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Aktuelle Starrflex Standards
Würth Elektronik Circuit Board Technology
www.we-online.de Seite 1 19.04.2018
Webinar am 17.04.2018
Referent: Andreas Schilpp
Inhalte
1• Warum Starrflex?
2• Hierarchie der Spezifikationen
3• WE Standards Starrflex
4• Standards für EDA Tools
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Vorteile durch Starrflex
Miniaturisierung
Signalintegrität
Zuverlässigkeitdynamische Bewegungen
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Anwendungsbeispiel
Ausgangssituation
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Power Board
8 layers
FR4
Connector
Board10 layers
FR4
contr. Impedance
FPGA Board
16 layers
high Tg FR4
contr. Impedance
Sensor Board
10 layers
FR4
contr. Impedance
€ €
Abbildung
beispielhaft
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Power Board
16 layers
high Tg FR4
contr. Impedance
Connector
Board16 layers
high Tg FR4
contr. Impedance
FPGA Board
16 layers
high Tg FR4
contr. Impedance
Sensor Board
16 layers
high Tg FR4
contr. Impedance
Anwendungsbeispiel
Lösungsansatz: Starrflex xRi-4F-xRi
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Power Board
12 layers
high Tg FR4
contr. Impedance
Connector
Board12 layers
high Tg FR4
contr. Impedance
FPGA Board
12 layers
high Tg FR4
contr. Impedance
Sensor Board
12 layers
high Tg FR4
contr. Impedance
Anwendungsbeispiel
Ergebnis: Starrflex 4Ri-4F-4Ri
Miniaturisierung, Performance, Testbarkeit
source: ANDOR
Inhalte
1• Warum Starrflex?
2• Hierarchie der Spezifikationen
3• WE Standards Starrflex
4• Standards für EDA Tools
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Hierarchie der Spezifikationen
19.04.2018 Seite 8 www.we-online.de
Kunden Leiterplattenspezifikation
allgemeine Kundenspezifikation
IPC Standards
WE Standard: class 2
allgemeine WE Leiterplattenspezifikation
zum Beispiel:
• Acceptability of Printed Boards: IPC-A-600
• Material
• Design: IPC-2223
• Qualification and Performance Spec: IPC-6013
IPC Standards
19.04.2018 Seite 9 www.we-online.de
Klassifizierung nach IPC
Klasse 1 — Hierzu gehören Produkte von begrenzter
Nutzungsdauer für Anwendungen, bei denen die
Hauptforderung die Funktion des vollständigen
Produktes ist.
Klasse 2 — Hierzu gehören Produkte, an die höhere
Ansprüche hinsichtlich Dauerleistung und
Nutzungsdauer gestellt werden und für die
unterbrechungsfreier Betrieb erwünscht wird, aber
keine Bedingung ist.
Klasse 3 — Hierzu gehören Produkte, bei denen
kontinuierliche hohe Funktionssicherheit
Bedingung ist, zudem müssen sie auf Abruf
funktionieren. Funktionsausfall ist nicht zulässig. Das
Produkt muss funktionieren, wenn es benötigt wird.
Design Chain Elektronikentwicklung
19.04.2018 Seite 10 www.we-online.de
vorgegebene Anwendungsbedingungen Spezifikation
„Die Leiterplatte wird allgemein unterschätzt!
Sie ist ein komplexes Konstrukt aus unterschiedlichsten Materialien, hergestellt
durch eine Vielzahl von Prozessen und mit vielfältigen zu planenden Funktionen!“
Inhalte
1• Warum Starrflex?
2• Hierarchie der Spezifikationen
3• WE Standards Starrflex
4• Standards für EDA Tools
19.04.2018 Seite 11 www.we-online.de
19.04.2018 page 12 www.we-online.com
allgemeine WE Leiterplattenspezifikation
Starrflex
Design
Guide
Design
RegelnStack-up Pläne
SemiflexFlex /
TWINflex1F-xRi xRi - ≥2F - xRi 2F-xRi
Übersicht der Standards
IPC Standards
Neue Revision IPC Standard
19.04.2018 Seite 13 www.we-online.de
NEU in IPC-2223D
- hinterlegt in grau
- früher komplizierte Formel
- jetzt Empfehlung „bend ratio“
radius : thickness
- flex-to-install:
- neue Revision Design Guide
-
neue Revisionen Designregeln
use B: dynamic bending
- 1F: 100:1
- 2F: 150:1
- Multilayer: not recommended!
Neue Revision „Starrflex Design Guide“
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Korrektur und Ergänzung Formel:
Neue Revision „Starrflex Design Guide“
19.04.2018 Seite 15 www.we-online.de
NFP – Non Functional Pads ergänzt
NFPR – Non Functional Pad Removal
warum?
VdL-Publikation
„Fertigungsgerechtes Design“, 1998
FED / VdL Empfehlung, 2006
19.04.2018 Seite 16 www.we-online.de
Wozu sind Restringe da?
Layout / Screen:
Real life
IPC-A-600H:
19.04.2018 Seite 17 www.we-online.de
NFPR – Non Functional Pad Removal
warum?
Reduzierung Übersprechen
mehr Platz auf Innenlagen
?
19.04.2018 Seite 18 www.we-online.de
NEIN!
NFPR bringt keinen Platz
auf Innenlagen!
Design Rule Check
muss vor NFP Removal
durchgeführt werden.
NFPR – Non Functional Pad Removal
Spezialfall Starrflex:
Bohren von Polyimid
Metallisieren von Polyimid
Beispiele mit Flexlagen innen
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Anwendungsbeschreibung,
stack-up Beispiele
grundlegende Hinweise
Biegeradien
Verarbeitungsbedingungen
Materialspezifikationen
Link zu Standard Aufbauten
Beschreibung Standard
spezifische Layoutparameter
zusätzlich für Semiflex:
– Hinweise zum Biegen und Befestigen
alle Designregeln
– wurden aktualisiert Internet
– als gelenkte Dokumente Revision!
Aufbau der 3D Designregeln
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Standard - Designregeln nicht beachtet
– Abstände Vias zum Starr / Flex – Übergang
Abstand zum Bohrungspad!
IPC2223:
19.04.2018 page 21 www.we-online.com
Designregeln Starrflex – Abstand Vias / Pads
Designregeln Starrflex – Abstand Vias / Pads
19.04.2018 Seite 22www.we-online.de
Basismaterial Standard 1F-xRi Aufbauten
– Starr: FR4 Tg 150°C, halogenarm, gefüllt
– Flex: Polyimid Tg > 200°C, – typisch 50µm dick
– Lötstopplack, flexibler Lötstopplack partiell im Biegebereich
– Innenlagenkupfer 18µm
19.04.2018
Seite 23
www.we-online.de
Standard Lagenaufbauten Starrflex
Basismaterial Standard xRi-2F-xRi Aufbauten
– Starr: FR4 Tg 150°C, halogenarm, gefüllt
– Flex: Polyimid Tg > 200°C – typisch 50µm dick
– Lötstopplack, Polyimid Deckfolien (Coverlay) partiell im Biegebereich
– Innenlagenkupfer 18µm
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Seite 24
www.we-online.de
Standard Lagenaufbauten Starrflex
Standard Aufbauten Starrflex
19.04.2018 Seite 25 www.we-online.de
Internet
Inhalte
1• Warum Starrflex?
2• Hierarchie der Spezifikationen
3• WE Standards Starrflex
4• Standards für EDA Tools
19.04.2018 Seite 26 www.we-online.de
Designguide und Designregeln
Regeln aus dem Starrflex Designguide
und den Designregeln müssen in den
Constraint Managern abgebildet werden
– Zeitaufwand
– Fehlerrisiko
aktuelles Projekt:
Implementierung der Designregeln in
verschiedenen EDA-Tools
– Start mit Allegro / OrCAD
– Altium
19.04.2018 Seite 27 www.we-online.de
Projekt: Templates für EDA Tools
– Allegro / OrCAD bis Mai 2018
– Altium
IPC-2581 Format zum Import in
weitere EDA Tools
19.04.2018 www.we-online.de
Standard Aufbauten Starrflex
Seite 28
WE Layer Stack-up Allegro / OrCAD Cross Section Editor
Zusammenfassung
Verbesserung der Zuverlässigkeit durch Starrflex
aber auch:
Verbesserung der Zuverlässigkeit bei Starrflex
– aus Qualitäts- und Kostengründen ist eine
Standardisierung notwendig
– Die Beachtung der Designregeln sichert die Herstellbarkeit
und Zuverlässigkeit
– Implementierung der Stack-ups und Designregeln in EDA
Tools wird zur Fehlervermeidung und Produktivitätserhöhung
beitragen
Mehr Informationen im Juni-Webinar (EDA Tools) und
in unserem Webinar Archiv!
19.04.2018 Seite 29 www.we-online.de
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen?
19.04.2018 www.we-online.com
