Mitmekihilisi painduvaid trükitud vooluahelaid (painduvad trükikoda, FPCB) kasutatakse üha enam laialdasemalt tarbeelektroonikas, autode elektroonikas, meditsiiniseadmetes ja muudes põldudes. Paindlike vooluahelate spetsiaalsed struktuurid ja materiaalsed omadused muudavad nad siiski usaldusväärsuse osas silmitsi paljude väljakutsetega, näiteks mehaaniline väsimus, soojuspaisumisefektid, keemiline korrosioon jne. Järgnev arutatakse meetodeid mitmekihiliste paindlike vooluahelate usaldusväärsuse parandamiseks, eesmärgiga pakkuda inimeste viiteid seotud valdkondades.
1. Materjali valik ja optimeerimine
1.1 Substraadi valik
Põhimaterjal on painduva vooluahela põhiosa ja selle jõudlus mõjutab otseselt vooluahela usaldusväärsust ja kasutusaega. Tavaliselt kasutatavate substraatide hulka kuuluvad polüimiid (PI), polüester (PET) jne. Polüimiidil on suurepärane soojustakistus, keemilised takistused ja mehaanilised omadused, kuid selle maksumus on kõrgemad. Võrdluseks on polüester substraadid odavamad, kuid pakuvad kehvemat soojust ja keemilist vastupidavust. Seetõttu tuleb materjali valimist kaaluda konkreetsete rakenduse stsenaariumide põhjal.
1.2 Kattematerjali valik
Kattematerjali kasutatakse peamiselt vooluahela pinna kaitsmiseks mehaaniliste kahjustuste ja keemilise korrosiooni eest. Tavaliselt kasutatavad kattematerjalid hõlmavad akrüülvaiku, epoksüvaiku jne. Akrüülvaigul on hea painduvus ja ilmastikukindlus, kuid selle kuumakindlus on kehv; Epoksüvaigul on suurepärane soojustakistus ja mehaaniline tugevus, kuid selle paindlikkus on halb. Seetõttu nõuab sobiva kaanematerjali valimine rakenduskeskkonna ja jõudlusnõuete põhjalikku kaalumist.
1.3 Juhtimismaterjalide valik
Juhtimismaterjalide valik on samuti väga oluline. Tavaliselt kasutatav juhtiv materjal on vaskfoolium, millel on head elektrijuhtivused ja mehaanilised omadused.
2. konstruktsiooni disaini optimeerimine
2.1 Line paigutuse optimeerimine
Mõistlik vooluringi paigutus võib tõhusalt vähendada pinge kontsentratsiooni vooluahela sees ja parandada selle töökindlust. Projekteerimisprotsessi ajal peaksime proovima vältida teravaid painutusi ja liinide ristmikke, vähendada joone pikkust ning vähendada signaali ülekandekadu ja häiret. Lisaks võib tugipunktide mõistlik seadmine ja tugevdavad ribid tõhusalt stressi hajutada ja takistada vooluahelate deformeerumist või mehaanilise stressi toimimisel.
2.2 kihtidevahelise ühenduse kujundamine
Mitmekihiliste painduvate vooluahelate tahvlite kihtidevaheline ühendus on üks peamisi tegureid, mis mõjutavad selle usaldusväärsust. Tavaliselt kasutatavate kihtidevaheliste ühendusmeetodite hulka kuuluvad juhtiv liim, laserkeevitamine jne. Juhtivatel liimil on hea painduvus ja sidumisomadused, kuid selle juhtivus ja soojustakistus on kehvad; Laseri keevitamisel on suurepärane juhtivus ja soojustakistus, kuid selle protsess on keeruline ja selle maksumus on kõrge. Seetõttu on kihtidevaheliste ühenduste kujundamisel vaja valida sobiv ühendusmeetod vastavalt konkreetsetele vajadustele.
2.3 Stressi leevendamise disain
Paindlikud vooluahelate tahvlid on kasutamise ajal mitmesugused mehaanilised pinged, näiteks pinge, kokkusurumine, painutamine jne. Selle töökindluse parandamiseks saab disainile sisestada pingest reljeefstruktuurid, näiteks stressi leevendussoojed, stressi leevendakihid jne. Need struktuurid võivad stressi tõhusalt hajutada ja takistada vooluahelaid purunemist või ebaõnnestumist mehaanilise stressi all.
3. tootmisprotsessi optimeerimine
3.1 Täpsete töötlemistehnoloogia
Paindlike vooluahelate tootmise täpsus mõjutab nende töökindlust olulist mõju. Täpse töötlemise tehnoloogia, näiteks laserlõikamise, täpsuse söövitamise jms kasutamine, võib parandada vooluahelate töötlemise täpsust, vähendada vooluahelate BURR -e ja defekte ning parandada selle usaldusväärsust.
3.2 Kuumraviprotsess
Paindlikud vooluringid läbivad tootmisprotsessi ajal mitu kuumtöötluse protsessi, näiteks keevitamine ja kõvendamine. Need protsessid võivad mõjutada substraadi ja juhtivate materjalide omadusi. Seetõttu tuleb temperatuuri ja aega kuumtöötluse käigus rangelt kontrollida, et vältida materjali soojuspaisumist ja soojuspinget, mis põhjustab vooluahela deformatsiooni või riket.
3.3 Pinna töötlemisprotsess
Pinna töötlemisprotsess on oluline vahend painduvate vooluahelate korrosioonikindluse ja kulumiskindluse parandamiseks. Tavaliselt kasutatavad pinnatöötluse protsessid hõlmavad keemilist kullaplaatimist, keemilist hõbedat, keemilist nikliplaati jne. Need protsessid saavad tõhusalt parandada vooluahelate pinna jõudlust ja pikendada nende kasutusaega.
4. Allitavuse testimine ja hindamine
4.1 Mehaaniline jõudluse testimine
Mehaaniline jõudluse testimine on oluline vahend painduvate vooluahelate usaldusväärsuse hindamiseks. Tavaliselt kasutatavad mehaaniliste omaduste testid hõlmavad paindetestimist, tõmbekontrolli, survetestide jms. Need testid saavad hinnata vooluahelate jõudlust mehaanilise stressi all ja pakkuda andmete tuge disaini optimeerimiseks.
4.2 Termiline jõudluse testimine
Termilise jõudluse testimine saab hinnata painduvate vooluahelate jõudlust kõrge temperatuuriga keskkonnas. Tavaliselt kasutatavad termilised jõudlustestid hõlmavad termilise tsükli testimist, termilise šoki testimist jne. Need testid saavad hinnata vooluahelate jõudlust soojuspinge all ja anda viide materjali valimise ja protsessi optimeerimiseks.
4.3 Keskkonna sobivuse test
Keskkonna sobivuse testimine on paindlike vooluahelate usaldusväärsuse hindamine erinevates keskkonnatingimustes. Tavaliselt kasutatavad keskkonnaalade kohanemisproovid hõlmavad soojus- ja niiskustestide testid, soolapihusti testid, madala temperatuuriga testid jne. Need testid saavad hinnata vooluahelate jõudlust erinevates keskkonnatingimustes ja anda aluse rakenduse stsenaariumi valimiseks.
Mitmekihiliste painduvate vooluahelate usaldusväärsuse parandamine hõlmab paljusid aspekte, näiteks materjali valimine, konstruktsiooni kujundamine, tootmisprotsess ja töökindluse testimine. Materiaalse valiku optimeerimisel, struktuuride ratsionaalselt kavandamisel, tootmisprotsesside peeneks kontrollimisel ja usaldusväärsuse teaduslikku hindamise abil saab mitmekihiliste paindlike vooluahelate usaldusväärsust märkimisväärselt täiustada, et rahuldada erinevate rakenduse stsenaariumide vajadusi.
