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Raidisseur métallique PCB rigide-flexible

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Demande personnalisée

APERÇU

Article PCB rigide-flexible
Couche maximale 36L
Trace/Espace minimum de la couche intérieure 3/3 mil
Trace/Espace minimum de la couche sortante 3,5/4 mil
Couche intérieure Max Cuivre 6 onces
Couche de sortie Max Cuivre 3 onces
Forage mécanique minimum 0,15 mm
Forage laser minimum 0,1 mm
Rapport d'aspect (perçage mécanique) 12:1
Rapport d'aspect (perçage laser) 1:1
Tolérance du trou d'ajustement à la presse ±0,05 mm
Tolérance PTH ±0,075 mm
Tolérance NPTH ±0,15 mm
Tolérance de fraisage ±0,15 mm
Épaisseur du panneau 0,4-3 mm
Tolérance d'épaisseur du panneau (<1,0 mm) ±0,1mm
Tolérance d'épaisseur de planche (≥1,0 mm) ±10%
Tolérance d'impédance Mono-extrémité : ±5 Ω (≤ 50 Ω), ± 10% (> 50 Ω)
Différentiel:±5Ω(≤50Ω),±10%(>50Ω)
Taille minimale du tableau 10*10mm
Taille maximale du tableau 22,5*30 pouces
Tolérance de contour ±0,1mm
BGA minimum 7 millions
Min. SMT 7*10 millions
Traitement de surface ENIG, doigt d'or, argent d'immersion, étain d'immersion, HASL(LF),OSP,ENEPIG,Flash Gold; placage or dur
Masque de soudure Vert, noir, bleu, rouge, vert mat
Dégagement minimum du masque de soudure 1,5 million
Barrage de masque de soudure minimum 3 millions
Légende Blanc, noir, rouge, jaune
Largeur/hauteur minimale de la légende 4/23 mil
Largeur du filet de souche 1,5 ± 0,5 mm
Arc et torsion 0.05%
Table des matières
Article principal (H2)

Bien que les raidisseurs ne fassent pas partie intégrante de la conception de circuits imprimés rigides-flexibles, leur utilisation devient vitale dans certains cas où une amélioration de la rigidité ou de la résistance est nécessaire. Ceux-ci sont sélectionnés sur la base de l’application du PCB rigide-flexible. 

Les PCB rigides-flexibles, comme nous le savons, sont une fusion de deux types de circuits : rigides et flexibles. Alors que le premier renforce le circuit, le second est chargé d'ajouter de la flexibilité à la carte PCB. Mais, comme indiqué précédemment, certaines applications peuvent exiger plus de robustesse et de stabilité, et celles-ci peuvent être fournies à l'aide d'un matériau supplémentaire : un raidisseur. 

Alors, qu’est-ce qu’un raidisseur ? Pour vous aider à mieux comprendre, nous avons un article complet sur les raidisseurs de PCB, leurs types, leurs avantages et bien plus encore. Nous mettrons également en lumière la manière dont ils aident ledit PCB à mieux fonctionner, avec un accent particulier sur les raidisseurs métalliques.  

Que sont les raidisseurs de PCB ?

Ce sont des matériaux ou des métaux qui contribuent à améliorer la rigidité ainsi que la résistance d’une partie du PCB. Une fois le raidisseur appliqué, la connexion aux autres pièces rigides devient plus facile. Cela évite de plier et d'endommager la planche. 

N'oubliez pas que l'épaisseur normale d'un raidisseur de PCB est de 0,002″ à 0,059″.

Types de raidisseurs

Les raidisseurs dans un PCB sont de différents types, notamment :

  • Polyimide
  • FR-4
  • Acier inoxydable et 
  • Aluminium 

Parmi tout ce qui précède, les deux derniers sont des métaux et sont utilisés dans les PCB rigides-flexibles si l'application l'exige. Maintenant, étudions ces deux éléments un par un. Mais avant cela, il est important de connaître les raisons pour lesquelles des raidisseurs sont utilisés dans les PCB.

Avantages des raidisseurs 

Lorsque les composants du PCB sont positionnés dans la zone flexible, ils exercent une pression sur le PCB flexible et nécessitent donc une surface rigide. Les raidisseurs leur confèrent cette rigidité afin que les composants puissent être placés facilement et confortablement.  

Alors que les PCB traditionnels présentaient des restrictions en raison de leur forme et de leur conception, les PCB modernes font preuve de flexibilité et peuvent être conçus pour s'adapter à des espaces plus petits. Les raidisseurs les aident à obtenir ces avantages sans perdre en puissance. C'est ainsi les raidisseurs aident.

  • Soutenez les parties de la carte qui contiennent des composants traversants.
  • Ajoutez un support aux connecteurs et aux composants PCB.
  • Assurez-vous que les parties flexibles restent dans les zones rigides selon les besoins.
  • Aide à faciliter la manipulation des circuits imprimés fins et délicats.
  • Maintenir l'épaisseur du circuit imprimé flexible.
  • Remplissez toutes les spécifications du connecteur Zero Insertion Force (ZIF).
  • Maintenir certaines zones de la planche flexible à plat et fermeté.
  • Aide à agrandir le rayon de courbure du circuit là où les parties rigides et flexibles se rencontrent. Cela évite que la partie flexible ne se tende lorsque le circuit est plié.
  • Aidez à organiser et à préserver les tableaux en s'étendant dans le tableau.

Raidisseurs métalliques pour PCB Rigid-Flex

Raidisseur en acier inoxydable

Composé de fer (Fe) et de carbone (C), l'alliage d'acier inoxydable est une forme populaire utilisée dans la production de raidisseurs. Il contient 10,5% de chrome et de nickel, avec 0,2 à 2,11% de carbone. Il est également connu sous le nom d’acier inoxydable ou d’acier résistant à la corrosion. 

Dans certains circuits rigides, les concepteurs doivent vérifier la protection du PCB contre les dommages physiques. C’est là qu’intervient le raidisseur en acier inoxydable. 

Le design unique prend vie grâce à la technologie de frittage qui utilise de la poudre d'acier inoxydable fondue pour former une billette. Le processus ne s’arrête pas là, car davantage d’acier peut être ajouté pour augmenter sa résistance. Cependant, ceux-ci sont principalement utilisés dans des applications qui nécessitent uniquement un montage en surface et aucun perçage.

Pour renforcer la connexion, le silicone joue le rôle d'adhésif et est utilisé dans l'électronique militaire, les systèmes robustes et les dispositifs médicaux. Ce qui rend le raidisseur en acier inoxydable parfait pour ces industries, c'est sa capacité à relever divers défis environnementaux, notamment des températures extrêmement élevées, des vibrations et une manipulation brutale. 

De plus, les raidisseurs en acier inoxydable sont extrêmement légers et durent très longtemps. Ceux-ci peuvent être enduits en surface ou pendant le processus d'assemblage. Cependant, ceux-ci ont un prix élevé et doivent être évités, sauf si cela est nécessaire. 

Raidisseur en acier inoxydable dans un PCB flexible

Les fines feuilles d'acier inoxydable peuvent se plier, ce qui en fait le candidat idéal pour être utilisé comme raidisseur dans un circuit imprimé flexible. Il suffit de le découper à l'aide de cisailles et de grignoteuses ou d'un laser pour créer la forme souhaitée.

Dans un PCB flexible, lorsqu'un concepteur souhaite obtenir de la rigidité mais dispose d'un espace limité, l'acier inoxydable est la bonne option. Le polyimide et le FR4 ne parviennent pas à fournir ces performances car ils sont limités en raison de l'épaisseur du raidisseur. L’acier inoxydable, en revanche, est tout simplement parfait car il est fin et offre l’épaisseur requise. 

Avantages des raidisseurs en acier inoxydable

  • Il est extrêmement insensible aux dommages pouvant survenir en raison d’une humidité élevée. 
  • Un bon conducteur de chaleur permet la dissipation de la chaleur des composants PCB
  • L'acier inoxydable peut supporter beaucoup de chaleur par rapport à l'acier standard, à la fois élevée et faible.
  • Permet la personnalisation car il peut être façonné en différentes formes et tailles
  • Il peut être rendu plus fin pour les applications où l'espace est limité 

Inconvénients du raidisseur en acier inoxydable

  • Bien que plus fin que les autres raidisseurs, il a quand même plus de poids
  • La fixation de l'acier à la planche n'est pas facile et nécessite des adhésifs spéciaux
  • La plasticité élevée rend l'usinage de l'acier très résistant 
  • Il est plus cher que la plupart des raidisseurs car la matière première a un prix élevé. 

Aluminium

Un autre raidisseur métallique pour les PCB rigides-flexibles est l'aluminium. Il est composé de bauxite, apparaît d’un blanc argenté et est mou. Il est considéré comme meilleur que les raidisseurs en verre ou en époxy en raison de sa dissipation thermique et de sa malléabilité. Ainsi, pour les applications générant beaucoup de chaleur, les raidisseurs en aluminium sont tout simplement parfaits. Ceux-ci gèrent non seulement bien la chaleur, mais peuvent également se transformer en dissipateur thermique. 

Leur utilisation vous apportera une tranquillité d'esprit, sachant que les composants et les connecteurs sont sûrs car la chaleur est répartie uniformément. Ceci est également cher par rapport au matériau FR4 ou Polyimide. 

Avantages de l'aluminium :

  • C’est vraiment bien car cela rend les matériaux fins beaucoup plus résistants.
  • Le métal est moins cher que l'utilisation de films polyimide.
  • L'aluminium ne pèse pas lourd et est léger.
  • Vous pouvez façonner l’aluminium comme vous le souhaitez car il est facile à travailler.
  • Il est excellent pour évacuer la chaleur car il conduit bien la chaleur.

Inconvénients de l’aluminium :

  • Parfois, l’aluminium peut changer de forme lorsque la température fluctue, ce qui peut causer des problèmes.
  • Assembler des pièces en aluminium peut être un peu compliqué et nécessiter un traitement spécialisé.
  • L’aluminium peut également commencer à rouiller s’il n’est pas bien protégé
  • Restez vigilant lorsque vous manipulez de l’aluminium flexible car il peut rebondir s’il est chaud.

Ceux-ci sont utilisés dans l’électronique militaire, les fours à micro-ondes et les téléphones portables. Ceux-ci peuvent être façonnés en fonction de la forme et de la taille du PCB.

Autres raidisseurs métalliques

Le cuivre et le laiton sont également utilisés comme raidisseurs métalliques. Mais il y a une différence. Ces deux métaux sont utilisés pour fabriquer des jeux de barres. La barre omnibus est un type de raidisseur de PCB et possède un revêtement diélectrique qui aide à conduire l’énergie. Il se présente sous différentes formes, telles que des bandes plates, des tiges et des barres. Notez que ces jeux de barres conduisent plus d’électricité qu’une trace.

Le cuivre, en tant que métal, est léger et constitue un bon conducteur de chaleur. Pour le fixer au circuit flexible, la soudure est une méthode de liaison privilégiée. Aucun placage n’est requis. Le cuivre est utilisé comme jeu de barres car il peut très bien supporter des températures élevées en plus de conduire l’électricité.

Un autre métal utilisé dans la fabrication des jeux de barres est le laiton. C'est un alliage de cuivre (Cu) et de zinc (Zn). Le laiton se combine avec le cuivre et l'aluminium (souvent utilisés) pour garder le métal moins flexible. 

Est requis par l’application. 

Ces deux éléments sont des composants essentiels d’un jeu de barres. Cependant, il ne faut pas oublier que si chaque jeu de barres est considéré comme un raidisseur, tous les raidisseurs ne sont pas nécessairement des jeux de barres.

Conditions préalables à l'utilisation d'un PCB rigide-flexible avec raidisseur métallique

Le raidisseur métallique doit répondre aux exigences de conception de la conception du PCB. Pour garantir cela, les points suivants sont extrêmement essentiels.

  • Le raidisseur choisi doit être constitué de matériaux en tôle et ne doit pas conduire l’électricité.
  • Lorsque vous l'appliquez sur un côté du PCB rigide avec les circuits flexibles, il ne doit pas plier le PCB rigide de façon permanente.
  • Il doit être inférieur à 0,5 mm mais pas supérieur à 2 mm.
  • Il ne doit y avoir aucune arête vive.
  • Cela ne doit pas gêner le fonctionnement du PCB rigide lorsque vous le placez d'un côté avec les circuits flexibles.
  • La rigidité du métal doit être comprise entre 0,25 et 0,75 MPa. 
  • Il devrait bien fonctionner avec les autres composants et couches utilisés dans les circuits rigides-flexibles.

La surface du raidisseur doit être lisse pour éviter de gâcher le circuit imprimé rigide-flexible pendant la fabrication.

Comment intégrer un raidisseur métallique dans une conception de PCB

Positionnement du calque

Ceux-ci sont placés des deux côtés du circuit imprimé. Cela aide à maintenir les couches du PCB et évite l’expansion et la contraction dues à la chaleur et à l’humidité élevées. 

Adhésion

L'acier inoxydable et l'aluminium nécessitent des adhésifs spéciaux. Les deux adhésifs les plus couramment utilisés sont les adhésifs thermoliés ou PSA (adhésif sensible à la pression). Les adhésifs thermocollants se présentent sous forme de ruban adhésif double face ou de pâte. Le PSA est un adhésif autocollant qui ne nécessite qu'une pression pour former une liaison et qui nécessite de l'eau ou de la chaleur pour l'activer. 

Vous pouvez également utiliser du silicone comme adhésif. Il adhère bien à l'acier inoxydable. Il existe deux manières de le fixer au tableau : manuellement en utilisant du ruban adhésif double face ou avec chaleur et pression pour le plastifier. 

Contournage du raidisseur

Habituellement, des machines laser sont utilisées pour découper les matériaux afin qu’ils puissent épouser avec précision la forme du circuit. 

Montage 

Pour placer des composants, faites des trous, des coussinets et des découpes. Ceux-ci aident à relier la carte flexible à la carte rigide.

Transition flexible-rigide

Lors de l'ajout de raidisseurs, assurez-vous qu'il y a suffisamment d'espace autour des bords du raidisseur. Cela aidera le circuit flexible à se plier et à passer facilement à la partie rigide.

Machine automatisée produisant des pièces électroniques vertes en usine

Conseils pour ajouter des raidisseurs métalliques à un PCB rigide-flexible 

Vous trouverez ci-dessous quelques points pour vous aider à rendre le processus facile et réalisable :

  • Pour alléger la contrainte dans les PCB flexibles, il est important d'avoir un minimum de 0,762 mm de chevauchement entre le raidisseur et le revêtement exposé.
  • L’utilisation d’un adhésif thermique peut coûter plus cher que l’utilisation d’un adhésif sensible à la pression. 
  • Appliquez le raidisseur sur le côté PCB qui comporte des composants traversants plaqués (PTH). Cela vous permet d'insérer les fils des composants dans les trous et également d'atteindre les plots de soudure sur le circuit flexible. 

Épaisseurs courantes des raidisseurs métalliques utilisés dans les PCB rigides-flexibles

Acier inoxydable : 0,15 mm et 0,2 mm

Aluminium : 0,2 mm, 0,25 mm, 0,3 mm, 0,35 mm, 0,4 mm, 0,5 mm, 1,5 mm, 0,15 mm et 0,45 mm 

Pensées d'adieu

Nous pensons que vous connaissez désormais bien les raidisseurs métalliques utilisés pour les PCB rigides-flexibles. L'aluminium et l'acier inoxydable sont des alliages dotés d'excellentes propriétés mécaniques qui les rendent adaptés comme raidisseurs pour les PCB rigides-flexibles.

Bien que leurs capacités ne puissent être niées, il est important de contacter un fabricant de PCB digne de confiance et réputé pour garantir que votre produit final est le meilleur du marché. Assurez-vous qu’ils possèdent suffisamment d’expérience pour vous aider à atteindre le résultat souhaité.

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