Design, CAD & Produktion av Flex & Flex Rigid PCB mha IPC Standards. DNU Trondheim Lars-Olof Wallin. IPC European Representative

Transkript

1 Design, CAD & Produktion av Flex & Flex Rigid PCB mha IPC Standards DNU Trondheim Lars-Olof Wallin IPC European Representative

2 God Morgon Norrmän!

3 Dokumentation Layout över en FLEX Konstruktions- & CAD Avdelning. Layout över en FLEX Mönsterkortsfabrik. IPC Träd. Alla Power Point bilder på DNU:s hemsida

4 Agenda IPC Standards inom områdena: Del 1: Historik & kostnader för Flex & Flex Rigid. Del 2: Konstruktion & CAD/CAM för Flex & Flex Rigid. Del 3A: Produktion av ett Dubbelsidigt Flex. Del 3B: Produktion av 8-Lagers Flex Rigid. Del 4: Bas Material för Mönsterkort. Del 5: Bas Material för Flex & Flex Rigid kort. Del 6: Uppdateringar av IPC-6012, 600, 001 & 610.

5 Introduktion, Historia och Kostnader för Flex- & Flex Rigid Varför skall vi skaffa ett Flex Kretskort?

6 Vad är ett Flex och ett Flex Rigid PCB?

7 Affectionately know as the Camel circuit. Used in automotive gearboxes

8 Fairly complex military circuit for 24 layer rigid flex

9 And it was a bookbinder Design!!

10 När föddes flex tekniken?

11 HISTORIK 1903: Albert Hanson Brittiskt patent : Thomas Edison beskriver tryckt flex. 1927: Parolini kommer på additativ koppar. 1960: Modern flex som koppar/mylar. 1969: Kapton och hög prestanda kort.

12

13

14

15 Fördelar & Nackdelar ur ett ekonomiskt perspektiv? Vad kostar ett FLEX kort?

16 Courtesy of Coretec, Inc.

17 SIGNAL INTERGRITET INTEGRITY Eliminering av parasitiska induktanser & kapacitanser. Bibehållande av signal hastighet, styrka & skärpa. VIKT/UTRYMMES REDUKTION Angränsande flex material lättare än kontakter & kablar. Lika antal av kontakter tar mindre skrymmande plats. MONTERING OCH LÖDNING BOM listan blir enklare. Antalet nödvändiga monteringssteg reduceras. Antalet möjliga fel tillfällen reduceras. Antalet nödvändiga lödpunkter reduceras. KOSTNADS MINSKNING Flex kostar mindre än rigida MK i kombination med kontaktdon. Illustrerar betydelsen av ett Helhetsbilds tänkande. Courtesy of Coretec, Inc.

18 Löser problem relaterat till: - Chock och vibrationer. - Impedans. - Ökande hastighet i komponenter och kort. - Mindre yta och volym.

19 Fördelar med flex kort? Liten volym. Extremt tunt. Lätt att integrera med FR4 & HDI. Relativt enkel tillverkningsprocess. Kan böjas många gånger utan att skadas. Möjlighet att kundanpassa. Kan förses med komponenter.

20 Nackdelar med flex kort? Priset. Caddningen? Produktion?

21 Fördelar med Flex ur en $$ vinkel Exempel 1: Medicinsk produkt. SMD x 2. Krav: Liten Volym. Slutsatser! Inget Flex ingen produkt! Vad är det värt i $$?

22 5 Olika PCBs

23 CAD kostnad: Låt oss Räkna! Flex CAD = CAD av 5 kort (4-lagers). Mönsterkort kostnad: Flex MK = Dyrt i jämförelse med FR4. Vad kostar startkostnaden för 4 st. FR4? 4 x 3000 = kr Blir alla 5 st. FR4 korten klara i lika tid? 5 olika MK paneler.

24 Låt oss Räkna! Stencilkostnad: Totalt 7 olika stenciler filer. Korten Ej klara i lika tid: Extra kostnad = 5 x 2500 = kr. Pick & Place + Lödnings kostnad: Korten Ej klara i lika tid = kr. Extra kostnad i 5 extra programmering & ställ. Extra kostnad i 5 extra riggningar.

25 Låt oss Räkna! In Circuit test: Extra kostnad av 5 fixturer. Extra kostnad av 5 program kr Slutmontering med kablage mellan 5 kort: Kostnad för kontakter och kablar: 10 kr. Extra monteringstid: 30 min = 150 kr/produkt. vid 1000 enheter: kr.

26 Låt oss! I detta fall blir ekvationen: Dyrt Flex-Rigid (X) = X = kr X = (X-FR4) (X-FR4) = X = FR4 X = Superbilligt.

27 Priset på Flex & Flex-Rigid är ointressant!! Det gäller bara att kunna RÄKNA!

28

29 Priset på Flex & Flex-Rigid är ointressant!! Bara det ger den perfekta lödfogen!

30 Jämfört med FR4 + kablage är Flex och Flex-rigid helt outstanding!

31 SLUTSATSER Tänk på följande parametrar innan FLEX införs I Era elektronikprodukter: 1. Specificera Dina krav när det gäller: Mekanisk hållfasthet, utrymme och böjning. Elektrisk hastighet, isolation, impedans och störningar. Risk för korrosion och krypströmmar. 2. Gör en material och produktionskalkyl och jämför en flex lösning med en kablage lösning. 3. Inkludera kostnaden för bristande kvalité och tillförlitlighet I beräkningarna i punkt 2.

32 Inductance Impedance changes Redefining Connection Paths can Help Reduce Power Requirements Capacitance Impedance changes Inductance Capacitance Signal reflections Dielectric & conductor loss Can you see me? Signal reflections Patented Can you see me now?