Mi a különbség az egyoldalas, a kétoldalas és a többrétegű Flex PCB között?

/0 Hozzászólások/a oldalon. /a

Mi a különbség az egyoldalas, a kétoldalas és a többrétegű Flex PCB között?

Talán kíváncsi, mi a különbség az egyoldalas, a kétoldalas és a többrétegű flex PCB között. Íme néhány dolog, amit tudnia kell róluk. Először is, ezek drágábbak. De a kétrétegű NYÁK-hoz képest tartósabbak és könnyebb velük dolgozni.

A 2 rétegű PCB-khez képest

A nyomtatott áramköri lapok esetében a 2 rétegű flex PCB-k és a 4 rétegű flex PCB-k sok hasonlósággal és különbséggel rendelkeznek. Mindkét NYÁK-típus könnyű és költséghatékony, de a két típus különbözik a tervezés összetettségi szintjében. Bár a két NYÁK eltérő felülettel rendelkezik, prototípusok készítéséhez és fejlesztésekhez egyformán jól teljesítenek. Ráadásul mindkét típus könnyen tervezhető a NYÁK tervező szoftverek és professzionális tervezési szolgáltatások segítségével.

Az egyik fő különbség a hajlékony és a merev NYÁK között az anyag. A hajlékony NYÁK anyagának kisebb a méretstabilitása, mint a merev NYÁK anyagainak. Ezért fontos a megfelelő flex anyag kiválasztása. Ha rugalmas NYÁK-ot fontolgat, a fém segíthet. Fémmel megerősítheti a rögzítőfuratokat és a peremcsatlakozókat, ami csökkentheti a költségeket.

A másik különbség a kettő között a vastagság. A 2 rétegű hajlékony NYÁK vastagsága kisebb, ami tökéletesen alkalmassá teszi őket a napelemek számára. Az alacsony vastagságú flex lapokat számítógépes rendszerekben és energetikai alkalmazásokban is használják. A vékony flex lapok az RFID-rendszerekben is hasznosak.

Tartósabb

A kétoldalas flex PCB-k két külön vezető réteggel rendelkeznek, amelyek között poliimid szigetelés van. Jellemzően rézbetétekkel és csatlakozókkal vannak ellátva, és a vezető rétegeken kívül merevítőkkel és áramköri nyomvonalakkal is rendelkezhetnek. Ezek a NYÁK-ok rendkívül rugalmasak és könnyűek, és számos előnyt kínálnak az egyoldalas NYÁK-okkal szemben.

Az egyoldalas hajlékony NYÁK egyetlen vezető fémrétegből készül. A kétoldalas rugalmas NYÁK mindkét oldalán egy-egy réteg vezető fém található, ami növeli az egységnyi területre jutó vezetékezési sűrűséget. A kétoldalas változat jobb útválasztási lehetőségeket is kínál. A mindkét oldalra szerelt áramkörök elektromosan összekapcsolhatók felületi és átmenőfuratos szereléssel. A többrétegű hajlékony NYÁK két vagy három kétoldalas FPC egymásra laminált részéből áll. A szigetelőréteg általában puha anyagból készül.

A többrétegű nyomtatott áramköri lapok robusztusabbak, mint az egyoldalas nyomtatott áramköri lapok. Nagyobb súlyt és hőt bírnak el, mint a hagyományos lapok. A több réteg lehetővé teszi a nagyobb sűrűségű csatlakozókat és a kisebb felületet is. És többféle színben is gyárthatók.

Könnyű dolgozni

A Flex PCB egy sokoldalú, rugalmas áramköri lap, amely háromdimenziós térben hajlítható, hajtogatható, tekerhető és tágítható. Rugalmassága miatt kiváló választás nagy sűrűségű, nagy megbízhatóságú termékekhez. Számos előnnyel rendelkezik, többek között nagy hővezető képességgel, jelintegritással és EMI-ellenállással.

A különböző típusú flex PCB-k a rétegek számában különböznek egymástól. Lehetnek egyoldalasak, kétoldalasak vagy többrétegűek. Hőállóságukban is különböznek, attól függően, hogy milyen anyagból készültek. Egy másik tényező, amely meghatározza a rugalmas NYÁK hőállóságát, a felületkezelés, amely változhat. Egyes felületek bizonyos alkalmazásokhoz jobban megfelelnek, mint mások.

Az egyoldalas NYÁK általában kevésbé rugalmasak, mint a többrétegű NYÁK, de még mindig nagyon kedvező árúak. A kétoldalas NYÁK rugalmasabbak és tartósabbak, és jellemzően fejlettebb alkalmazásokban használják őket.

Drágább

Az egyoldalas flex PCB-k csak egyetlen vezető réteggel készülnek, és rugalmasabbak, mint a kétoldalas flex PCB-k. Könnyebb őket gyártani és telepíteni is, és kevesebb időt igényel a hibakeresés. A gyártási folyamat azonban drágább, mint más flex PCB-típusok esetében.

Az egyoldalas nyomtatott áramkörök általában drágábbak, míg a kétoldalas és a többrétegű hajlékony nyomtatott áramkörök megfizethetőbbek. A kétoldalas NYÁK-ok bonyolultabb áramköri terveket képesek befogadni, és akár két különböző áramköri tervvel is rendelkezhetnek.

A kétoldalas nyomtatott áramköri lapokon több furat és átjáró is található.

Az egyoldalas nyomtatott áramköri lapok egy FR4 szigetelőmag szubsztrátból állnak, amelynek alján vékony rézbevonat található. Az átmenő furatú alkatrészek a hordozó alkatrészoldali oldalára kerülnek, és a kivezetéseik az alsó oldalra futnak át, hogy a rézsínekre vagy a pads-ra forrasztásra kerüljenek. A felületre szerelt alkatrészek közvetlenül a forrasztási oldalra kerülnek, és a vezető alkatrészek elhelyezésében különböznek.

Az egyoldalas FPCB-k szintén könnyűek és kompaktak, és gyakran többféle konfigurációban egymásra helyezik őket. Rugalmasabbak is, mint a vezetékkötegek és a csatlakozók. Még alakíthatók vagy csavarhatók is. Az FPCB-k árai a felhasznált anyagoktól és a megrendelt mennyiségtől függően változnak.

Bevezetés a MEMS mikro-elektromechanikus rendszerekbe

/0 Hozzászólások/a oldalon. /a

Bevezetés a MEMS mikro-elektromechanikus rendszerekbe

Microelectromechanical systems (MEMS) are devices that have moving parts that are made of microscopic components. They are also called micromechatronics and microsystems. At the nanoscale, they merge into nanoelectromechanical systems or nanotechnology.
Nanotubes are a fundamental unit process for manufacturing mems micro electro mechanical systems

Az Illinois-i Egyetem kutatói jelentős áttörést értek el a mikroelektromechanikus rendszerek terén, és a felfedezésnek számos alkalmazási területe van. A nanocsövek alapvető egységfolyamatot jelentenek a mems mikroelektromechanikus rendszerek gyártásában, és munkájuk számos újfajta mems tervezését érinti. Kimutatták, hogy a nanocsövek két aranyelektróda segítségével, valamint elektronsugaras litográfiával és kiemeléssel mintázhatók.

Nanotubes can be manufactured using different techniques, including electroforming and nanomachining. The process also allows for a wide range of applications, from single-use point-of-care diagnostics to multi-use devices for blood analysis and cell count analysis. It is also used in DNA duplication devices, such as Polymerase Chain Reaction (PCR) systems that amplify minuscule DNA and produce exact duplication. Other applications for nanotubes include optical switching networks and high-definition displays.

The manufacturing of nanotubes is an advanced process that involves the assembly of numerous functional materials and functional groups. The process allows the simultaneous manufacturing of a large number of nanodevices. The process is highly complex and time-consuming, with an average process taking about six months for a five nanometer feature.

Silicon is an attractive material for MEMS devices

Silicon is a highly attractive material for MEMS devices because of its high mechanical and electrical properties. In addition, it is compatible with most batch-processed integrated circuits technologies, which makes it an ideal material for many types of miniaturized systems. However, silicon is not without drawbacks.

While SiC is more expensive than silicon, it has some advantages. Its electrical and mechanical properties can be tailored to the requirements of MEMS devices. However, SiC is not yet widely available to designers. Further research is needed to develop the most efficient process technology for SiC MEMS devices.

The key advantages of SiC over silicon are its high thermal conductivity, high break down field, and high saturation velocity. These features make it an excellent material for electronic devices in extreme environments. In addition, it also has a high hardness and wear resistance. The latter is important for sensors that must perform under harsh conditions.

Packaging issues in MEMS devices

Packaging issues are critical to the reliability and performance of MEMS devices. These devices have micron-scale feature sizes and can be prone to scratching, wear, and misalignment. They are also vulnerable to reliability failure mechanisms such as mechanical shock, electrostatic discharge, and stiction. Additionally, moisture, vibration, and mechanical parts may damage the MEMS. For these reasons, the packaging and process of these devices should be carefully considered before the project begins.

Considering package effects early on in the design process is essential for a successful MEMS device. Otherwise, developers risk costly design and fabrication cycles. The solution is to incorporate these effects into a compact, behavioral model, which reduces simulation time and allows for more complex simulations. In addition, it can help prevent the costly pitfalls associated with poor packaging.

Packaging issues can also affect the quality and yield of MEMS devices. In some cases, the devices require a special packaging that can protect them from the harsh environment. As a result, techniques are being developed to handle and process these devices. However, many of these processes are harmful to the MEMS device and lower its yield. This paper aims to shed light on these challenges and to provide solutions to overcome them.

Applications of MEMS devices

Micromechanical devices (MEMS) are tiny devices that can perform many tasks. They can sense pressure, detect motion and measure forces. They can also be used to monitor and control fluids. These devices are particularly useful for medical applications and are dubbed BioMEMS. These devices can perform various tasks in the body, including acting as chemical analysers, micro-pumps and hearing aid components. Eventually, these devices could even become permanent inhabitants of the human body.

These devices are made up of components that are between one hundred micrometers in size. The surface area of a digital micromirror device can be more than 1000 mm2. They are typically comprised of a central unit that processes data and a few components that interact with their surroundings.

Several MEMS devices are currently available in the market, ranging from single-function sensors to system-on-chip devices. The latter combine the use of several MEMS devices with signal conditioning electronics and embedded processors. Several industries have implemented MEMS technology for various measurements.

Tippek a hideghegesztés megismeréséhez

/0 Hozzászólások/a oldalon. /a

Tippek a hideghegesztés megismeréséhez

A hideghegesztés szilárdtest-eljárás, és erősebb kötést eredményez, mint az újraforrasztás. Azonban tiszta felületet igényel. Ahhoz, hogy a hideghegesztés sikeres legyen, a fémfelületnek teljesen mentesnek kell lennie minden oxidrétegtől. A felületnek teljesen simának és korrózió- vagy egyéb szennyeződésektől mentesnek kell lennie.

A hideghegesztés szilárdtest-eljárás

A hideghegesztés egy szilárd állapotú eljárás, amely nem igényel hőbevitelt vagy elektromos áramot a fémdarabok összekapcsolásához. Ez az eljárás a két darabot nyomás alkalmazásával és a felületi érdesség kisimításával köti össze. Mivel nincs elektromos áram vagy hő, a kötés ugyanolyan erős, mint az alapanyag.

A hideghegesztés egy szilárd állapotú eljárás, amely megköveteli, hogy a fémfelület tiszta és szennyeződésektől mentes legyen. A fémfelület tökéletes tisztítását is megköveteli az esetleges oxidrétegek eltávolítása érdekében. A hideghegesztőhuzalok a megfelelő illesztési geometriát is megkövetelik. Ha a huzalok tiszták, akkor precízen tudnak kötni.

Ez az eljárás drágább, mint az oxi-acetilén alapú hegesztés, de az eredmények jobbak. Ez a módszer rugalmasabb is, mint a forrasztás. Lehetőség van rozsdamentes acélból vékony lemezek készítésére, amelyek minimális szakítószilárdságon alapulnak.

Biztonságosabb, mint az álforrasztás

A hideghegesztés olyan eljárás, amely fémeket hegeszt össze elektromos áram vagy hő felhasználása nélkül. Az eljárás alapja egy olyan erő alkalmazása, amely kisimítja a felületet és elősegíti az atomok közötti vonzást. A fémben lévő atomok nem tudnak differenciálódni és egymásba ugrani, és olyan kötést képeznek, amely körülbelül olyan erős, mint az alapfém.

A módszer évszázadok óta ismert, és a régészek már használták a bronzkori eszközök összekapcsolására. A hideghegesztést csak a 17. században vizsgálták először hivatalosan és tudományosan. John Theophilus Desaguliers tiszteletes addig csavart két ólomgolyót, amíg azok össze nem kapcsolódtak. A vizsgálatok kimutatták, hogy a kötés szilárdsága megegyezett az alapfémmel. A hideghegesztés az alapanyagokban bekövetkező változásokat is minimalizálja, mivel nem hoz létre hőhatás által érintett zónát.

A hideghegesztés nem ajánlott minden anyag esetében. Bizonyos fémek, például sárgaréz és alumínium egyesítésére nem használható, mivel ezek túl sok szenet tartalmaznak. Továbbá a hideghegesztés nem használható olyan anyagok összekapcsolására, amelyeket más eljárásokkal erősen megkeményítettek. Ezért fontos, hogy a hegesztés megkezdése előtt tudja, milyen típusú fémet szeretne hegeszteni.

Tiszta felületet igényel

A hideghegesztés egy olyan eljárás, amely fémfelületek között metallurgiai kötést hoz létre. Ez az eljárás akkor a leghatékonyabb, ha a fémek felülete tiszta, szennyeződésektől mentes. A tiszta felület fontos a hideghegesztéshez, mivel lehetővé teszi, hogy a hideghegesztőhuzalok precízen kiszorítsák a szennyeződéseket. A tiszta felületre azért is szükség van, hogy elkerülhető legyen az álforrasztási reakció.

A hideghegesztésnek számos korlátja van, például az anyag típusa. Az ehhez az eljáráshoz használt anyagoknak képlékenynek és szénmentesnek kell lenniük. A hideghegesztést a legjobb olyan színesfémeken végezni, amelyek nem estek át semmilyen edzési folyamaton. Az enyhe acél a leggyakoribb fém ehhez az eljáráshoz.

Ahhoz, hogy ez a folyamat megfelelően működjön, mindkét fémnek tisztának és oxidoktól vagy egyéb szennyeződésektől mentesnek kell lennie. A fémfelületeknek síknak és alaposan megtisztítottnak kell lenniük. Ha nem így van, a kötés nem fog jó kötést képezni. Miután a fémeket megtisztították, nagy nyomás alatt összepréselik őket. Ez a folyamat a fémek közötti mikroszerkezeti szinten hat, ami közel tökéletes kötést hoz létre. A hideghegesztés azonban nem ideális szabálytalan vagy piszkos felületek esetén, mivel az oxidréteg zavarja az elektrokémiai kötést.

Erősebb kötést eredményez, mint az újraforrasztásos forrasztás.

A hideghegesztés kiváló alternatívája az újraforrasztásos forrasztásnak, amely gyengébb kötést eredményez. Az újraáramoltatásos forrasztás a forraszanyag megolvasztásához hőre támaszkodik, amely a munkadarabhoz kötődik. A hideghegesztés hideghegesztési folyasztószert használ, amely a fémoxidok ellen küzd. A folyasztószer használata elengedhetetlen az erős forrasztási kötéshez, mivel a megemelkedett hőmérséklet hatására a munkadarab újraoxidálódik. Ez megakadályozza, hogy a forraszanyag megfelelően kapcsolódjon. A faszén viszont redukálószerként működik, ami megakadályozza, hogy a munkadarab oxidálódjon a forrasztási folyamat során.

Hideghegesztéskor a lapot előkészítik a forrasztási folyamathoz. A lap felületének tisztának és szennyeződésektől mentesnek kell lennie. A jó forrasztási kötésnek homorú, azaz alacsony szögű határfelülettel kell rendelkeznie. A kötésnek nagyon alacsony szögű határon kell lennie, hogy elkerülhető legyen az érzékeny alkatrészek túlmelegedése. Ha a kötés túl nagy szögű, az alkatrész meghibásodhat. Ilyen esetben a lap újbóli felmelegítése segíthet. A jó forrasztási kötésnek sima, fényes felülete van, és a forrasztott huzal kis körvonala látható rajta.

A reflow forrasztás számos alkalmazásban kiváló lehetőség, különösen a kis méretű szerelvényeknél. A hideg kötés viszont ugyanolyan erős, mint az alapfém. A kötés szilárdsága azonban az alkatrészek fémtulajdonságaitól függ, és a szabálytalan formák csökkenthetik a kötés szilárdságát. Mindazonáltal nem lehetetlen erős kötést elérni egy tipikus hideghegesztési alkalmazásban. A hideg nyomóhegesztés leginkább olyan alkalmazásokhoz alkalmas, ahol az érintkezési felület nagy és sík. A hidegnyomásos hegesztés szintén a legjobb a nagy érintkezési felületű öles és tompa kötésekhez.

A vak Via és az eltemetett Via összehasonlítása a nyomtatott áramköri lapok gyártásában

/0 Hozzászólások/a oldalon. /a

A vak Via és az eltemetett Via összehasonlítása a nyomtatott áramköri lapok gyártásában

A nyomtatott áramköri lapok gyártásánál a vak átvezetőkkel szemben számos előnye van a süllyesztett átvezetők használatának. A földbe fektetett átvezetők kisebb sűrűségben gyárthatók anélkül, hogy ez befolyásolná a teljes lapméretet vagy a rétegszámot. Ez előnyös azon tervezők számára, akiknek helyet kell megtakarítaniuk, miközben a tervezési tűréshatároknak is meg kell felelniük. A földbe fektetett átvezetők a kitörések kockázatát is csökkentik.

Hátrányok

A vakon keresztül történő gyártás egy sor olyan folyamatot foglal magában, amely egy fényérzékeny gyantafilm maghoz való ragasztásával kezdődik. A fényérzékeny gyantafilmre ezután egy mintát helyeznek. Ezt a mintát sugárzásnak teszik ki. Ezután megszilárdul. Az ezt követő maratási folyamat lyukakat hoz létre a vezető rétegben. Ezt a folyamatot ezután megismétlik más rétegeken és felületi rétegeken. Ennek az eljárásnak fix költsége van.

A vak átvezetések drágábbak, mint a süllyesztett átvezetések, mivel több rézrétegen kell átvágniuk. Ezenkívül egy csatlakozási ponton belül kell elhelyezni őket, ami jelentősen megnöveli a költségeket. Ennek a megközelítésnek azonban számos előnye van, különösen nagy sűrűségű alkatrészeket tartalmazó nyomtatott áramköri lapok gyártásakor. Javítja a méret- és sűrűségi szempontokat, és nagy jelátviteli sebességet is lehetővé tesz.

A két módszer közül a legkevésbé költséges az ellenőrzött mélységű vakon keresztül történő átvizsgálás. Ez a módszer általában lézerrel történik. A lyukaknak elég nagynak kell lenniük a mechanikus fúrók számára. Ezenkívül nem szabad alattuk áramköröknek lenniük.

Költségek

A vak átvezetések és az eltemetett átvezetések két különböző típusú átvezetés, amelyeket a nyomtatott áramköri lapok gyártása során használnak. Abban hasonlítanak egymáshoz, hogy mindkettő a lapok belső rétegének különböző részeihez csatlakozik. A különbség a furat mélységében rejlik. A vak átvezetők kisebbek, mint az eltemetett átvezetők, ami segít csökkenteni a köztük lévő helyet.

A vak átvezetések helyet takarítanak meg és megfelelnek a nagy tervezési tűréshatároknak. Emellett csökkentik a kitörés esélyét. Ugyanakkor növelik a lap gyártási költségeit is, mivel több lépést és precíziós ellenőrzést igényelnek. A földbe fektetett átvezetések megfizethetőbbek, mint a vak átvezetések, de fontos, hogy a megfelelő elektronikai bérgyártó partnert válassza a projekthez.

A vak és a rejtett átvezetések egyaránt fontos elemei a többrétegű nyomtatott áramköri lapoknak. Az elásott átvezetők előállítása azonban sokkal olcsóbb, mint a vak átvezetőké, mivel kevésbé láthatóak. E különbségek ellenére a vak és a süllyesztett átvezetők hasonló helyet foglalnak el a NYÁK-on. A gyártási folyamat során mindkét típus esetében átvezető lyukak fúrására van szükség, ami a teljes gyártási költség 30-40%-át is kiteheti.

PCB konstrukció

Az átmenő lyukú via és a vak via az elektromos csatlakozások két különböző típusa. Az előbbit a NYÁK belső és külső rétegei közötti összeköttetésekre használják, az utóbbit pedig ugyanerre a célra, de a két réteg összekötése nélkül. Az átmenő lyukú átvezetések gyakoribbak a kétrétegű lapoknál, míg a több réteget tartalmazó lapoknál vak átvezetésekkel is megadhatók. Ez a kétféle csatlakozási mód azonban többe kerül, ezért fontos figyelembe venni a költségeket, amikor az egyik típust választjuk a másik helyett.

A vak átvezetések hátránya, hogy a laminálás után nehezebb őket megfúrni, ami megnehezítheti a lapok lemezelését. Továbbá a vak átvezetés mélységének ellenőrzése a laminálás után nagyon pontos kalibrálást igényel. Ez a megkötés azt jelenti, hogy a vak és a süllyesztett átvezetések nem praktikusak sok olyan lapkakonfiguráció esetében, amely három vagy több laminálási ciklust igényel.

A vak átvezetések másik nagy hátránya, hogy nehezen tisztíthatók. Mivel ezek nyitott üregek, a levegő és más idegen részecskék utat találnak beléjük. Ezért fontos, hogy ellenőrzött környezetet tartsunk fenn a problémák elkerülése érdekében.