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PCB rigido-flessibile a strati

  • PCB rigido e flessibile a strati

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Essendo uno dei produttori di PCB più esperti al mondo, siamo orgogliosi di essere i vostri migliori partner commerciali e buoni amici in ogni aspetto delle vostre esigenze PCB.
Richiesta personalizzata

PANORAMICA

Articolo PCB rigido e 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 PCB a strato singolo sta rapidamente diventando un ricordo del passato. Oggi ne sarai testimone solo nel più semplice dei PCB. I PCB stratificati sono più ampiamente utilizzati, in particolare quelli rigido-flessibili. Questi non solo offrono la possibilità di piegarsi e flettersi come preferisci, ma hanno anche funzionalità migliorate. 

Nel corso di questo articolo ne conosceremo le caratteristiche, le considerazioni sulla progettazione, la produzione e la sua applicazione in tutti i settori. 

Ma, prima di procedere al PCB rigido-flessibile a strati, è molto importante capire cos'è un PCB rigido-flessibile.

Cos'è un PCB rigido-flessibile?

In parole semplici, un PCB rigido-flessibile è un circuito stampato che incorpora e mostra le qualità sia dei circuiti robusti che dei circuiti flessibili. Una combinazione riuscita dei due garantisce che il PCB risultante possa essere flessibile comodamente e possa gestire gli ambienti operativi più difficili.

Ora definiamo la forma a strati.

Cos'è un PCB rigido-flessibile a strati?

Un PCB rigido-flessibile a strati è un tipo di scheda rigido-flessibile che ha molti strati o circuiti rigidi e flessibili amalgamati per sfruttare i vantaggi di una scheda flessibile e di un PCB rigido.

Ogni strato viene accuratamente selezionato per formare un PCB che funzioni come previsto per l'applicazione per cui è stato realizzato.

Il numero di strati in un PCB rigido-flessibile può variare da 1 a 100. Grazie a diversi produttori, ora è facile creare prototipi e assemblaggi PCB a un ritmo molto più rapido. Sebbene il processo sia leggermente complicato, nulla impedisce loro di costruirli per diversi settori. 

Circuito stampato verde con connettori flessibili gialli e tecnologia a montaggio superficiale

Caratteristiche principali di un PCB rigido-flessibile a strati

  • Il PCB rigido-flessibile stratificato, come sappiamo, ha parti che possono piegarsi e irrigidirsi. Quest'ultimo è caratterizzato da strati disposti uno sopra l'altro. Mentre alcuni di essi fungono da massa, gli altri sono combinati per trasportare i segnali. 
  • La parte rigida non è sottile come la parte flessibile. Tuttavia, è costruito nello stesso modo degli strati interni delle sezioni rigide del PCB.
  • Sono i nastri flessibili che creano segnali tra le sezioni rigide. Quindi, per renderlo possibile, è necessario almeno uno strato oltre a un piano di massa per le correnti che ritornano.
  • Un motivo in rame tratteggiato viene utilizzato per far sì che i collegamenti di alimentazione o di terra si estendano sul nastro flessibile. Ciò rende il PCB altamente flessibile. 
  • È possibile posizionare i componenti direttamente sul nastro flessibile. Ma solo se l'overlay ha uno strato di segnale proprio sopra di esso. Assicurati che la sovrapposizione sia sempre sul livello del segnale. Possono essere utilizzati anche metodi di placcatura dei bottoni. 
  • Non è necessario l'incorporamento dei componenti. I componenti possono essere posizionati direttamente sul nastro flessibile se è presente uno strato di segnale sotto l'overlay. Le terre di saldatura devono trovarsi nello strato del segnale sotto la sovrapposizione. Un'alternativa per il montaggio dei componenti consiste nell'utilizzare fori passanti placcati sotto i componenti, a volte chiamati placcatura a bottone.
  • I componenti o le funzionalità critiche vengono posizionati direttamente nelle aree di piegatura del nastro flessibile.
  • Le sezioni rigide e flessibili vengono ottimizzate utilizzando il corretto allineamento degli strati. Tutti i componenti sono impilati uniformemente sul circuito. 

Perché utilizzare il PCB rigido-flessibile a strati?

I vantaggi derivanti dall'utilizzo di questi PCB rigidi-flessibili stratificati sono numerosi, tra cui:

Migliora la funzionalità

I numerosi strati consentono di ottenere una densità di circuito più elevata rispetto alla costruzione di PCB rigido-flessibili a strato singolo. Ciò consente anche di aggiungere funzionalità più complicate in uno spazio più piccolo.

Risparmia spazio

L'assemblaggio del PCB nel caso di PCB rigido-flessibile a strati comprende solo poche fasi di assemblaggio. In esso, il PCB flessibile utilizza pellicole di poliimmide. Questi fogli riducono la superficie e, a loro volta, riducono le dimensioni dell'imballaggio del PCB finale. Inoltre rende il circuito finale molto più leggero.

È possibile incorporare più design in uno solo. Questo è ancora un altro modo per risparmiare spazio. 

Libertà di progettazione

Con i circuiti rigido-flessibili, puoi piegare e flettere le cose in tre dimensioni. Ciò significa che puoi creare design più innovativi. Questa flessibilità consente a un produttore di creare prodotti accattivanti che siano più durevoli e funzionali. 

Il costo di assemblaggio è più economico

Con molti livelli coinvolti, non devi preoccuparti che i costi di assemblaggio aumentino. L'automazione è possibile, ad esempio sotto forma di robot e macchine. Ciò accelera il processo di fabbricazione, risparmiando così tempo. In questo modo aumenta anche l'efficienza.

Più affidabile

Sebbene nella costruzione siano coinvolti molti strati, i PCB rigidi-flessibili stratificati gestiscono molto bene la dissipazione del calore. Con più strati, sono coinvolti più componenti che consentono l'instradamento preciso dei segnali, riducendo così la distorsione del segnale. Ciò garantisce anche prestazioni costanti su tutta la linea, rendendolo affidabile. 

Maggiore flessibilità

La capacità di flettersi e piegarsi implica che possano essere modellati in varie forme e dimensioni desiderabili. Ad esempio, nei sistemi aerospaziali, lo spazio è limitato e i circuiti devono essere adattati in forme complicate. I circuiti rigido-flessibili stratificati consentono l'inclusione in superfici irregolari. 

In questo modo potrai ottimizzare lo spazio al massimo delle sue potenzialità. 

Meno connettori

Le connessioni vengono costruite direttamente nel substrato oppure integrate. Ciò significa che non sono necessari connettori o fili separati per collegarli. Questo tipo di assemblaggio PCB semplifica il processo riducendo al minimo le singole parti. C'è anche un minor rischio di fallimento. 

PCB multistrato blu con circuiti complessi e connettori flessibili visibili

Il processo di fabbricazione del PCB rigido-flessibile a strati

A seconda del numero di livelli che decidi di costruire, ecco alcune considerazioni:

I materiali del substrato

Le prestazioni complessive, la durata e la flessibilità dipendono dai materiali utilizzati nella realizzazione di PCB flessibili e rigidi. Generalmente, per i PCB flessibili, vengono utilizzati film di poliimmide come UBE Upisel e Dupont Kapton poiché hanno elevate proprietà elettriche e meccaniche. Materiali ad alta Tg come Arlon, Isola e Nelco realizzano circuiti rigidi.

Anche il film adesivo può essere personalizzato per adattarlo al design del PCB. Epossidico, acrilico e nitrile fenolico funzionano bene. Per rivestire tracce durevoli, i rivestimenti liquidi fotoimaging sono i migliori.

Una volta selezionati, il passo successivo è prepararli.

Preparazione del materiale di base

Il passo iniziale nella fabbricazione del materiale rigido-flessibile è la pulizia del laminato. La superficie comprende uno strato di rame, che può avere o meno uno strato adesivo sopra di esso. Prima di procedere, questo viene preparato con una pulizia intensa. 

Incollaggio di strati

I materiali del substrato vengono posizionati a strati. Questi possono comprendere preimpregnati, fogli di rame, nuclei e adesivi. Successivamente, i libri e gli altri componenti vengono organizzati per passare alla pressa di laminazione. A questo punto, vengono applicate alta pressione e temperatura per unirli insieme. 

Generazione di un modello

Inizia mettendo una pellicola asciutta sugli strati di rame all'esterno. È possibile utilizzare anche fotoresist liquidi. Con l'aiuto dell'imaging litografico, vengono stabiliti i modelli dei circuiti. Infine, viene rimosso il rame che non è protetto dal resist. Questo crea le tracce del conduttore per il circuito.

Acquaforte

Come forse saprai, l'incisione è un processo utilizzato per eliminare il rame indesiderato dal circuito. Quando si costruisce un circuito rigido-flessibile a strati, ciascun lato laminato viene inciso con uno spray mordenzante o dando al laminato un bel bagno di mordenzatura. 

Perforazione meccanica

Tutti i lavori di perforazione, sia per pad, fori di circuito o modelli via, vengono eseguiti con l'aiuto di tecniche precise. Quindi, questi fori vengono ricoperti di rame utilizzando il metodo della galvanica. Questo forma connessioni tra gli strati. Ecco un esempio: il metodo di perforazione laser. Questo è noto per ottenere risultati esatti senza impiegare molto tempo. 

Placcatura del rame

Con questa procedura, la quantità necessaria di rame metallico viene rilasciata nei PTA (fori passanti placcati). Questo aiuta a realizzare collegamenti elettrici nel PCB. 

Applicazione della copertura

Principalmente, la poliimmide viene utilizzata come sostanza di copertura. Una volta terminato, viene aggiunto un adesivo sulla superficie del circuito stampato con l'aiuto del metodo serigrafia. 

Laminazione

Utilizzando le giuste quantità di pressione, calore e vuoto, la copertura viene fissata correttamente. 

Applicazione dell'irrigiditore

Prima di effettuare ulteriori laminazioni applicare rinforzi locali. Tuttavia, assicurati di eseguire questa aggiunta solo se il progetto lo richiede. 

Saldatura

I fori vengono creati ovunque sia richiesta la saldatura. Successivamente, una pellicola di rame lasciata esposta viene ricoperta con argento per immersione o ENIG. Infine, vengono stampati i contrassegni e le etichette di stampa. 

Taglio della tavola flessibile

Dopo le aggiunte di cui sopra, è giunto il momento di separare la scheda flessibile dal pannello di produzione. Pertanto, i due metodi più semplici e più utilizzati sono i coltelli trancianti specializzati e i metodi di pinzatura idraulica. 

Verifica

Dopo aver eseguito i passaggi precedenti come descritto, testare l'efficacia della tavola rigido-flessibile a strati. Puoi testarlo elettricamente per valutarne la qualità e gli standard. Ciò aiuta a stabilire che il prodotto ha soddisfatto le specifiche di progettazione stabilite. Alcuni metodi comuni utilizzati per i test includono sistemi di test a griglia e sonde volanti. 

illustrando gli strati di un PCB rigido-flessibile con componenti etichettati e zone di transizione

Tipi di PCB rigido-flessibile stratificato

Ecco alcuni esempi di PCB rigido-flessibile stratificato.

  • Rigido a 2 strati con 1 strato flessibile
  • Rigido a 3 strati con 1 strato flessibile
  • Rigido a 4 strati con 2 strati flessibili
  • Rigido a 4 strati con 2 strati flessibili e Contatti ZIF
  • Rigido a 5 strati con 3 strati flessibili
  • Rigido a 6 strati con 4 strati flessibili:

Alcune cose da ricordare

  • Il circuito dovrebbe consentire di organizzare i cavi e i piani di terra in modo tale da impedire ai segnali di prevenire le interferenze elettromagnetiche. 
  • Le schede PCB che hanno molti pin potrebbero richiedere più livelli di segnale. Tuttavia, se ci sono troppi livelli e ritieni che non siano necessari, puoi rimuoverne alcuni. Ricorda, disponi gli strati in modo da non impedire ai segnali di mescolarsi o causare problemi.
  • In una scheda PCB rigida-flessibile a strati, i diversi strati commutano tra segnali e aree di alimentazione/massa. Questi vengono poi separati da materiali come nucleo dielettrico o prepreg. Sebbene questa configurazione aiuti a ridurre le interferenze elettromagnetiche e la miscelazione del segnale, è anche importante gestire il calore.
  • Se il dispositivo da costruire ha sia parti analogiche che digitali, mantienile in strati separati. Collega i piani di massa in un solo punto, in quanto ciò aiuterà a controllare il rumore. È inoltre possibile progettare il piano di massa in modo che sia la parte analogica che quella digitale abbiano sezioni separate.
  • Se decidi di tenere separate le parti digitali e analogiche, posiziona il piano di massa tra le due e fungerà da barriera. Posiziona il piano di massa analogico accanto allo strato del segnale analogico e il piano di massa digitale accanto allo strato del segnale digitale. Ciò garantisce che ogni strato di segnale influisca solo sul proprio piano di terra.
PCB verde con tracce dorate e più ritagli delineati per componenti elettronici

Applicazioni di PCB stratificati rigidi-flessibili

Elettronica di consumo

La capacità di piegarsi e creare design compatti rende il rigido-flessibile stratificato particolarmente adatto per dispositivi elettronici come tablet, laptop, smartphone e dispositivi indossabili. 

Dispositivi medici

Oltre a piegarsi e flettersi, le apparecchiature mediche richiedono il movimento del corpo. La tecnologia rigido-flessibile, in combinazione con la stratificazione, lo rende possibile. Esempi di tali dispositivi includono pacemaker, apparecchi acustici e apparecchiature per l'imaging.

Industria automobilistica

Diversi sistemi elettronici nelle automobili, come strumenti di controllo del motore, strumenti di navigazione e sensori, devono essere sufficientemente robusti da gestire le vibrazioni e funzionare in modo ottimale. Il circuito rigido-flessibile può fare entrambe le cose, rendendo le auto più affidabili.

Difesa e aerospaziale

Questo settore è un terreno difficile. Macchine come radar, avionica e sistemi di guida missilistica devono funzionare in condizioni ambientali difficili, come temperature e vibrazioni estremamente elevate. I circuiti in rigido-flessibile sono creati per lavorare in condizioni così impegnative senza compromettere i risultati. 

Equipaggiamento industriale

Luoghi come fabbriche e altri luoghi simili richiedono macchine che possano adattarsi a aree più piccole ma che si muovano e funzionino liberamente. Utilizzando la tecnologia rigido-flessibile, vengono create apparecchiature come sistemi di controllo, robot e strumenti. Ciò garantisce che le interconnessioni siano flessibili e possano flettersi in modo indipendente. 

Pensieri di addio

Combinando la robustezza dei circuiti rigidi con la flessibilità dei circuiti flessibili, i PCB rigido-flessibili stratificati offrono numerosi vantaggi rispetto ad altri circuiti. Si tratta di progressi significativi che stanno apportando innovazioni in tutti i settori.

Non solo, si prevede che lo sviluppo tecnologico spingerà nuovi limiti ed espanderà la sua portata. Per informazioni più dettagliate sul PCB Layered Rigid-Flex, non esitate a contattare i nostri esperti.

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