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PCB multistrato rigido-flessibile

  • PCB multistrato rigido e flessibile

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Richiesta personalizzata

PANORAMICA

Articolo PCB rigido-flessibile
Livello massimo 36 litri
Traccia/spazio minimo livello interno 3/3mil
Traccia/spazio minimo livello esterno 3,5/4mil
Strato interno in rame massimo 6 once
Out Layer Max Rame 3 once
Perforazione meccanica minima 0,15 mm
Perforazione laser minima 0,1 mm
Proporzioni (Perforazione meccanica) 12:1
Proporzioni (Perforazione laser) 1:1
Tolleranza foro Press Fit ±0,05 mm
Tolleranza al PTH ±0,075 mm
Tolleranza NPTH ±0,15 mm
Tolleranza alla svasatura ±0,15 mm
Spessore del pannello 0,4-3 mm
Tolleranza sullo spessore della scheda (<1,0 mm) ±0,1 mm
Tolleranza sullo spessore della scheda (≥1,0 mm) ±10%
Tolleranza di impedenza A terminazione singola:±5Ω(≤50Ω)±10%(>50Ω)
Differenziale:±5Ω(≤50Ω)±10%(>50Ω)
Dimensione minima della scheda 10*10 mm
Dimensione massima della scheda 22,5 * 30 pollici
Tolleranza al contorno ±0,1 mm
BGA minimo 7mil
SMT minimo 7*10mil
Trattamento della superficie ENIG, Gold Finger, Argento ad immersione, Stagno ad immersione, HASL (LF), OSP, ENEPIG, Flash Gold; Placcatura in oro duro
Maschera per saldatura Verde, Nero, Blu, Rosso, Verde opaco
Spazio minimo per la maschera di saldatura 1,5 milioni
Diga minima della maschera di saldatura 3mil
Leggenda Bianco, Nero, Rosso, Giallo
Larghezza/altezza minima legenda 4/23mil
Larghezza del raccordo di deformazione 1,5±0,5 mm
Arco e torsione 0.05%

Un circuito stampato rigido-flessibile multistrato (PCB) combina materiali rigidi e flessibili. Tre o più strati conduttori in rame sono collegati tramite fori in questi circuiti. 

Questo tipo di PCB ha la resistenza e il supporto dei materiali rigidi ed è facile da piegare grazie alle sezioni flessibili. I PCB rigidi-flessibili sono leggeri e compatti e si adattano anche ai dispositivi elettronici più piccoli con caratteristiche high-tech. 

Alcune delle applicazioni comuni dei circuiti rigido-flessibili multistrato riguardano strumenti medici, sezioni aerospaziali e automobilistiche. In questo articolo parleremo di tutti i circuiti rigidi-flessibili multistrato e delle relative considerazioni sulla progettazione. 

Come funziona il PCB rigido flessibile?

I PCB multistrato hanno un'interconnessione tridimensionale tra strati conduttori. Elimina l'uso di più PCB individuali svolgendo un lavoro ancora migliore. I materiali PCB flessibili come la poliimmide sono combinati con sezioni rigide realizzate in FR-4. 

I due strati sono collegati utilizzando adesivi forti. Via e fori dei componenti sono presenti in ogni strato del circuito per effettuare connessioni verticali. La porzione rigida dei PCB ha componenti e le regioni flessibili vengono utilizzate per formare connessioni pieghevoli per funzionalità dinamica. 

I PCB multistrato rigido-flessibili consentono piegature, piegature e avvolgimenti compatti per adattarsi a vari dispositivi elettronici. Costituiscono una scelta completa di circuiti integrati per progetti elettronici avanzati con prestazioni elevate. 

Ogni strato flessibile ha uno strato esterno di poliimmide per l'isolamento. Vengono aggiunti fori passanti placcati per i collegamenti del circuito. Inoltre, viene aggiunta una stripline di superficie per un'impedenza controllata ad alta velocità. 

Nel complesso, i circuiti rigido-flessibili possono adattarsi laddove l'elettronica può presentare sfide di progettazione come diafonia, surriscaldamento e densità dei componenti. 

Questi tipi di PCB sono in grado di dissipare il calore anche in aree di componenti complesse poiché hanno una struttura a strati. Inoltre, la caratteristica flessibile consente di installare i PCB in geometrie dalla forma unica. 

Tipi di circuito rigido flessibile

Esistono due tipi di circuiti stampati rigido-flessibili.

PCB composito rigido-flessibile

È la combinazione di tavole rigide e flessibili con un comune cieco e via interrata. Vie cieche collegano i due strati senza penetrare nelle schede. D'altra parte, i via interrati vengono utilizzati per aumentare il circuito e l'instradamento delle tracce. I PCB compositi hanno design ad alta densità. 

PCB rigido-flessibile

Sia i pannelli rigidi che quelli flessibili sono realizzati separatamente e poi laminati insieme. Il risultato sono schede avanzate ad alte prestazioni che possono adattarsi a piccoli spazi di progettazione. 

Le principali applicazioni dei PCB rigidi-flessibili sono dispositivi medici, TV e illuminazione. Grazie alla resistenza alle alte temperature e alla capacità di piegarsi, i circuiti rigido-flessibili sono ideali per dispositivi elettronici di fascia alta con lunghe ore di funzionamento. 

Considerazioni sulla progettazione per PCB rigidi-flessibili

I requisiti di progettazione dei PCB rigidi-flessibili sono un po' complessi. Eccone alcuni fondamentali per aiutarti a progettare componenti di circuiti affidabili: 

  • Impilamento dei livelli

Dovrebbe esserci un ampio accumulo di strati con strati sia rigidi che flessibili per garantire una flessione e un funzionamento affidabili. Se ci sono più strati flessibili, il circuito non avrà una struttura forte. 

Se gli strati rigidi aumentano, il PCB sarà spesso. La presenza dei giusti strati rigidi e flessibili conferisce una struttura robusta al circuito quando viene piegato in forme dal design unico. 

Gli strati rigidi possono essere formati utilizzando laminati rinforzati o FR-4. Le regioni flessibili del circuito utilizzano materiali dielettrici che possono essere piegati in diverse forme. 

Un adesivo avanzato dovrebbe combinare questi due strati in un'unica struttura. Si noti che l'equilibrio di questi strati è essenziale per aggiungere controllo e stabilità dell'impedenza.

  • Raggio di piegatura

Occorre prestare particolare attenzione a non superare il raggio minimo di curvatura. Se il raggio di curvatura è inferiore, ciò causerà la frattura del rame e danni ai componenti. Inoltre, può delaminare gli strati, rendendo disfunzionale il PCB. 

Per realizzare PCB rigidi e flessibili, viene generalmente utilizzato un raggio di curvatura compreso tra 3 mm e 10 mm. Il raggio di curvatura può essere regolato utilizzando diversi spessori di rame, aggiungendo materiali più flessibili e modificando il design dell'impilamento. 

  • Transizioni da rigido a flessibile

Molti fattori, come la geometria di transizione graduale e gli anelli anulari, possono influire sulle connessioni rigido-flessibili. Se i collegamenti non vengono eseguiti con attenzione, il PCB si spezzerà o non funzionerà. 

Per evitare ciò, ridurre l'uso del rame in prossimità delle transizioni per evitare l'accumulo di materiale. Evita di usare angoli acuti e rastrema gradualmente gli angoli per facilitare la transizione. 

  • Posizionamento del componente

Nessun componente può essere aggiunto agli strati flessibili poiché supportano solo conformità e movimento. Pertanto, i componenti del circuito dovrebbero essere posizionati in sezioni rigide. Inoltre, le sovrapposizioni dovrebbero essere evitate per garantire che le sezioni flessibili siano liberamente piegabili. 

Rimuoverà anche lo stress dai connettori. Un'altra cosa da tenere a mente è evitare il posizionamento dei componenti attorno alle transizioni delle sezioni rigida e flessibile. Prestare attenzione ai componenti di regolazione termica e fornire un'ampia area di rame. 

  • Instradamento

L'instradamento deve essere eseguito lungo l'asse neutro per evitare la rottura e il distacco del PCB. Evitare angoli acuti durante le transizioni. Prestare attenzione alla densità del rame, poiché potrebbe surriscaldare il circuito a causa della mancata dissipazione del calore in alcune sezioni. Utilizzare tracce più ampie e spaziarle in modo appropriato per supportare la flessibilità. 

Assemblaggio PCB rigido-flessibile

Per l'assemblaggio del PCB rigido-flessibile vengono seguiti i seguenti passaggi:

  • Preparazione dei materiali

Il primo passo è pulire i laminati rivestiti di rame prima della fabbricazione. Successivamente, il preimpregnato, la poliimmide, il rivestimento e gli irrigidimenti vengono tagliati secondo i requisiti. 

  • Nucleo flessibile interno

La scheda flessibile avrà un nucleo interno flessibile che può essere realizzato utilizzando poliimmide (PI) e avvolto in un sottile foglio di rame. Inoltre, i fogli di rame vengono laminati quando si aggiungono più di due strati flessibili.

  • Realizzazione di circuiti Flex Core

Dopo la laminazione, il circuito flex core è realizzato con un foglio di rame rivestito con un fotoresist per prevenire l'irradiazione UV. Per realizzare i collegamenti PCB sulla lamina viene utilizzata una pellicola non trasparente. Questa pellicola viene polimerizzata sotto la luce UV per salvaguardare i modelli dei circuiti. 

L'ultimo passaggio consiste nel lavare via il fotoresist non polimerizzato e immergere il rame esposto in una soluzione di NaOH. Dissolverà il rame in eccesso e i circuiti di rame nel nucleo interno diventeranno più prominenti.

  • Laminazione del circuito

Quando sono presenti più di due strati rigido-flessibili, vengono laminati fogli di rame e strati PI alternati. La laminazione viene effettuata prima di aggiungere eventuali circuiti. Inoltre, il rame viene utilizzato per elettrolizzare il circuito con lo stagno. 

Qualsiasi materiale in eccesso viene sciolto in un bagno di NaOh, lasciando solo tracce di rame elettrolitico. Il passo successivo è praticare dei fori nelle piastre utilizzando un laser. La copertura è laminata per completare gli strati flessibili del PCB.

Circuiti a sezione rigida, foratura e laminazione

La sezione rigida del PCB è laminata con strati prepreg alternati e lamina di rame. I fori vengono aggiunti alla scheda insieme ai circuiti su sezioni rigide. È possibile utilizzare un laser per realizzare un PCB HDI. 

  • Tagliare il materiale in eccesso

Usa un laser per tagliare il preimpregnato in eccesso in modo che la sezione sia esposta.

  • Testare il funzionamento del PCB

Alcuni test comuni sui PCB includono controlli di impedenza, flessione e prestazioni termiche. Questi test vengono eseguiti dopo aver aggiunto la serigrafia e la finitura superficiale sul PCB. verificare inoltre la qualità dei fori, delle connessioni e la resistenza meccanica.

Vantaggi dei circuiti multistrato rigido-flessibili

I PCB multistrato rigido-flessibili presentano numerosi vantaggi, tra cui: 

  • Migliore funzionalità

I circuiti multistrato hanno una densità di assemblaggio di circuiti più elevata, offrendo funzionalità migliorate. Migliora la capacità e la velocità del segnale grazie agli strati, anche in un PCB di piccole dimensioni. 

  • Errori ridotti nell'assemblaggio

Poiché la produzione dello strato PCB è automatizzata dalle macchine, c'è meno spazio per l'errore umano. Molti cavi costruiti a mano presentano questi errori e causano un guasto nel funzionamento. L'assemblaggio automatizzato garantisce instradamenti e passaggi perfetti per le connessioni.

  • Conveniente

La produzione non si basa sul lavoro manuale, riducendo così i costi separati di saldatura, avvolgimento o instradamento. Inoltre, l’aumento del volume di produzione dovuto all’automazione rende gli ordini all’ingrosso più economici.

  • Progettazione e installazione flessibili

Il design tridimensionale multistrato dà libertà di progettazione. Con un design avanzato, i PCB multistrato rigido-flessibili sono in grado di funzionare meglio in condizioni di carichi pesanti e cambiamenti chimici e di resistere a condizioni climatiche avverse.

Un altro punto a favore è l'installazione flessibile, poiché i circuiti pieghevoli possono essere regolati ovunque per ottenere movimenti e funzioni elettroniche migliori. Inoltre, l'elevata densità di questi circuiti consente più spazio per aggiungere più funzionalità.

  • Dissipazione del calore migliorata

I PCB rigidi-flessibili con design multistrato hanno un flusso migliore. Di conseguenza, sono in grado di dissipare meglio il calore. Inoltre, un migliore flusso d'aria garantisce una temperatura operativa complessiva più bassa. Il maggior rapporto superficie/volume aumenta inoltre la durata del ciclo di vita del circuito.

  • Leggero

I circuiti rigido-flessibili multistrato sono realizzati utilizzando substrati dielettrici sottili. Pertanto, sono più flessibili con strutture robuste. Le loro dimensioni ridotte facilitano l'assemblaggio di componenti elettronici più piccoli. 

  • Durevole 

Il minor numero di interconnessioni nei circuiti rigido-flessibili migliora la durata. Questi circuiti si flettono fino a 500 milioni di volte prima di smettere di funzionare. Anche se le condizioni termiche sono estreme, funzioneranno comunque normalmente. 

Applicazioni dei PCB Rigid-Flex

I circuiti rigido-flessibili offrono prestazioni affidabili a bassi costi di produzione. Sono utilizzati in vari dispositivi high-tech, come la tecnologia aerospaziale. I circuiti rigido-flessibili vengono utilizzati anche nell'illuminazione semplice per renderli durevoli. 

Le loro applicazioni industriali includono dispositivi a radiofrequenza o dispositivi di comunicazione militare che richiedono segnali di alta qualità. Sono ideali per dispositivi ad alto impatto senza subire danni. 

Grazie alla loro natura flessibile, vengono utilizzati in dispositivi medici come le apparecchiature indossabili per il monitoraggio sanitario. Alcune delle apparecchiature ad alta tecnologia come macchine a raggi X, cardiofrequenzimetri e dispositivi per scansioni CAT utilizzano PCB rigido-flessibili. 

Un'altra applicazione significativa è il monitoraggio e la scansione delle spedizioni per i dipartimenti di e-commerce. Rende il lavoro più semplice e veloce. 

Conclusione 

I PCB rigidi-flessibili multistrato sono circuiti digitali versatili utilizzati nei sistemi a radiofrequenza, comunicazione ad alta velocità e microonde. I PCB rigidi-flessibili offrono una maggiore qualità del segnale pur essendo leggeri e compatti. Quando si progettano questi circuiti, considerare i materiali, il raggio di curvatura e il posizionamento dei componenti interni. Collabora con un produttore di PCB professionale per garantire qualità premium con la massima flessibilità di progettazione. 

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