Leiterplattentechnisch - Rigid-Flex PCB Design erfordert mehrschichtige Leiterplatten

Allgemein, bei der Betrachtung einer mehrschichtigen Leiterplatte PCB-Design, Eine Kombination von Leiterplattenregalen oder Spielplattformen in einer Serverumgebung wird oft gedacht. Was aber, wenn eine typische starre Platine nicht für das physische Chassis geeignet ist, das in einer Mehrschichtplatte verwendet wird? Sind Sie bereit, zusätzliche Kosten für die Verwendung von flexiblen Leiterplatten zu zahlen? Was ist, wenn die Vorteile beider kombiniert werden können??

Die Vorteile und Eigenschaften der starr-flexiblen Kombination und wie man die PCB-Designanforderungen von Mehrschichtplatinen besser erfüllt.

Was ist starre flexible Leiterplatte?

Im Standard-mehrschichtigen Leiterplattendesign wird das Leiterplattenkonzept verwendet, um verschiedene Funktionsschaltungen in kleinere Leiterplatten zu unterteilen, und verschiedene Verbindungen werden verwendet, um das System in ein einziges Gehäuse zu setzen.

Die Standardmethode für dieses Problem ist, dass die Zuverlässigkeit der Verbindung nicht gewährleistet werden kann (insbesondere nach Berücksichtigung elektromagnetischer Störungen/elektromagnetischer Verträglichkeit). Standardkartenkantenverschlüsse haben eine gute Leitfähigkeit und erfüllen unsere Größenanforderungen und existieren nicht immer; Die beste Alternative sind Kabel, aber Kabel sind nicht praktisch und können den Platzanforderungen des Chassis nicht gerecht werden.

Wenn das mehrschichtige Leiterplattendesign erfordert, dass wir mehrere starre Leiterplatten mit einem kompakten Gehäuse, mit High-Level-Verbindungen und High-Speed-Verbindungen verbinden, ist die Kombination von starr-flexiblen Kombinationen die beste Lösung.

Was ist eine starre Kombination? Einfach ausgedrückt werden zwei oder mehr starre Platinen elektrisch durch ein flexibles Teil verbunden.

Eine einzelne flexible Schicht besteht in der Regel aus folgenden Materialien:

Flexibler Polyimidkern;

leitfähige Kupferschicht;

Klebstoff

Die leitfähige Kupferschicht ist beidseitig mit einem flexiblen Polyimidkleber eingeklebt. Die Polyimidschicht und die Klebeschicht gelten im Allgemeinen als eine Einheit (sogenannte Deckschicht), die durch Hitze und Druck auf die Kupferschicht laminiert werden kann. Mehrere flexible Schichten können in jedem beliebigen Design verwendet werden.

Der starre Teil wird der flexiblen Schicht durch die starre Schicht des Standards hinzugefügt Leiterplattenmaterial:

Injizieren Sie Glasfaser Prepreg mit Harz, es fließt und bindet, wenn es erhitzt wird;

Nicht leitende Glasfaser-Basisschicht (normalerweise FR-4);

Traditionelle grüne Lotmaske;

Siebdruckmarken und Identifikationsinformationen

Die flexible Polyimidschicht und die leitfähige Kupferschicht sind normalerweise durchgehend auf der gesamten Platine (einschließlich der starren und der flexiblen Schicht). Einige Konstruktionen begrenzen jedoch die Menge an flexiblem Polyimid, das verwendet wird, um den starren Schichtabschnitt mit Prepreg zu füllen.

In Bezug auf das Design gilt die Rigid-Flex-Kombination als gefaltete Leiterplatte. Dies reduziert die Gesamtzahl der im System erforderlichen Verbindungen und vermeidet manuelle Schritte wie das Löten von Flachbandkabeln auf starre Platinen.

Gemeinsame steife und weiche Kombination

Standardkonfiguration: flexible Schicht in der Mitte des symmetrischen Strukturstapels. Es verwendet normalerweise eine einheitliche Anzahl von Schichten ähnlich den Standard-mehrschichtigen PCB-Designs.

Ungerade-nummerierte Schichtzählungskonfiguration: Obwohl im traditionellen PCB-Design nicht üblich, bieten ungerade Schichtzählungen beide Seiten der EMI-Abschirmungs-flexiblen Schicht auf beiden Seiten, um Bandimpedanzkontrolle und elektromagnetische Kompatibilitätsanforderungen zu erfüllen.

Asymmetrische Konfiguration: Wenn sich die flexible Schicht nicht in der Mitte des Stapels befindet, gilt sie als asymmetrische Konfiguration. Manchmal variieren die Anforderungen an Impedanz und dielektrische Dicke stark, was zu einem "Heavy Top"-Design führt. Andererseits kann das Blindloch-Seitenverhältnis durch die asymmetrische Struktur reduziert werden. Aufgrund der leichten Verformung und Verdrehung des Designs kann es notwendig sein, die Klemme zu drücken.

Blind Vias und vergrabene Vias: Starr-Flex-Schaltung unterstützt die Verbindung externer Blinds über PCB-Schichten zu einer oder mehreren inneren Schichten, ohne die gesamte Platine zu passieren; Begrabene Durchgänge verbinden eine oder mehrere innere Schichten, ohne äußere Schichten zu passieren. Die Composite-Via-Struktur erfordert bei der Verarbeitung der flexiblen Schicht in der Regel eine asymmetrische Struktur.

Abschirmung flexibler Schicht: Spezielle Abschirmfolie (wie Tatsuta und APlus) auf die flexible Schicht laminiert. Eine spezielle Abdecköffnung mit leitfähigem Kleber bringt die Abschirmfolie auf den Boden. Diese Folien können flexible Bereiche abschirmen, ohne die Dicke signifikant zu erhöhen.

Es gibt viele verschiedene Konfigurationen für steife und weiche Kombinationen. Die Anzahl der Schichten zwischen starren und flexiblen Komponenten muss nicht angepasst werden, und das PCB-Design kann vollständig angepasst werden, um das versiegelte Gehäuse zu passen; Stellen Sie nur sicher, dass das Design die Qualitätsstandards erfüllt, die in IPC 2223C spezifiziert sind.

Zusammenfassen

Starr-Flexible Verklebung hilft, komplexe geometrische oder elektromagnetische Interferenzanforderungen zu erfüllen, so dass flexible Schaltungen oder starke starre Leiterplatten so weit wie möglich verwendet werden können, um Herstellungs- und Montagekosten zu minimieren.

Da starre Konstruktion in der Regel komplexe 3D-Anforderungen bewältigen kann, es ist notwendig, eine starke PCB-Design Software, die die gesamte Konstruktionsmethode unterstützt, um die Lücke zwischen den elektromechanischen Feldern zu schließen.