Un calcolo della deformazione può indicare dove il modello degli strati colloca l’asse neutro e quale deformazione longitudinale prevede in posizioni selezionate del rame per uno stato di piegatura prescritto. Da solo non dimostra un raggio sicuro, la durata in caso di movimenti ripetuti, l’accettazione di fabbricazione o la qualificazione del prodotto finito. Prima di usare il risultato per rilasciare un progetto o discutere con un fornitore, verificate tutti i dati degli strati e il riferimento del raggio; definite poi movimento, materiali, prove e responsabile dell’accettazione che il calcolo lascia aperti.
Questa pagina aiuta a verificare i limiti del calcolo e a preparare il pacchetto per la revisione. Per una revisione più ampia della geometria di piegatura e delle decisioni di rilascio, consultate le regole sul raggio di curvatura dei circuiti flessibili. Per la progettazione destinata a movimenti ripetuti e la pianificazione della durata in cicli, consultate la pagina sulla progettazione della durata dei circuiti flessibili dinamici. Questi temi richiedono dati e prove specifici dell’applicazione, oltre al calcolo locale mostrato qui.
Quali dati vanno definiti prima di calcolare la deformazione locale?
Un risultato relativo all’asse neutro è interpretabile solo se sono espliciti la sezione trasversale e il sistema di coordinate. Partite dalla costruzione rilasciata e dalla definizione della piegatura, non dallo spessore nominale complessivo o da un piano mediano geometrico presunto.
| Dato da fissare | Informazioni necessarie per la revisione | Conseguenza se manca |
|---|---|---|
| Struttura degli strati | Ogni strato in sequenza, spessore, designazione del materiale e revisione controllata, inclusi coverlay, bondply o adesivo, nucleo, rame, schermo e aggiunte locali | Spessore complessivo e distribuzione della rigidezza non sono ricostruibili con affidabilità |
| Coordinate degli strati | Facce di riferimento interna ed esterna e confini di ogni strato misurati dalla faccia interna dichiarata | Posizione del rame e distanza dall’asse neutro non sono verificabili |
| Proprietà meccaniche | Modulo longitudinale e relativa fonte, temperatura, direzione e stato del materiale per ogni strato modellato | La stima dell’asse neutro ponderata per la rigidezza resta irrisolta |
| Rappresentazione del rame | Spessore e posizione del rame, continuità o configurazione e geometria pertinente delle piste | Un calcolo con lamina continua può non rappresentare i conduttori sagomati |
| Larghezza e forma del modello | Se tutti gli strati hanno la stessa larghezza modellata e se una striscia locale assimilata a una trave è una semplificazione difendibile | La larghezza potrebbe non semplificarsi oppure il modello unidimensionale potrebbe omettere effetti importanti |
| Definizione della piegatura | Raggio interno o altro riferimento esplicito, orientamento della piega, stato prescritto e temperatura | La conversione al raggio della superficie neutra non è coerente |
| Geometria locale | Limiti della zona flessibile e vicine sagomature, via/interconnessioni, piazzole, irrigidimenti, schermi e caratteristiche della transizione rigido-flessibile | Il risultato della striscia locale non descrive tali elementi |
| Controllo dei documenti | Revisioni di disegno, struttura degli strati, dati dei materiali e analisi, nonché chi ha approvato ciascuno | Il risultato non è riconducibile al progetto sottoposto a preventivo o rilasciato |
Registrate i dati sconosciuti come input ancora aperti. Non sostituite una costruzione sconosciuta con una famiglia di prodotto nota, un valore predefinito del fornitore o l’ipotesi di una struttura simmetrica, salvo approvazione esplicita delle parti responsabili.
Che cosa calcola un modello locale dell’asse neutro?
Per una striscia diritta composta da strati omogenei, la posizione dell’asse neutro ponderata per la rigidezza longitudinale e misurata dalla faccia interna, secondo le ipotesi riportate di seguito, è
dove Ei è il modulo longitudinale dello strato, bi la sua larghezza modellata, ti il suo spessore e yi la coordinata del suo baricentro. Se tutti gli strati hanno la stessa larghezza, la larghezza comune si semplifica al numeratore e al denominatore. Non eliminatela se le larghezze modellate sono diverse.
Quando il raggio specificato è quello interno, il raggio della superficie neutra in questo modello è
Con la coordinata crescente dalla faccia interna verso quella esterna, la deformazione longitudinale locale con segno alla coordinata y è
I valori negativi indicano compressione e quelli positivi trazione, per l’orientamento della piega qui definito. La percentuale si ottiene moltiplicando la deformazione adimensionale per 100. Specificate se un valore riguarda il centro del rame o la sua superficie: un centroide del rame a deformazione nulla non significa che entrambe le superfici del rame siano prive di deformazione.
Le equazioni seguenti si applicano esclusivamente a due insiemi di dati ipotetici. Entrambi descrivono una striscia locale inizialmente diritta, larga 1 mm, con rame continuo, strati omogenei, adesione perfetta senza scorrimento, sezioni piane, risultante assiale nulla, curvatura cilindrica e temperatura prescritte comuni e proprietà longitudinali lineari elastiche a piccola deformazione. I moduli usati come esempio sono PI 3.5 GPa, adesivo 1.2 GPa e rame 110 GPa. Sono dati matematici soltanto: non identificano un materiale a magazzino, una costruzione APT o una scheda sottoposta a prova.
Che cosa mostrano i due stack ipotetici completi?
Entrambi gli esempi usano un raggio interno dichiarato di 4000 µm. La sequenza degli strati corrisponde esattamente allo spessore complessivo dichiarato. La tabella riporta tutti i confini degli strati dalla faccia interna, consentendo di riprodurre le coordinate dei baricentri e verificare l’uso coerente della convenzione del raggio.
| Caso | Sequenza degli strati dalla faccia interna (µm) | Spessore dichiarato e sommato |
|---|---|---|
| A | PI 0–25; adesivo 25–40; rame 40–58; adesivo 58–73; PI 73–98 | 98 µm |
| B | coverlay PI 0–25; adesivo 25–40; rame interno 40–58; nucleo PI 58–102; rame esterno 102–120; adesivo 120–135; coverlay PI 135–160 | 160 µm |
Nel caso A, il calcolo ponderato del modello colloca y0 a 49 µm dalla faccia interna. Il raggio della superficie neutra è quindi 4049 µm. Il rame si estende da 40 a 58 µm, perciò il suo baricentro è a 49 µm e la deformazione modellata al centro è zero. Sulle due superfici del rame i valori con segno sono −0.2222771054581378% e +0.2222771054581378%; il massimo valore assoluto sulla superficie del rame in questo stato prescritto è 0.2222771054581378%.
Nel caso B, il calcolo del modello colloca y0 a 80 µm e il raggio della superficie neutra a 4080 µm. Il baricentro del rame interno è a 49 µm e quello del rame esterno a 111 µm. Le deformazioni modellate nei rispettivi centri sono −0.7598039215686274% e +0.7598039215686274%. Considerando entrambi gli strati di rame, il massimo valore assoluto su una superficie è 0.9803921568627451% in questo stato prescritto.
Il confronto illustra un punto geometrico circoscritto: con questi esatti dati ipotetici, le posizioni del rame rispetto all’asse neutro calcolato differiscono tra i due stack. Non dimostra che un progetto reale a singolo strato sia accettabile, che uno a più strati sia inaccettabile o che cambiare il numero di strati determini una data durata di servizio. I valori sono risultati del modello, non deformazioni misurate, risultati di prova, limiti di accettazione o raccomandazioni per un raggio di produzione.
Quali comportamenti non considera questo calcolo?
Il calcolo usa una striscia locale diritta con strati omogenei, rame continuo, adesione perfetta senza scorrimento, sezioni piane, risultante assiale nulla, curvatura cilindrica e temperatura comuni, piccole deformazioni e proprietà longitudinali lineari elastiche. Non comprende effetti di Poisson o di piastra, taglio trasversale o interfacciale, tensioni residue, plasticità, risposta viscoelastica, bordi liberi, dettagli del rame sagomato, larghezza variabile, torsione, vincoli di assemblaggio o comportamento della transizione rigido-flessibile.
Queste esclusioni sono rilevanti. Le proprietà e la risposta effettive dipendono dal materiale identificato, dalla lavorazione, dall’orientamento, dalla temperatura e dalla costruzione. Un disegno può includere geometrie che cambiano il trasferimento locale del carico. Il movimento può invertirsi, variare per raggio o velocità, combinarsi con la torsione oppure cambiare con l’assemblaggio e l’ambiente. Questo singolo stato prescritto non contiene cronologia del movimento, intervallo o ampiezza di deformazione, dati dei provini o risultati di fatica comparabili.
Di conseguenza, nessuno dei due esempi produce una deformazione ammissibile, un raggio minimo qualificato, una valutazione sicuro/non sicuro, un numero di cicli, una previsione della vita a fatica, conformità IPC o qualificazione del sistema. Non trasformate il calcolo in uno di questi esiti confrontandolo con una percentuale universale non verificata.
Quali prove rispondono alle diverse domande di rilascio?
Usate il seguente schema di passaggio delle consegne per distinguere le domande a cui può rispondere un calcolo locale da quelle che richiedono conferma da parte di progettazione, materiali, produzione, applicazione, prove e revisione del prodotto. Il responsabile va assegnato per il progetto specifico; le righe non implicano che un dato fornitore fornisca per impostazione predefinita una prova o un documento.
| Decisione di revisione | Informazioni disponibili o da fornire | A quale domanda può rispondere la prova? | Elementi ancora aperti / conferma responsabile |
|---|---|---|---|
| Calcolo della sezione locale | Stack controllato, coordinate, fonti delle proprietà dei materiali, posizioni del rame, convenzione del raggio e ipotesi di analisi | Un altro revisore può riprodurre asse neutro e deformazioni del singolo stato di questo modello? | Il responsabile della progettazione conferma la costruzione rilasciata e la semplificazione accettabile del modello |
| Stato di materiale e processo | Laminato preciso, designazione e spessore della lamina di rame, orientamento, sistema adesivo, condizione di lavorazione e schede tecniche o registri applicabili | Proprietà e costruzione modellate corrispondono allo stato del materiale specificato? | I responsabili di materiali e produzione confermano la costruzione realmente fornita e lavorata; l’esempio non implica un materiale specifico |
| Layout e transizione | Dati Gerber o ODB++, definizione della zona flessibile, geometria delle piste, coverlay, schermi, fori, piazzole, irrigidimenti e dettagli della transizione rigido-flessibile | Quali elementi richiedono una revisione DFM o un’analisi locale separata? | Progettazione e revisori CAM/DFM del fornitore stabiliscono la fattibilità dei file e dello stack rilasciati |
| Movimento e ambiente | Vincoli di assemblaggio, percorso e direzione del movimento, riferimento e tolleranza del raggio, sequenza o cronologia del movimento, temperatura e altre condizioni ambientali pertinenti | Quale storia di deformazione e quali condizioni deve riprodurre una valutazione rappresentativa? | Il responsabile meccanico/del sistema definisce l’uso reale; un singolo stato statico non lo fornisce |
| Provino e monitoraggio | Definizione concordata del provino o assemblaggio, attrezzatura, condizionamento, profilo di carico/movimento, metodo di monitoraggio, criteri di interruzione o danneggiamento, piano di campionamento e formato dei registri | Quale risultato è stato osservato sul provino concordato secondo la procedura concordata? | Qualità, progettazione e fornitore concordano in anticipo metodo, responsabilità, accettazione e rapporto; qui non sono forniti risultati sperimentali |
| Qualificazione del prodotto e modifiche | Specifica d’acquisto applicabile, uso previsto del prodotto, piano di qualificazione, autorità di accettazione e controllo di revisioni/modifiche | Le prove completate soddisfano il requisito specificato dall’acquirente per prodotto e revisione? | Acquirente e autorità di qualificazione decidono accettazione e idoneità del sistema; il calcolo locale non concede approvazioni |
I documenti IPC hanno ruoli distinti, che vanno mantenuti entro il rispettivo ambito. L’ambito pubblico di IPC-2223D (settembre 2016) identifica uno standard di progettazione sezionale per circuiti stampati flessibili e rigido-flessibili. L’ambito pubblico di IPC-6013E (settembre 2021) identifica requisiti di qualificazione e prestazione per tali circuiti, con i requisiti applicativi specificati nella documentazione d’acquisto. Queste informazioni pubbliche datate non dimostrano che l’esempio sia conforme, non stabiliscono una deformazione o un raggio ammissibile universale e non si pronunciano sulla revisione più recente. Per un progetto reale, verificate l’edizione applicabile contrattualmente e i requisiti completi.
Il metodo pubblicato IPC-TM-650 2.4.3.2 Rev C descrive una prova di flessione per materiali di circuiti stampati flessibili e la misurazione delle interruzioni elettriche nelle condizioni prescritte per provino e prova. Un metodo non è un risultato relativo alla scheda in progettazione e non fornisce una previsione di durata per un’altra costruzione o cronologia di movimento. Definite metodo di prova e criteri di accettazione con i responsabili di qualità e progettazione per l’applicazione effettiva.
Che cosa includere in una discussione con il fornitore o in una richiesta di preventivo?
Inviare un pacchetto controllato che permetta al fornitore di identificare il progetto da esaminare e a entrambe le parti di definire l’ambito della revisione. Chiedete una risposta scritta sull’ambito e sulle prove richieste; non presumete che analisi, prova di qualificazione o rapporto siano inclusi finché non sono indicati nell’offerta o nell’accordo.
- Dati Gerber o ODB++ rilasciati, disegno di fabbricazione, vincoli di assemblaggio, identificativi di revisione e quesiti DFM esistenti.
- Stack rigido-flessibile controllato con ogni strato, spessore, posizione e configurazione del rame, coverlay, adesivo o bondply, schermo, irrigidimento e dettaglio locale di transizione identificati.
- Designazioni di materiali e rame, fonti delle proprietà e condizioni applicabili, eventuali requisiti di orientamento della lamina e registri necessari a confermare la costruzione fornita.
- Definizione della piegatura: raggio interno o altro riferimento, tolleranze, direzione, limiti della zona flessibile, stato di assemblaggio, percorso/cronologia del movimento, temperatura e altre condizioni ambientali specificate.
- La domanda esatta rivolta a ciascuna parte: revisione del calcolo, revisione di producibilità/DFM, conferma del materiale, pianificazione delle prove, esecuzione delle prove o supporto alla qualificazione del prodotto.
- Se le prove rientrano nell’ambito: provino concordato, attrezzatura, condizionamento, profilo di movimento, monitoraggio e criteri di guasto, piano di campionamento, contenuti del rapporto, autorità di accettazione e processo di controllo delle modifiche.
- Elenco chiaro dei risultati da consegnare, esclusioni, revisori responsabili, ipotesi del preventivo e punto in cui una modifica dello stack o del progetto richiede una nuova revisione.
Per la complessa integrazione di microvie HDI o una discussione sull’ambito di produzione, sono risorse correlate le pagine sulle capacità di produzione rigido-flessibile di APTPCB e sulle capacità per circuiti stampati rigidi. I collegamenti non dimostrano che uno specifico stack, calcolo, prova o qualificazione sia disponibile o incluso in un’offerta. Per un contesto complementare sull’instradamento di potenza nelle sezioni rigide, consultate la pagina sulla progettazione e dimensionamento dei circuiti stampati in rame spesso.
Domande frequenti
Se il centro del rame si trova sull’asse neutro, la deformazione del rame è nulla?
Nel modello dichiarato, la deformazione è nulla a quella coordinata. Il rame si estende da entrambi i lati del centro e le due superfici possono quindi avere deformazioni di trazione e compressione diverse da zero. Verificate le facce degli strati oltre al baricentro.
Posso sostituire il raggio della superficie neutra con quello interno?
Non nelle equazioni utilizzate qui. Il modello definisce il raggio della superficie neutra come il raggio interno più la distanza dell’asse neutro dalla faccia interna. Mantenete esplicito il riferimento del raggio quando confrontate i calcoli.
Il risultato di un singolo stato di piegatura fornisce l’intervallo ciclico di deformazione o la vita a fatica?
No. Descrive la deformazione locale in un unico stato prescritto, secondo le ipotesi indicate. Per determinare l’intervallo ciclico e la durata servono il movimento reale, evidenze sui materiali ed evidenze sperimentali pertinenti alla costruzione e all’applicazione.
Valori di deformazione uguali significano che due costruzioni hanno la stessa durata?
No. Il modello non considera tutti i fattori di materiale, processo, geometria, carico e ambiente che influenzano un assemblaggio reale. Non contiene dati di fatica comparativi da cui dedurre la durata.
Chi approva il calcolo, la prova e il requisito del prodotto?
Il responsabile della progettazione conferma la costruzione e l’ambito del modello; acquirente e fornitore concordano ambito dell’offerta e responsabilità delle prove; l’autorità di qualità o di prodotto applicabile definisce e accetta i requisiti di qualificazione. Un calcolo locale non sostituisce tali approvazioni.
Che cosa stabilisce IPC-2223 per questo esempio?
L’ambito pubblico citato identifica IPC-2223D come standard di progettazione sezionale per circuiti stampati flessibili e rigido-flessibili. Non stabilisce che questi calcoli ipotetici soddisfino un requisito universale di raggio, deformazione, durata in cicli o accettazione del prodotto. Verificate l’edizione e tutti i requisiti contrattuali del progetto.
Riferimenti pubblici
- IPC, IPC-2223D: Sectional Design Standard for Flexible/Rigid-Flexible Printed Boards, ambito pubblico / indice, settembre 2016: ipc.org/TOC/IPC-2223D.pdf.
- IPC, IPC-6013E: Qualification and Performance Specification for Flexible/Rigid-Flexible Printed Boards, ambito pubblico / indice, settembre 2021: ipc.org/TOC/IPC-6013E-EN_TOC.pdf.
- IPC, IPC-TM-650 2.4.3.2, Rev C, marzo 1991, metodo di prova di flessione dei materiali per circuiti stampati flessibili: documento del metodo di prova IPC. Il riferimento riguarda l’ambito del metodo, non un risultato di prova per uno dei due esempi ipotetici.