如何为连接器选择柔性材料?

2023-06-07 15:14:39 来源:《国际线缆与连接》投稿人 冯文飞编译 作者:PFC公司Mike Morando 点击:4174

在过去的十年里,柔性电路变得更加复杂,部分原因是设计的缩小和元件的高速化以及信号完整性的要求。为柔性和刚柔结合电路选择正确的材料是设计过程中的一个关键部分。

虽然电路的布局给了我们很多设计的电气特性,但对材料的选择会影响电路的机械和电气特性。材料的选择不仅会影响到电路的设计环境,也会影响到制造和组装过程。

概念图

柔性材料的选择

制造商在柔性材料方面的专业知识是一笔真正的财富,尤其是在当今复杂的多层柔性和刚柔性电路,以及高速和信号完整性要求方面。在我看来,与柔性材料制造商合作,沟通电路的所有方面,以及电路可能遇到的环境,是一项要求。

以下是应该与制造商讨论的柔性材料标准清单。

  • 批准的过程:供应商在他们的工艺中运行了哪些材料并获得批准?所有的柔性供应商都在聚酰亚胺上蚀刻铜,但材料的可用性、设备、工艺、甚至湿度都会影响柔性和刚性柔性的加工。确保你的供应商熟悉他们所提出的材料,并已批准他们的工艺。你不希望你的项目成为一个科学实验。
  • UL要求:柔性材料是否需要经过UL认证?供应商在他们的UL库中有哪些材料堆栈?UL认证受到他们建议的堆栈中使用的粘合剂的可燃性的影响。
  • 挠性堆栈:聚酰亚胺和铜基于粘合剂还是无粘合剂?基于粘合剂的材料使用丙烯酸粘合剂将铜粘在聚酰亚胺材料上。丙烯酸粘合剂有缺点,如通过开裂和挤压,而且它更容易吸收水分。
  • 电气特性

相关的电气特性主要包括:

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  • 功率:铜的厚度、温度和粘合剂的要求,以满足目前的要求。
  • 阻抗/信号完整性:制造商应该推荐线迹、空间和聚酰亚胺厚度,以及适当的粘合剂要求。
  • 信号速度/低损耗 在大多数情况下,标准柔性材料可以使用到约10Gbps。对于超过10Gbps的速度,制造商应推荐替代材料。PTFE和LCP是目前流行的选择。除了基础材料,在层压过程中可以使用不同的粘合剂和环氧树脂薄膜,提供低Dk和更薄的材料堆。此外,根据所需的Dk值,还有高速覆盖层需要考虑和测试。
  • 屏蔽 材料堆栈可能需要屏蔽,无论是为了电磁干扰还是为了支持高速低损耗的解决方案。还可以添加更多的铜层、交叉划线、金属化环氧树脂,以及一些新的铁质覆盖材料。在堆栈中添加材料总是会影响电路的弯曲,所以要记住这一点。
  • 弯曲半径:IPC标准建议电路的弯曲半径为材料厚度的10倍。这可能会影响到材料的选择和设计。电路的弯曲可能只在电路的某个特定部分。分享弯曲的位置和电路弯曲的次数。你的供应商应该建议通过调整材料的厚度来减少所需区域的厚度。
  • 温度:弯曲会遇到什么温度?高温会影响使用的粘合剂。请确保与供应商讨论环境问题。我们曾使用铝来散热。
  • 加固剂:FR-4是最受欢迎的加固材料。它被用于加固SMT区域、通孔连接器和ZIF连接器接口,但我们也使用了额外的聚酰亚胺作为加固材料,以及陶瓷和不锈钢,这取决于要求。
  • 覆盖层和阻焊层:Coverlay(聚酰亚胺层和痕迹上的粘合剂)用于大多数柔性区域,但现在随着元件的缩小,在密集区域使用阻焊层已变得更加普遍。请记住:阻焊层在弯曲时可能会开裂。
  • 电镀:我们看到更多的要求是在挠性上进行线束连接。电镀软金或ENEPIG是最佳选择。ENIG是标准装配中最常见的。

最终,在与制造商合作并通过这个清单后,应该最终得到一个满足你所有要求的材料堆。

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