Dieses Dokument definiert die Anforderungen an die Konstruktion, Herstellung und Validierung für ein Star-Flex-Leiterplatte mit hoher Verbindungsdichte (HDI). Die Komponente fungiert als primäre Verbindung zwischen einem hochauflösenden CMOS-Bildsensor (CIS) und der Host-Logikplatine.
Hauptfunktion: Übertragung von Hochgeschwindigkeits-Differenzsignalen gemäß MIPI CSI-2/C-PHY.
Wesentliche Einschränkungen:
- Mikro-Via-Technologie: 2+N+2 oder Anylayer HDI-Struktur.
- Signalintegrität: Unterstützung für Datenraten von >2,5 Gbps/Lane.
- Mechanische Zuverlässigkeit: Dynamische Biegeausdauer >100.000 Zyklen.
MATERIAL- UND STAPELSPEZIFIKATIONEN
Um das Problem anzugehen, Übergang von flexibel zu starr und Impedanzkontrolle, Die Materialauswahl ist von entscheidender Bedeutung.
Schichtaufbau (Struktur: 4-lagiges Rigid-Flex)
- Strukturtyp: 2R + 2F + 2R (Luftspaltkonstruktion wird aufgrund ihrer Flexibilität bevorzugt).
- Starres Material: Hoch-Tg FR-4 (Tg > 170°C), verlustarm/halogenfrei.
- Flexibles Material (kritisch):
- Basis: Klebstofffreies Polyimid (PI). Klebstoffbasierte Substrate sind strengstens untersagt aufgrund von Zuverlässigkeitsproblemen.
- Kupfer: Geglühtes Kupfer (RA) für flexible Schichten (Kornrichtung parallel zum Signalweg). Galvanisch abgeschiedenes Kupfer (ED) ist nur für starre Außenschichten zulässig.
- Überlagerung: Polyimid-Deckschicht (12,5 µm PI + 15 µm Klebstoff).
Beispiel für einen Stapel (Gesamtdicke: 0,35 mm ± 10%)
| Schicht | Typ | Material | Funktion | Bitte beachten Sie |
| L1 | Dirigent | Kupfer (12 µm + Beschichtung) | Komponente/Pad | Starre |
| P1 | Dielektrikum | Prepreg (106/1080) | Dielektrikum | Starre |
| L2 | Dirigent | Kupfer (12 µm) | GND-Ebene | Starre |
| C1 | Klebstoff | Acryl/Epoxidharz | Bondply | Prepreg ohne Durchfluss |
| L3 | Dirigent | RA Kupfer (12 µm) | MIPI-Signale | Flex-Kern |
| D1 | Dielektrikum | Polyimid (25 µm) | Kern-Dielektrikum | Flex-Kern |
| L4 | Dirigent | RA Kupfer (12 µm) | GND/Stromversorgung | Flex-Kern |
| C2 | Klebstoff | Acryl/Epoxidharz | Bondply | Prepreg ohne Durchfluss |
| L5 | Dirigent | Kupfer (12 µm) | Leistungsflugzeug | Starre |
| P2 | Dielektrikum | Prepreg (106/1080) | Dielektrikum | Starre |
| L6 | Dirigent | Kupfer (12 µm + Beschichtung) | Komponente/Pad | Starre |
MICRO-VIA- UND HDI-TECHNOLOGIEPROZESS
Um das Problem anzugehen, Mikro-Via-HDI-Prozess Herausforderung:
Über Architektur
- Blinddurchkontaktierungen: Laserbohrung, L1-L2 und L6-L5.
- Durchmesser: 0,10 mm (4 mil).
- Erfassungsfeld: 0,25 mm.
- Vergrabene Durchkontaktierungen: Mechanisch gebohrt, L2-L5 (durch den Flex Core).
- Beschichtung:
- Blinddurchkontaktierungen müssen Kupfergefüllt (Via-in-Pad-fähig) Um eine ebene Oberfläche für das Drahtbonden oder die CSP-Montage zu gewährleisten.
- Dicke der Umhüllung entspricht IPC-6013 Klasse 3 Anforderungen.
Laserbohrungsprozesssteuerung
- Entfernen von Flecken: Nach dem Laserbohren ist eine Plasmareinigung (O2/CF4-Plasma) erforderlich, um vor dem Plattieren die Verkohlung von der Polyimidoberfläche zu entfernen.
- Anmeldung: Die Genauigkeit der Laserbohrerausrichtung muss innerhalb von ±15 µm relativ zu den L2/L5-Pads liegen.
MECHANISCHES DESIGN UND BIEGEKONTROLLE
Um anzusprechen Biegeradiussteuerung und Übergang von flexibel zu starr:
Regeln für die Gestaltung von Biegebereichen
- Neutrale Achsenkonstruktion: Die Hochgeschwindigkeitssignalschicht (L3) muss an der mechanischen Neutralachse des Flex-Laminats positioniert werden, um Zug- und Druckspannungen beim Biegen zu minimieren.
- Geometrie nachzeichnen:
- Die Spuren im Biegebereich müssen senkrecht (90°) zur Biegeachse verlaufen.
- KEINE VIAS sind in der dynamischen Biegezone zulässig.
- Vermeidung von I-Trägern: L3- und L4-Leiter müssen versetzt angeordnet werden, um die Flexibilität zu gewährleisten. Bitte stapeln Sie Kupfer nicht direkt auf Kupfer.
Übergangszone (starr zu flexibel)
- Tränen: Alle Trace-to-Pad-Verbindungen in der Übergangszone müssen mit Tropfenformen ausgeführt werden, um Spannungskonzentrationen zu vermeiden.
- Coverlay-Eröffnung: Die Abdeckung muss mindestens 0,2 mm in den starren Abschnitt hineinragen.
- Versteifungsstrategie:
- Verwenden Sie eine abgestufte Versteifung Bitte stellen Sie sicher, dass die PI-Versteifung 0,5 mm vom Rand der starren Platine entfernt endet, um eine starke Spannungsstelle (Spannungskonzentrationspunkt) zu vermeiden.
- An der Schnittstelle zwischen starrem und flexiblem Teil ist eine Epoxid-Zugentlastung (UV-Kleber) erforderlich.
SIGNALINTEGRITÄT (HOCHGESCHWINDIGKEITS-ROUTING)
Um das Problem anzugehen, Hochgeschwindigkeitssignal Anforderung:
MIPI CSI-2-Routing-Richtlinien
- Impedanzprofil:
- Differential Impedance: 100Ω±10%100Ω±10% (or 85Ω85Ω depending on PHY spec).
- Single-ended Impedance: 50Ω±10%50Ω±10%.
- Bodenreferenz: Alle Hochgeschwindigkeitsleitungen auf L3 müssen auf eine solide GND-Ebene auf L4 verweisen. Kreuzschraffiertes Kupfer auf L4 ist aus Gründen der Flexibilität erlaubt, aber der Lukenabstand muss <λ/20< sein.λ/20 der höchsten Frequenz (ca. 0,1mm Abstand).
- EMI-Abschirmung: Anwendung von Silberpaste-Abschirmfolie (EMI-Folie) auf den äußeren Schichten des Flexbereichs ist erforderlich, um Übersprechen und abgestrahlte Emissionen zu verhindern.
ZUVERLÄSSIGKEITSPRÜFUNG UND QUALIFIZIERUNG
Um anzusprechen Prüfung der mechanischen Zuverlässigkeit:
Die gefertigten Chargen müssen die folgenden Qualifizierungstests auf der Grundlage von IPC-TM-650 Standards.
| Testobjekt | Zustand | Kriterien erfüllen |
| MIT (Mechanischer Impulstest) | Biegeradius: 1.5mm1.5mm (oder 10 × 10 × Flex-Dicke)<br>Geschwindigkeit: 60 Zyklen/Minute<br>Winkel: ±90° ±90° | >100.000>100.000 Zyklen<br>Widerstandsänderung <10%<10% |
| Thermoschock | −40 °CC bis +125∘C+125∘C, 30 Minuten Verweilzeit, 500 Zyklen | Keine Delaminierung<br>Verbindung überprüft |
| Interconnect-Stresstest (IST) | Simuliert mehrere Reflow-Zyklen (260 °C).C) | Keine Risse im Zylinder bei Micro-Vias |
| Peeling Stärke | Abdeckung für Kupfer / Versteifung für Flex | >0,8N/mm>0,8N/mm |
| CAF-Prüfung | Überprüfung des Wachstums leitfähiger anodischer Filamente | Hohe Widerstandsfähigkeit beibehalten |
FERTIGUNGSERGEBNISSE (DFM)
Für die Herstellung sind die folgenden Daten erforderlich:
- ODB++- oder Gerber X2-DateienEinschließlich spezifischer Schichten für Coverlay, Versteifung (SUS/FR4) und EMI-Folie.
- IPC-356-NetzlisteFür elektrische Durchgangs-/Kurzschlussprüfungen.
- Fab-ZeichnungBitte geben Sie Folgendes an:
- Kornrichtung von RA-Kupfer.
- Definition der Begriffe “Luftspalt” und “verbundene Bereiche”.
- Entwurf von Impedanzcoupons für TDR-Tests.
