
- ไฟล์ Gerber ที่ออกแบบจะถูกส่งไปยังโรงงานผลิตบอร์ด
การผลิต PCB แบบยืดหยุ่น
- วัตถุดิบที่จัดหา – ฟิล์มโพลีอิไมด์ แผ่นปิด บอนด์พีลี คอปเปอร์ฟอยล์ หน้ากากประสาน ฯลฯ
- ชั้นสื่อกระแสไฟฟ้าจะถูกพิมพ์ลงบนฟิล์มโพลีอิไมด์โดยผ่านกระบวนการพิมพ์และกัดกรด
- การยึดติดหลายชั้นโดยใช้กาวหรือการยึดติดแบบเทอร์โมคอมเพรสชันเพื่อสร้างการเรียงซ้อนหลายชั้น
- เจาะรูและชุบ
- เพิ่มชั้น Soldermask เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน
- การพิมพ์คำอธิบายระบุตำแหน่งของส่วนประกอบ
- การทดสอบทางไฟฟ้าจะตรวจสอบความต่อเนื่องของร่องรอย
- แผงหรือแต่ละวงจรจะถูกส่งออกไป
- บอร์ดเฟล็กซ์ที่เสร็จแล้วจะถูกส่งไปประกอบ
การประกอบ SMT
กระบวนการติดส่วนประกอบยึดบนพื้นผิวประกอบด้วย:
- การพิมพ์วางประสาน – วางประสานจะถูกพิมพ์ลงบนแผ่น PCB ที่จะวางส่วนประกอบต่างๆ ลายฉลุถูกจัดชิดกับ PCB และแผ่นบัดกรีจะถูกปาดผ่านรูลายฉลุ
- การจัดวางส่วนประกอบ SMT – ส่วนประกอบต่างๆ ได้รับการหยิบและวางอย่างแม่นยำบนสารบัดกรีโดยใช้เครื่องหยิบและวางอัตโนมัติ
- บัดกรี Reflow – PCB ต้องผ่านเตาอบ reflow โดยมีโปรไฟล์อุณหภูมิเพื่อละลายสารบัดกรีและติดส่วนประกอบต่างๆ
- การตรวจสอบด้วยแสงอัตโนมัติ – กล้องตรวจสอบส่วนประกอบที่วางว่ามีข้อบกพร่องหรือแนวที่ไม่ตรงหรือไม่
- สัมผัสด้วยตนเอง – ข้อต่อที่มีข้อบกพร่องใดๆ ที่ระบุจะถูกซ่อมแซมด้วยตนเอง
ความท้าทายเฉพาะสำหรับการประกอบ SMT บนบอร์ดแบบยืดหยุ่น ได้แก่:
- บอร์ดแบบยืดหยุ่นมีความบางและโค้งงอได้ง่ายโดยต้องใช้ตัวทำให้แข็งในระหว่างการประกอบ
- มีความไวต่ออุณหภูมิสูงและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
- ขนาดและระยะห่างของส่วนประกอบที่เล็กกว่าต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ
- การควบคุมการบิดงอเป็นสิ่งสำคัญ
สิ่งที่แนบมาผ่านรูส่วนประกอบ
- ส่วนประกอบขนาดใหญ่ที่มีลีดจะถูกแทรกเข้าไปในการชุบผ่านรูใน PCB โดยทางกลไกหรือโดยเครื่องจักร
- ตะกั่วจะถูกบัดกรีเข้ากับรูที่ชุบแล้วที่ด้านตรงข้ามโดย:
- การบัดกรีด้วยคลื่น – การส่ง PCB ผ่านคลื่นของการบัดกรีหลอมเหลว
- การบัดกรีแบบเลือก – ใช้หัวบัดกรีแบบพิเศษ
- การบัดกรีด้วยตนเอง – บัดกรีแต่ละข้อต่อด้วยมือ
- อาจมีการรองรับเพิ่มเติมด้านล่างบอร์ดแบบยืดหยุ่นใกล้กับส่วนประกอบของรูทะลุ
- สำหรับ PCB แบบยืดหยุ่นสองด้าน การติดส่วนประกอบแบบรูทะลุจะเสร็จสิ้นหลังจากการวางส่วนประกอบ SMT
สิ่งที่แนบมากับส่วนประกอบกาว
ส่วนประกอบบางส่วนติดอยู่กับ PCB แบบยืดหยุ่นโดยใช้กาวแทนการบัดกรี:
- การวางตำแหน่งกาวยึดพื้นผิว – มีการพิมพ์สกรีนกาวหรือฟิล์มบนกระดาน จากนั้นวางส่วนประกอบไว้ด้านบนและบ่มกาวด้วยความร้อนหรือรังสียูวี
- การจ่ายกาวเหลว – เข็มฉีดยาหรือเข็มจะจ่ายกาวจุดเล็กๆ บนกระดานและวางส่วนประกอบไว้ด้านบน
- ติดกาวไว้ล่วงหน้าบนส่วนประกอบ – มีการติดกาวไว้ล่วงหน้ากับขั้วต่อส่วนประกอบซึ่งจะเกาะติดกับบอร์ดเมื่อวาง
กาวช่วยยึดติดทางกลและการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าในบางกรณี มีประโยชน์สำหรับติด SMT เข้ากับพื้นที่ที่ท้าทายหรือพื้นผิวที่ไม่เรียบบนบอร์ดแบบยืดหยุ่น
การใช้สารทำให้แข็งตัว
เนื่องจาก PCB แบบยืดหยุ่นสามารถโค้งงอและบิดเบี้ยวระหว่างการประกอบได้ จึงมักใช้สารทำให้แข็งหรือสารทำให้แข็งเป็นอุปกรณ์สนับสนุนทางกล
ประเภทของสารทำให้แข็งตัว:
- ตัวทำให้แข็งแบบถอดได้ – แผ่นอะคริลิกหรือโลหะจะถูกติดไว้ชั่วคราวใต้บอร์ดเฟล็กซ์ระหว่างการประกอบ แต่ให้ถอดออกหลังจากนั้นก่อนที่จะทำการงอวงจร
- ตัวทำให้แข็งถาวร - แผง FR4 หรือแผ่นโลหะที่ยึดติดอย่างถาวรกับบางส่วนของวงจรดิ้นที่ต้องคงความแข็งไว้
- ตัวทำให้แข็งแบบแยกส่วน – ตัวทำให้แข็งขนาดเล็กติดอยู่ใต้ส่วนประกอบหรือตัวเชื่อมต่อขนาดใหญ่บางตัวเท่านั้น
- รูเครื่องมือ – รูเพิ่มเติมที่ใช้สำหรับพินเพื่อยึด PCB ให้เรียบระหว่างการประกอบ
วิธีการใช้สารทำให้แข็งตัว:
- การขันสกรู – ตัวทำให้แข็งโลหะถูกขันเข้ากับรูเครื่องมือหรือรูยึด
- การหนีบ – กระดานแซนด์วิชระหว่างที่หนีบและแผ่น
- สิ่งที่แนบมาด้วยกาว – สารทำให้แข็งอะคริลิกหรืออีพอกซีเหนียว
- การบัดกรี – การบัดกรีตัวทำให้แข็งของโลหะ ต้องทนต่ออุณหภูมิรีโฟลว์
สิ่งที่แนบมาเชื่อมต่อระหว่างกัน
สายเคเบิล ชุดสายไฟ และขั้วต่อติดอยู่ที่ขอบของบอร์ดดิ้นเพื่อจ่ายไฟ สัญญาณ และการเชื่อมต่อ
วิธีการบางอย่างรวมถึง:
- การประสาน – สายไฟบัดกรีเข้ากับแผ่นอิเล็กโทรดที่กำหนดบนบอร์ดดิ้น
- การจีบ – การใช้การย้ำทางกลที่เจาะฉนวนตัวนำและสายยึด
- การกำจัดฉนวน – การใช้ขั้วต่อ IDC ที่ผ่าฉนวนสายไฟเพื่อสัมผัสกัน
- การใช้กาวแอนไอโซทรอปิก – ฟิล์มกาวหรือกาวนำไฟฟ้า
- อีลาสโตเมอร์นำไฟฟ้าแกน Z – การใช้ขั้วต่อยางนำไฟฟ้า
อาจใช้การเสริมแรง เช่น ท่อหดความร้อนบนการเชื่อมต่อลวดบัดกรี การบรรเทาความเครียดเป็นสิ่งสำคัญสำหรับความน่าเชื่อถือในระยะยาวของการเชื่อมต่อระหว่างกัน
การประยุกต์ใช้การเคลือบแบบ Conformal
การเคลือบแบบ Conformal คือชั้นป้องกันบางๆ ที่เคลือบไว้ด้านบนของ PCB ที่ประกอบแล้ว สิ่งนี้ให้:
- ปกป้องสิ่งแวดล้อมจากความชื้น ฝุ่น ฯลฯ
- การรองรับทางกลโดยการยึดส่วนประกอบเข้าด้วยกัน
- ฉนวนไฟฟ้าระหว่างร่องรอย
วัสดุเคลือบตามแบบยอดนิยม:
- อะคริลิค – ธรรมดาที่สุดและคุ้มค่าที่สุด ง่ายต่อการใช้และซ่อมแซม
- ยางทำจากซิลิคอน – ทนทานต่ออุณหภูมิสูง มีความยืดหยุ่นมากขึ้น
- ยูรีเทน – ทนต่อการขัดถู.
- พาริลีน – เคลือบไร้รูเข็มบางมาก แพง.
- อีพ็อกซี่ – แข็งและทนทาน แต่ติดและซ่อมแซมได้ยาก
ขั้นตอนการสมัคร:
- การทำความสะอาด – ตรวจสอบให้แน่ใจว่าบอร์ดปราศจากสิ่งปนเปื้อน
- การมาสก์ – ครอบคลุมพื้นที่ เช่น ตัวเชื่อมต่อหรือจุดทดสอบที่ต้องไม่มีการเคลือบผิว
- การเคลือบ – ใช้งานโดยการจุ่ม พ่น หรือแปรง
- การบ่ม - ความร้อนหรือรังสี UV จะทำให้การเคลือบของเหลวกลายเป็นฟิล์มป้องกันที่เป็นของแข็ง
การทดสอบและตรวจสอบ
จำเป็นต้องมีการทดสอบหลายครั้งเพื่อตรวจสอบการประกอบ Flex PCB:
- การตรวจสอบด้วยสายตา – ตรวจสอบส่วนประกอบทั้งหมดที่วางและข้อต่อบัดกรีดูดี ตรวจสอบข้อบกพร่องใดๆ
- การทดสอบในวงจร (ICT) – ใช้โพรบทดสอบเพื่อทดสอบความต่อเนื่องทางไฟฟ้าของวงจรตาม netlist
- โพรบบิน – ทดสอบการเชื่อมต่อของจุดต่างๆ บนบอร์ดเปลือยก่อนการวางส่วนประกอบ
- การทดสอบการทำงาน – ตรวจสอบการทำงานของบอร์ดที่ประกอบแล้วตามที่ตั้งใจไว้โดยการใช้ฟังก์ชันต่างๆ
- การตรวจเอ็กซเรย์อัตโนมัติ – ค้นหาข้อบกพร่องที่ซ่อนอยู่ เช่น ช่องว่างใต้ BGA
- การตรวจสอบเอนโดสโคป – ใช้กล้องเอนโดสโคปเพื่อตรวจสอบส่วนประกอบจากหลายมุม
- การวัดความต้านทาน – ใช้โพรบมัลติมิเตอร์ในการวัดค่าความต้านทานบนบอร์ด
ข้อบกพร่องใดๆ ที่พบในระหว่างการทดสอบจะได้รับการวินิจฉัยและแก้ไข เปลี่ยนส่วนประกอบที่ผิดพลาดและข้อต่อประสานได้รับการปรับปรุงใหม่ บอร์ดผ่านการทดสอบอีกครั้งจนไม่พบข้อผิดพลาด
บูรณาการขั้นสุดท้าย
บอร์ดเฟล็กซ์ที่ประกอบอย่างสมบูรณ์และทดสอบแล้วถูกรวมเข้ากับผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย:
- พับ งอ หรือพันรอบๆ บานพับและขอบอย่างระมัดระวังตามที่ออกแบบไว้แต่แรก
- เพิ่มการบรรเทาความเครียดให้กับตัวเชื่อมต่อหรือสายเคเบิล
- ติดกับเปลือกผ่านรูยึดหรือกาว
- เชื่อมต่อกับขั้วต่อผสมพันธุ์ในผลิตภัณฑ์
- ชิ้นส่วนเครื่องจักรกลเพิ่มเติมที่ประกอบขึ้น – โล่ ตัวยึด ฯลฯ
ซึ่งจะทำให้ PCB แบบยืดหยุ่นพร้อมสำหรับใช้ในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป การวางแผนกระบวนการประกอบ PCB แบบยืดหยุ่นและฝีมือการผลิตที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าการประกอบวงจรแบบยืดหยุ่นเชื่อถือได้ ใช้งานได้จริง และแข็งแกร่ง
อุปกรณ์ประกอบ PCB แบบยืดหยุ่น
อุปกรณ์ประกอบ SMT
- สายพานลำเลียงการจัดการกระดานแบบยืดหยุ่น – สายพานลำเลียงสุญญากาศแบบปรับได้จะยึดบอร์ดเฟล็กซ์อย่างแน่นหนาระหว่างการขนส่งผ่านสายการประกอบ
- เครื่องมือสนับสนุนบอร์ดที่ยืดหยุ่น – เช่น แผ่นสุญญากาศใต้กระดาน หรือการหนีบแบบพิเศษ
- กระดานบางสามารถเลือกและวางได้ – เครื่องจักรที่สามารถรองรับบอร์ดที่บางกว่าและส่วนประกอบที่มีขนาดเล็กกว่าได้
- รางขนส่งช่องทางคู่ – อนุญาตให้โหลดบอร์ดแบบแข็งและไม่แข็งบนเลนแยกกัน
- การปรับบอร์ดแบบยืดหยุ่นโดยเฉพาะ – เตาอบ Reflow พร้อมตัวทำความร้อนแบบปรับได้และระบบทำความเย็นเพื่อควบคุมการโก่งงอ
- เครื่องอุ่นล่วงหน้า – ทางลาดควบคุมอย่างค่อยเป็นค่อยไปจนถึงอุณหภูมิการไหลซ้ำ
อุปกรณ์ประกอบรูทะลุ
- ชุบพินผ่านการเจาะรู – สำหรับบอร์ดสองด้านเพื่อให้สามารถแทรก TH หลังส่วนประกอบ SMT ได้
- การประกอบแบบกดพอดี – อนุญาตให้แนบส่วนประกอบ TH บางอย่างโดยไม่ต้องบัดกรี
- การบัดกรีด้วยหุ่นยนต์ – สำหรับการบัดกรีและการตรวจสอบ TH อัตโนมัติแบบทำซ้ำได้
อุปกรณ์อื่น ๆ
- การบัดกรีคลื่นบอร์ดแบบยืดหยุ่นโดยเฉพาะ – ควบคุมเวลาการสัมผัสความร้อน มุมสัมผัส ฯลฯ ได้ดีขึ้น
- ระบบการเคลือบแบบ Conformal – หุ่นยนต์พ่นหรือเคลือบที่มีความแม่นยำซึ่งปรับให้เหมาะสมสำหรับการเคลือบบอร์ดดิ้นอย่างสม่ำเสมอ
- การตรวจสอบด้วยแสงที่ยืดหยุ่น – ระบบการตรวจสอบด้วยแสงขั้นสูงที่สามารถรองรับการบิดเบี้ยวของบอร์ดแบบยืดหยุ่นได้
- ยานสำรวจบินได้ – อนุญาตให้ทดสอบทางไฟฟ้าของรางก่อนวางส่วนประกอบ
- การตรวจเอ็กซ์เรย์ – ตรวจจับข้อบกพร่องที่ซ่อนอยู่ เช่น ช่องว่างภายใต้การบัดกรี BGA หลังการบัดกรี
ระบบทดสอบ
- อุปกรณ์ทดสอบตะปูเตียง – การเชื่อมต่อชั่วคราวที่เชื่อถือได้กับแผ่นทดสอบบนวงจรดิ้น
- เครื่องมือทดสอบการบิน – โพรบอัตโนมัติทดสอบโหนดไฟฟ้าโดยไม่มีฟิกซ์เจอร์ทดสอบ
- แท่นทดสอบบอร์ดฟังก์ชั่น – จำลองสภาพการโหลดในโลกแห่งความเป็นจริง
เครื่องมือและกระบวนการเฉพาะทางที่เหมาะสมสำหรับวัสดุยืดหยุ่นสามารถปรับปรุงคุณภาพการประกอบและผลผลิตได้อย่างมาก
ความท้าทายในการประกอบ PCB แบบยืดหยุ่น
การบิดเบี้ยวและการย่น
วัสดุบางที่มีความยืดหยุ่นมีแนวโน้มที่จะบิดเบี้ยวและยับย่นระหว่างการประกอบ:
เกี่ยวข้องทั่วโลก
- การไล่ระดับความร้อนระหว่างการบัดกรี
- การกระจายส่วนประกอบไม่สม่ำเสมอ
- การหดตัวของกาวระหว่างการบ่ม
- ความเค้นภายในของวัสดุ
โซลูชัน
- ปรับอัตราการทำความร้อนและความเย็นให้เหมาะสมในระหว่างการรีโฟลว์
- เพิ่มตัวทำให้แข็งและแผ่นรองรับเพื่อรองรับ
- กระจายส่วนประกอบเท่าๆ กันเพื่อปรับสมดุลความเครียด
- ควบคุมกระบวนการบ่มกาวอย่างระมัดระวัง
การลงทะเบียนและการควบคุมความอดทน
วัสดุบอร์ดแบบยืดหยุ่นสามารถหดตัวและขยายได้ ซึ่งนำไปสู่ปัญหาการลงทะเบียนผิดพลาด:
เกี่ยวข้องทั่วโลก
- ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนไม่ตรงกัน
- การยืดและการหดตัวของวัสดุดิ้น
- การสะสมเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนในกระบวนการประกอบ
โซลูชัน
- หมุดและอุปกรณ์จับยึดที่มีพิกัดความเผื่อต่ำ
- ระบบการจัดตำแหน่งการมองเห็นเพื่อการจัดวางที่แม่นยำ
- การประกอบแบบแผงเพื่อลดการจัดการ
- โพสต์แอสเซมบลีของบอร์ดที่ตัดแต่งด้วยเลเซอร์เพื่อปรับปรุงการซ้อนความทนทาน
ปัญหาการบัดกรี
การบัดกรีข้อต่อเล็กๆ บนวัสดุบางและโค้งงอได้อาจเป็นเรื่องท้าทาย:
- การถ่ายเทความร้อนไม่เพียงพอเนื่องจากความหนาของบอร์ด
- ลดการกระทำของเส้นเลือดฝอยของสารบัดกรี
- การบดบังข้อต่อใต้ส่วนประกอบ
- บัดกรีประดับด้วยลูกปัดตามขอบแผง
โซลูชัน
- อุปกรณ์บัดกรีเฉพาะสำหรับบอร์ดเฟล็กซ์
- การเพิ่มประสิทธิภาพการจ่ายแบบวางประสาน
- หน้ากากประสานเพื่อจำกัดการแพร่กระจายของบัดกรี
- เทคโนโลยีเน้นความร้อนสำหรับข้อต่อที่เป็นเงา
การทำความสะอาดและการปนเปื้อน
วงจรดิ้นบางมีแนวโน้มที่จะเกิดการปนเปื้อนซึ่งอาจนำไปสู่ข้อบกพร่องในการประกอบ:
เกี่ยวข้องทั่วโลก
- พื้นผิววัสดุแบบยืดหยุ่นสามารถดักจับสารปนเปื้อนได้
- ตัวทำละลายในการทำความสะอาดอาจตกค้างอยู่ใต้ส่วนประกอบต่างๆ
- ส่วนประกอบอาจเสียหายได้ระหว่างกระบวนการทำความสะอาด
โซลูชัน
- วิธีการทำความสะอาดแบบพิเศษที่ปรับแต่งมาสำหรับบอร์ดแบบยืดหยุ่น
- กระบวนการทำความสะอาดหลังการบัดกรีและหลังการประกอบ
- ประกอบในสภาพแวดล้อมคลีนรูมให้มากที่สุด
ผ่านความน่าเชื่อถือ
การชุบผ่านรูบนบอร์ดดิ้นนั้นไวต่อการแตกร้าว:
เกี่ยวข้องทั่วโลก
- ความเค้นจากการดัดงอสามารถแพร่กระจายรอยแตกร้าวในการชุบได้
- การยึดเกาะไม่ดีระหว่างวัสดุฐานที่ยืดหยุ่นกับกระบอกชุบ
- การสัมผัสกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันระหว่างการประกอบ
โซลูชัน
- ลดการใช้การชุบทะลุรูและจุดแวะหากเป็นไปได้
- ปรับความหนาของการชุบและการรักษาพื้นผิวให้เหมาะสม
- เสริมความแข็งแรงด้วยการเคลือบแบบ Conformal
- ควบคุมอัตราทางลาดของอุณหภูมิอย่างระมัดระวัง
ข้อบกพร่องของการประกอบ PCB แบบยืดหยุ่น
แผ่นปล่องภูเขาไฟ – เนื่องจากการโค้งงอมากเกินไปของแผ่นลามิเนตบางๆ ระหว่างการประกอบ แผ่นอาจแตกและแยกออกจากทองแดงฐาน
ลูกประสาน – การบัดกรีที่มากเกินไปจะทำให้ลูกบัดกรีที่ไม่ต้องการออกมาซึ่งอาจนำไปสู่กางเกงขาสั้นได้
ข้อต่อที่เป็นเงา – ส่วนประกอบ เช่น ตัวเชื่อมต่ออาจบังรอยต่อข้างใต้ ป้องกันไม่ให้เกิดเนื้อโลหะบัดกรีที่เหมาะสม
ข้อต่อที่แยกออกจากกัน – ในกรณีที่ข้อต่อบัดกรีถูกแยกออกจากส่วนที่เหลือเนื่องจากการงอและเกิดรอยแตก
ประสานประดับด้วยลูกปัด – บัดกรีก่อตัวไม่สม่ำเสมอตามขอบบอร์ดดิ้น
การลงทะเบียนผิดพลาด – วางส่วนประกอบไม่ถูกต้องเนื่องจากการขยายและการหดตัวของวัสดุ
หลุมฝังศพ – ตำแหน่งที่ส่วนประกอบ SMT ตั้งขึ้นในแนวตั้งเนื่องจากการรีโฟลว์การบัดกรีที่ไม่สม่ำเสมอ
กาวซึม – กาวส่วนเกินออกมาจากใต้ส่วนประกอบ
พับความเสียหาย – รอยแตกหรือรอยแตกร้าวตามเส้นพับ
ผ่านรอยแตกร้าว – ความเครียดแตกร้าวในการชุบผ่านถังรูที่นำไปสู่การเปิด
การปนเปื้อน – อนุภาคแปลกปลอมติดอยู่ใต้ส่วนประกอบหรือปิดกั้นการไหลของบัดกรี
ข้อบกพร่องหลายประการเหล่านี้สามารถป้องกันได้ด้วยกระบวนการประกอบที่ได้รับการปรับปรุงสำหรับบอร์ดแบบยืดหยุ่นและการตรวจสอบเป็นประจำ
แนวทางการประกอบ Flex PCB
ต่อไปนี้เป็นหลักเกณฑ์สำคัญบางประการที่ต้องปฏิบัติตามสำหรับการประกอบ PCB แบบยืดหยุ่นที่เชื่อถือได้:
- การจัดการบอร์ด – ใช้แผ่นสูญญากาศ ที่หนีบขอบ และการสัมผัสโดยตรงน้อยที่สุดเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดรอยขีดข่วน จัดการแผงแทนแต่ละบอร์ดหากเป็นไปได้
- การควบคุม ESD – ปฏิบัติตามขั้นตอน ESD ที่เหมาะสม เนื่องจากบอร์ดแบบยืดหยุ่นมีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายจากการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตได้มากกว่า เจ้าหน้าที่ประกอบทั้งหมดควรถูกต่อสายดิน
- การใช้สารทำให้แข็งตัว – ต้องใช้ตัวทำให้แข็งในระหว่างขั้นตอนการประกอบส่วนใหญ่เพื่อหลีกเลี่ยงการบิดเบี้ยว แต่ให้เอาสารทำให้แข็งชั่วคราวออกก่อนจะงอ
- การประสาน – ใช้โปรไฟล์การเรียงกลับที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับวัสดุบอร์ดแบบยืดหยุ่น โดยทั่วไปอุณหภูมิสูงสุดจะต่ำกว่าและมีเวลานานกว่าของเหลว
- กาว – หลีกเลี่ยงไม่ให้กาวล้นหรือซึม ใช้ปริมาณน้อยที่สุดที่จำเป็นและให้แน่ใจว่ามีการบ่มที่เพียงพอ
- การทำความสะอาด – ใช้วิธีการทำความสะอาดบอร์ดแบบยืดหยุ่นที่แนะนำ หลีกเลี่ยงการฉีดสเปรย์แรงดันสูงไปที่ส่วนประกอบโดยตรง
- การตรวจสอบ – ตรวจสอบข้อบกพร่องในการบัดกรีและตำแหน่งภายใต้การขยาย ทำการทดสอบทางไฟฟ้า เอ็กซ์เรย์สำหรับปัญหาที่ซ่อนอยู่
- เคลือบป้องกัน – ใช้การเคลือบตามมาตรฐานเพื่อการปกป้องทางกลและสิ่งแวดล้อม ขั้วต่อหน้ากาก
- บรรจุภัณฑ์ – ใช้ถุงหรือท่อป้องกันไฟฟ้าสถิตในการจัดเก็บแผงดิ้นที่มีประชากรอยู่ หลีกเลี่ยงการหักงอหรือทำให้กระดานเป็นรอยพับ
ด้วยการวางแผนกระบวนการประกอบที่เหมาะสม การใช้เครื่องมือและการฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงาน จึงสามารถบรรลุผลตอบแทนสูงและการประกอบ PCB แบบยืดหยุ่นที่เชื่อถือได้
แผนภูมิผังกระบวนการประกอบ Flex PCB
