Een verkeerd uitgevoerd flexibel PCB-prototype kost meer dan een traag prototype. We hebben technische teams drie respin-cycli zien doormaken omdat ze de prototypefase behandelden als een inkoopoefening voor grondstoffen in plaats van als een technische validatiestap. Bij CSNT-EMS in Dongguan bieden we prototypes aan met hoeveelheden van 5 tot 15 stuks en drie- dagen doorlooptijden voor standaardspecificaties, maar het snelste prototype is waardeloos als het de ontwerpparameters die er daadwerkelijk toe doen voor uw toepassing niet valideert.
In deze handleiding wordt beschreven wat u moet specificeren voordat u bestelt, wat u moet verifiëren tijdens de prototypebeoordeling en welke vragen u aan uw FPC-fabrikant moet stellen voordat u tot productie overgaat.
Het duidelijk definiëren van uw prototypevereisten
De meest voorkomende fout bij het bestellen van prototypes is het te weinig specificeren van de vereisten. Als u alleen maar zegt: "we hebben een flex-prototype nodig", vertelt een fabrikant vrijwel niets over uw werkelijke behoeften. Een volledige offerteaanvraag voor een prototype moet het substraatmateriaal (polyimide PI of polyester PET), het aantal koperlagen, de minimale spoorbreedte en -afstand, het type oppervlakteafwerking, de IPC-klasse-eis (meestal klasse 2 of klasse 3) omvatten, en of de toepassing statisch buigen of dynamisch buigen vereist tijdens gebruik.
Materiaalspecificatie is van belang in de prototypefase. Als u van plan bent de Panasonic R-F777 in productie te gebruiken, geef dit dan op voor het prototype. R-F777 biedt een afpelsterkte van 0,525 N per mm, wat meer is dan het IPC/JPCA-6202 Klasse 2-minimum van 0,49 N per mm, wat een bruikbare marge biedt voor flexibele toepassingen. Het gebruik van een generiek PI-substraat voor prototyping en vervolgens overstappen op R-F777 voor productie kan onverwachte verschillen in boorkwaliteit, plaathechting en buigprestaties met zich meebrengen. We hebben gezien dat dit productievertragingen veroorzaakte toen het prototype de kwalificatie behaalde, maar het productiemateriaal niet identiek presteerde.
Inzicht in de doorlooptijden en kosten van prototypes
De standaarddoorlooptijden voor prototypes van fabrikanten in Dongguan bedragen doorgaans vijf tot tien werkdagen voor ontwerpen met twee- lagen en zeven tot vijftien werkdagen voor ontwerpen met meerdere -lagen rigide-flex. Met een versnelde service kunnen deze met de helft worden verlaagd voor een extra premie van 30 tot 50 procent.
Kostenfactoren voor FPC-prototypes zijn onder meer de technische instelkosten (die zich over de eerste batch verspreiden), de materiaalkosten voor de kleine hoeveelheid en de procescomplexiteit. Een twee-laags PI flex-prototype met ENIG-afwerking kost doorgaans 150 tot 300 USD per bord, afhankelijk van het bordoppervlak en de specificaties. Door sequentiële laminering toe te voegen voor rigide-flexibiliteit worden de kosten aanzienlijk hoger.
Panelgebruik heeft een aanzienlijke invloed op de prijs van prototypes. Als uw prototypebord 50 mm bij 50 mm is en de fabrikant 16-op zijn standaardpaneel kan plaatsen, zullen uw kosten per stuk lager zijn dan wanneer hij het als een enkel paneel zou moeten gebruiken. Bespreek de panelvorming met uw fabrikant voordat u de offerte afrondt.
Ontwerp voor beoordeling van de maakbaarheid vóór het bewerken
Vraag een DFM-beoordeling aan bij uw fabrikant voordat u uw bestanden vrijgeeft voor bewerking. Een goede DFM-beoordeling duurt doorgaans één tot twee werkdagen en omvat trace- en ruimtetoleranties ten opzichte van de procesmogelijkheden van de fabrikant, boorgrootte en via-aspectverhoudingslimieten, aanbevelingen voor de geometrie van het flexgebied en de buigradius, en de uitlijning van de coverlay-vensters met pads.
Een DFM-oproep van 30 minuten voordat bestanden werden vrijgegeven, heeft respin-cycli voorkomen bij elk prototype dat we de afgelopen twee jaar hebben uitgevoerd. De fabrikant weet waar de procesvensters krap zijn en kan probleemgebieden signaleren voordat er metaal op het bord zit.
Voorbeeld van DFM-checklistitems voor FPC-prototypebeoordeling
Uw prototype op de juiste manier testen
Uw prototypeverificatieplan moet qua structuur, zo niet qua steekproefomvang, overeenkomen met het productiekwalificatieplan. U dient op zijn minst de conformiteit van de afmetingen met de Gerber-specificaties te verifiëren met behulp van een optisch meetsysteem, de kwaliteit van de oppervlakteafwerking en de soldeerbaarheid op representatieve pads te bevestigen, een dwarsdoorsnede- op één monster uit te voeren om de laagregistratie en de koperdikte te verifiëren, en een buigcyclustest uit te voeren als de plaat tijdens gebruik dynamische buiging zal zien.
Voor klasse 3-toepassingen moet het testen van prototypen een 100 procent visuele inspectie van alle flexgebieden volgens de IPC/JPCA-6202-vereisten omvatten, inclusief bemonstering. Als u gebreken aan het prototype constateert, documenteer deze dan vóór de productiekwalificatierun bij de fabrikant.
IPC-TM-650 Methode 2.4.9.1 behandelt dynamische flextests. Als uw toepassing 100.000 buigcycli bij een specifieke buigradius vereist, voer die test dan uit op het prototype en documenteer de resultaten. Het vinden van een tekort aan flexibele levensduur op het prototype is veel goedkoper dan het vinden ervan nadat u zich tot productie heeft verplicht.
Van prototype naar productie
Voordat u een productie-inkooporder vrijgeeft, moet u bevestigen dat uw fabrikant uw exacte materiaalstapel (ook de stapelcategorie) heeft gekwalificeerd, de procesparameters voor uw specifieke ontwerp heeft gedocumenteerd en heeft geverifieerd dat hun inkomende inspectie voor FCCL en coverlay overeenkomt met de specificaties die u heeft opgegeven.
Traceerbaarheid van materialen bij FPC-productie is belangrijker dan bij rigide PCB-productie, omdat de materiaaleigenschappen van PI en coverlay meer batch-tot- batchvariatie hebben dan FR4. Uw fabrikant moet in staat zijn rapporten over de traceerbaarheid van het materiaal te verstrekken waarin elk productiepaneel wordt gekoppeld aan de specifieke partijnummers van de gebruikte FCCL-, coverlay- en oppervlakteafwerkingschemicaliën.
Door een prototype-naar-productiebrug aan de voorkant van het programma te bouwen, wordt in onze ervaring de tijd tussen prototypegoedkeuring en productieoprit met gemiddeld drie weken verkort.
