IPC-2223C-German language table of contents

IPC-2223C DE
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Design-Richtlinie für
Ihr Fachverband für Design,
Leiterplatten- und Elektronikfertigung e. V.
flexible Leiterplatten
FED e. V. - Ihr Fachverband
für Design, Leiterplattenund Elektronikfertigung
Alte Jakobstraße 85/86
10179 Berlin
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Entwickelt durch das Flexible Circuits Design Subcommittee (D-11) des
Flexible Circuits Committee (D-10) des IPC
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dieses Dokumentes hat
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Version den Vorrang.
Ersetzt:
IPC-2223B - Mai 2008
IPC-2223A - Juni 2004
IPC-2223 - November 1998
IPC-D-249 - Januar 1987
Die Anwender dieser Richtlinie sind aufgefordert, an der Entwicklung
künftiger Versionen mitzuarbeiten.
Kontakt:
IPC
3000 Lakeside Drive, Suite 309S
Bannockburn, Illinois
60015-1249
Tel 847 615.7100
Fax 847 615.7105
November 2011
IPC-2223C
Inhaltsverzeichnis
1
ANWENDUNGSBEREICH .................................... 1
4.3.6
Material für elektronische Bauteile (vergrabene Widerstände und Kondensatoren) .............. 11
1.1
Zweck ................................................................... 1
1.2
Produktklassifikationen ........................................ 1
4.3.7
Leitlacke zur Abschirmung ................................. 11
1.2.1
Leiterplattentyp ..................................................... 1
4.4
Organische Schutzbeschichtungen ...................... 11
1.2.2
Anwendungsklassen ............................................. 4
4.4.1
Lötstopplack ........................................................ 11
1.3
Revisionsänderungen ............................................ 4
4.4.2
Schutzbeschichtungen (Conformal Coating) ...... 12
4.5
Markierungen und Beschriftungen ..................... 12
2
ANWENDBARE DOKUMENTE ........................... 4
2.1
IPC ........................................................................ 4
2.2
Gemeinsame Industriestandards (Joint Industry
Standards) ............................................................. 4
3
ALLGEMEINE ANFORDERUNGEN ................... 5
5
MECHANISCHE UND PHYSIKALISCHE
EIGENSCHAFTEN ............................................... 12
5.1
Fertigungsanforderungen .................................... 12
5.1.1
Leiterplattenfertigung ......................................... 12
5.1.2
Fertigung von Rolle zu Rolle .............................. 12
5.2
Produkt-/Leiterplatten-Konfiguration ................. 12
5.2.1
Leiterplattenkontur ............................................. 12
5.2.2
Betrachtungen zu starren Bereichen ................... 13
5.2.3
Flexible Bereiche ................................................ 14
3.1
Konstruktionsdarstellung ...................................... 5
3.2
Design-Layout ...................................................... 5
3.2.1
Effizienz des mechanischen Layouts
(Überlegungen zur utzenanordnung) ................. 5
3.2.2
Empfehlungen zur Fertigungszeichnung .............. 5
5.2.4
5.2.5
Vorformung ......................................................... 19
Differentielle Längen .......................................... 20
3.3
Schaltplan ............................................................. 6
5.2.6
Abschirmung ....................................................... 23
3.4
Betrachtungen zur Testanforderung ...................... 6
5.2.7
Masse/Stromversorgungsebene .......................... 23
3.4.1
Umgebungsbedingungen ...................................... 6
5.2.8
Versteifungen und Kühlkörper ............................ 23
3.4.2
Mechanische/Biegebeanspruchung ....................... 6
5.2.9
Leitfaden für die Kleberkehlen zur
Spannungsentlastung für flexible und
starr-flexible Leiterplatten .................................. 23
4
MATERIALIEN ........................................................ 6
4.1
Materialauswahl .................................................... 6
5.3
Bestückungsanforderungen ................................. 24
4.1.1
Materialoptionen ................................................... 6
5.3.1
Betrachtungen zur Mechanik .............................. 24
4.2
Dielektrika (inklusive Prepregs und Kleber) ........ 7
5.3.2
4.2.1
Vorgetränktes Verbundmaterial (Prepreg) ............. 7
utzenrahmen für flexible und starrflexible Leiterplatten ........................................... 24
4.2.2
Kleber (flüssig) ..................................................... 7
5.3.3
Rahmen für Einzelleiterplatten ........................... 25
4.2.3
Flexible kleberbeschichtete Verbundfolien
(gegossene Kleber oder Kleberschicht) ................ 7
5.3.4
Rahmenlose flexible und starr-flexible
Leiterplatten ........................................................ 25
4.2.4
Leitfähige anisotrope Kleber ................................ 8
5.3.5
Feuchtigkeit ........................................................ 25
4.2.5
Abdeckmaterialien ................................................ 8
5.3.6
Infrarot Vorheizung und Reflowlöten ................. 25
4.3
Leitfähige Materialien (Endoberflächen) ........... 10
5.3.7
Kleber Glasübergangstemperaturen (Tg) ............ 25
4.3.1
Elektrolytischer Kupferauftrag ........................... 10
5.4
Bemaßungssysteme ............................................. 25
5.4.1
Bezugsgrößen ..................................................... 25
4.3.2
ickelbeschichtung ............................................. 10
4.3.3
Zinn-Blei Beschichtung ...................................... 10
6
4.3.4
Lotbeschichtung .................................................. 10
6.1
Elektrische Betrachtungen .................................. 26
4.3.5
Andere metallische Beschichtungen ................... 11
6.2
Impedanz- und Kapazitätskontrolle .................... 26
ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN .................. 26
v
IPC-2223C
November 2011
7
WÄRMEMANAGEMENT ..................................... 26
10.3
8
BAUTEIL- UND BESTÜCKUNGSASPEKTE .. 26
11
DOKUMENTATION ............................................ 32
12
QUALITÄTSSICHERUNG ................................ 32
8.1
Allgemeine Bestückungsanforderungen ............. 27
8.2
Standardanforderungen der Oberflächenmontage ............................................................... 27
8.3
Anschlussflächen für die Oberflächenmontage ............................................................... 27
8.4
Randbedingung für die Bestückung auf
flexible Bereiche ................................................. 27
Große, leitfähige Bereiche .................................. 32
ANHANG A
Design-Tutorial ................................. 33
BILDER
Bild 1-1
Typ 1 Einseitige flexible Leiterplatte –
Aufbau mit kleberbeschichtetem Substrat ...... 1
8.5
Anschlussverbindungen ...................................... 27
8.6
Verschobene Anschlussflächen ........................... 27
Bild 1-2
Typ 1 Einseitige flexible Leiterplatte –
Aufbau mit kleberlosem Substrat ................... 1
LÖCHER UND VERBINDUNGEN ..................... 27
Bild 1-3
Allgemeine Anforderungen an Anschlussflächen mit Löchern ............................................ 27
Typ 2 Zweiseitige flexible Leiterplatte –
Aufbau mit kleberbeschichtetem Substrat ...... 2
Bild 1-4
Typ 2 Zweiseitige flexible Leiterplatte –
Aufbau mit kleberlosem Substrat ................... 2
9
9.1
9.1.1
Anforderungen an Anschlussflächen .................. 27
9.1.2
Restring-Anforderungen ..................................... 27
Bild 1-5
9.1.3
Betrachtungen zu Anschlussflächenbereichen
für Anschlussösen oder Lötnägel ........................ 28
Typ 3 Flexible Multilayer-Leiterplatte –
Aufbau mit kleberbeschichtetem Substrat ...... 2
Bild 1-6
Anschlussflächengröße für nichtmetallisierte
Bauteilanschlusslöcher ....................................... 28
Typ 3 Flexible Multilayer-Leiterplatte –
Aufbau mit kleberlosem Substrat ................... 2
Bild 1-7
9.1.5
Anschlussflächengröße für durchmetallisierte
Bauteilanschlusslöcher ....................................... 28
Typ 4 Starr-flexible Leiterplatte – Aufbau
mit kleberbeschichtetem Substrat ................... 3
Bild 1-8
9.1.6
Thermische Entkopplungen in leitenden
Ebenen ................................................................ 28
Typ 4 Starr-flexible Leiterplatte – Aufbau
mit kleberlosem Substrat ................................ 3
Bild 1-9
9.1.7
Bauteile für die Oberflächenmontage ................. 28
9.1.8
ichtfunktionale Anschlussflächen .................... 28
Typ 5 Flexible oder starr-flexible Leiterplatte ohne durchmetallisierte Löcher –
Aufbau mit kleberbeschichtetem Substrat ...... 3
9.1.9
Anschlussflächen-Leiterbahn-Übergang ............ 29
9.1.4
9.1.10 Unfixierte Leiterbahnen/Fingerkontakte
an Kanten ............................................................ 29
Bild 1-10 Typ 5 Flexible oder starr-flexible Leiterplatte ohne durchmetallisierte Löcher –
Aufbau mit kleberlosem Substrat ................... 3
9.2
Löcher ................................................................. 30
Bild 3-1
Modell in Originalgröße ................................. 5
9.2.1
ichtmetallisierte Bauteilanschlusslöcher .......... 30
Bild 3-2
Endgültige utzenanordnung ......................... 5
9.2.2
Durchmetallisierte Bauteilanschlusslöcher ......... 30
Bild 4-1
9.3
Zugangsöffnungen in der Decklage .................... 30
Schnittbeispiele für den Aufbau flexibler
Bereiche .......................................................... 7
9.3.1
Zugangsöffnungen, nichtmetallisierte Löcher .... 30
Bild 4-2
9.3.2
Decklagen-Zugangslöcher .................................. 30
Schnitt durch den Aufbau des nicht
verklebten flexiblen Bereiches einer
starr-flexiblen Leiterplatte .............................. 8
9.3.3
Decklagen-Stegbreite .......................................... 30
9.3.4
Bild 4-3
Anschlussflächen-Zugang ................................... 31
Beschichtung bei kleberlosen Substraten ..... 11
9.3.5
Typ 1 Anschlussflächen-Zugang, beidseitige
Zugangsöffnungen .............................................. 31
Bild 4-4
Selektive Beschichtung bei Anwendungen
mit kleberbeschichteten Substraten .............. 11
Bild 5-1
Verschachtelte Schaltungen auf einem
utzen ........................................................... 12
Leiterbahn-Eigenschaften ................................... 31
Bild 5-2
Spezielle Merkmale flexibler Leiterplatten .. 13
10.1.1 Leiterbahnführung .............................................. 31
Bild 5-3
Aussparung als Bohrung ............................... 13
10.1.2 Leiter-Kantenabstand .......................................... 32
Bild 5-4
Verstärkungsfleck für flexible Bereiche ....... 13
10.2
Bild 5-5
Schlitze und uten ........................................ 13
10
10.1
vi
LEITERBAHNEN .................................................. 31
Anschlussflächeneigenschaften .......................... 32
November 2011
Bild 5-6
Abstand des durchmetallisierten Lochs
von der Übergangszone starrer/flexibler
Bereiche ........................................................ 14
Bild 5-7
Verkleinerte Biegeradien .............................. 14
Bild 5-8
Leiterbahnen in Biegebereichen ................... 15
Bild 5-9
eutrale Zonen bei Biege-/Faltbereichen ..... 15
Bild 5-10 Ideale Konstruktion der neutralen Zone ....... 16
Bild 5-11
Lagenstress während des Faltens (Aufbau
mit kleberbeschichtetem Substrat) ................ 17
Bild 5-12 Lagenstress während des Faltens (Aufbau
mit kleberlosem Substrat) ............................. 18
Bild 5-13 Unregelmäßige Faltungen ............................. 19
Bild 5-14 Differentielle Leiterplattenlängen ................. 20
Bild 5-15 Differentielle Leiterplattenlängen, starrflexibel .......................................................... 20
Bild 5-16 Buchbinder .................................................... 22
Bild 5-17 Versetzte Bänder flexibler Lagen .................. 22
Bild 5-18 Versetzte Bänder flexibler Lagen .................. 22
Bild 5-19 Typisches Beispiel für Kupferentfernung
bei flexibler Abschirmung ............................ 23
Bild 5-20 Bevorzugte Dicke der Versteifung, um
eine Spannungsentlastungs-Kleberkehle
aufzubringen ................................................. 24
IPC-2223C
Bild 5-22 Starre Führungsschienen für Einzelleiterplatten ................................................... 25
Bild 5-23 Festlegung der Bezugsgrößen ....................... 26
Bild 9-1
Leiterbahn-Anschlussflächen-Übergänge ..... 27
Bild 9-2
Zugangsöffnungen in der Decklage
und freigelegte Anschlussflächen mit
nichtmetallisierten Löchern .......................... 30
Bild 9-3
Zugangsöffnungen in der Decklage
für freigelegte Anschlussflächen mit
nichtmetallisierten Löchern .......................... 31
Bild 9-4
Zugangsöffnungen in der Decklage
und freigestellte Anschlussflächen mit
durchmetallisierten Löchern ......................... 31
Bild 10-1 Leiterbahnführung, Übergang starrer/
flexibler Bereich ........................................... 32
TABELLEN
Tabelle 4-1 Eigenschaften typischer, flexibler
Dielektrika .................................................... 9
Tabelle 4-2 Minimale mittlere Kupferstärke
in mm [in] ................................................... 10
Tabelle 9-1 Minimale Herstellungstoleranz-Zugaben
für Verbindungs-Anschlussflächen in
mm [in] ....................................................... 28
Tabelle 9-2 Betrachtungen zu nichtfunktionalen
Anschlussflächen ........................................ 29
Bild 5-21 Spannungsentlastung .................................... 24
vii
November 2011
IPC-2223C
Design-Richtlinie für flexible Leiterplatten
1 ANWENDUNGSBEREICH Diese Richtlinie legt die Anforderungen an das Design flexibler Leiterplatten und die Arten
der Bauteilmontage und Verbindungsstrukturen fest. Die in den Strukturen verwendeten flexiblen Materialien bestehen
aus isolierenden, dielektrischen Folien, verstärkt oder nicht verstärkt, in Kombination mit metallischen Materialien. Diese
Leiterplatten können einseitige, zweiseitige, Multilayer oder verschiedene Kombinationen leitfähiger Lagen enthalten. Sie
können komplett flexibel oder in einer Kombination von sowohl starren als auch flexiblen Leiterplatten aufgebaut sein.
Die hier enthaltenen Anforderungen legen spezifische Designdetails fest, die in Verbindung mit IPC-2221
angewendet werden müssen. Ebenso können sie in Verbindung mit IPC-2222 für den starren Teil der Starrflex-Leiterplatte
angewendet werden.
1.1 Zweck
1.2 Produktklassifikationen Die Typen- und Anwendungsklassifikationen der Produkte müssen sowohl IPC-2221, als auch
den Anforderungen in 1.2.1 und 1.2.2 entsprechen.
Diese Richtlinie enthält Design-Informationen für verschiedene flexible und starr-flexible
Leiterplattentypen. Die Leiterplattentypen sind wie folgt klassifiziert:
1.2.1 Leiterplattentyp
Typ 1 Einseitige flexible Leiterplatte mit einer leitfähigen Lage, mit oder ohne Versteifung, aufgebaut mit
kleberbeschichtetem oder kleberlosem Substrat (siehe Bilder 1-1 und 1-2).
Zugangsloch
Zugangsloch
Decklage
Kleber
Substrat
Kupfer-Anschlussfläche
IPC-2223c-de-1-1
Bild 1-1 Typ 1 Einseitige flexible Leiterplatte – Aufbau mit
kleberbeschichtetem Substrat
Decklage
Kleber
Kleberloses
Substrat
Kupfer-Anschlussfläche
IPC-2223c-de-1-2
Bild 1-2 Typ 1 Einseitige flexible Leiterplatte – Aufbau mit
kleberlosem Substrat
1