PCB Tecnico - La progettazione di PCB rigido-flessibile richiede schede multistrato

Generalmente, quando si considera un design PCB a più strati, si pensa spesso a una combinazione di rack per circuiti stampati o piattaforme di gioco in un ambiente server. Ma cosa succede se una tipica tavola rigida non è adatta al telaio fisico utilizzato in una tavola multistrato? Siete disposti a pagare un extra per l'uso di circuiti stampati flessibili? Cosa succede se i vantaggi dei due possono essere combinati?

I vantaggi e le proprietà della combinazione rigido-flessibile e come soddisfare meglio i requisiti di progettazione PCB delle schede multistrato.

Che cosa è PCB flessibile rigido?

Nel design standard del circuito stampato multistrato, il concetto del circuito stampato viene utilizzato per dividere diversi circuiti funzionali in circuiti stampati più piccoli e varie interconnessioni sono utilizzate per mettere il sistema in un unico alloggiamento.

Il metodo standard per questo problema è che l'affidabilità dell'interconnessione non può essere garantita (soprattutto dopo aver considerato le interferenze elettromagnetiche/problemi di compatibilità elettromagnetica). I connettori standard del bordo della scheda hanno una buona conducibilità e soddisfano i nostri requisiti di dimensione e non sempre esistono; L'alternativa migliore sono i cavi, ma i cavi non sono pratici e non possono soddisfare i requisiti di spazio del telaio.

Se il design del circuito multistrato richiede l'interconnessione di più schede rigide con un involucro compatto, con connessioni ad alto livello e connessioni ad alta velocità, la combinazione di combinazioni rigido-flessibili è la soluzione migliore.

Cos'è una combinazione rigida? In poche parole, due o più schede rigide sono collegate elettricamente da una parte flessibile.

Un unico strato flessibile di solito è costituito dai seguenti materiali:

nucleo flessibile in poliimide;

strato conduttivo di rame;

Adesivo

Lo strato conduttivo di rame è avvolto su entrambi i lati con un adesivo flessibile in poliimide. Lo strato di poliimide e lo strato adesivo sono generalmente considerati un'unità (chiamata strato di copertura), che può essere laminato sullo strato di rame con calore e pressione. Più strati flessibili possono essere utilizzati in qualsiasi progetto dato.

La parte rigida viene aggiunta allo strato flessibile attraverso lo strato rigido del materiale PCB standard:

Iniettare il prepreg della fibra di vetro con la resina, fluirà e si unirà una volta riscaldato;

Strato di base in fibra di vetro non conduttivo (solitamente FR-4);

Maschera tradizionale per saldatura verde;

Marchi serigrafici e informazioni identificative

Lo strato flessibile di poliimide e lo strato conduttivo di rame sono solitamente continui su tutta la scheda (compreso lo strato rigido e lo strato flessibile). Tuttavia, alcuni disegni limitano la quantità di poliimide flessibile utilizzata per riempire la porzione di strato rigido con prepreg.

In termini di design, la combinazione rigido-flex è considerata un circuito stampato piegato. Ciò riduce il numero totale di interconnessioni richieste nel sistema ed evita passaggi manuali come la saldatura di cavi a nastro piatti a schede rigide.

Configurazione comune di combinazione rigida e morbida

Configurazione standard: strato flessibile al centro della pila simmetrica della struttura. Di solito utilizza un numero uniforme di strati simili ai disegni standard di PCB multistrato.

Configurazione di conteggio di strati dispari: Sebbene non sia comune nel design tradizionale dei PCB, i conteggi di strati dispari forniscono entrambi i lati dello strato flessibile di schermatura EMI su entrambi i lati per soddisfare i requisiti di controllo dell'impedenza delle strisce e compatibilità elettromagnetica.

Configurazione asimmetrica: se il livello flessibile non è al centro dello stack, è considerato una configurazione asimmetrica. A volte i requisiti di impedenza e spessore dielettrico variano notevolmente, portando a un design "heavy top". Altre volte, il rapporto di aspetto del foro cieco può essere ridotto dalla struttura asimmetrica. A causa della facile deformazione e torsione del design, potrebbe essere necessario premere il morsetto.

Vias ciechi e vias sepolti: Supporti del circuito rigido-flex che collegano la tenda esterna tramite strati PCB a uno o più strati interni senza passare attraverso l'intera scheda; Le vie sepolte collegano uno o più strati interni senza passare attraverso strati esterni. Il composito tramite struttura richiede solitamente una struttura asimmetrica durante l'elaborazione dello strato flessibile.

Strato flessibile di schermatura: Pellicola protettiva speciale (come Tatsuta e APlus) laminata sullo strato flessibile. Una speciale apertura del coperchio con adesivo conduttivo porta il film schermante a terra. Questi film possono proteggere aree flessibili senza aumentare significativamente lo spessore.

Esistono molte configurazioni diverse per combinazioni rigide e morbide. Il numero di strati tra componenti rigidi e flessibili non deve essere abbinato e il design PCB può essere completamente personalizzato per adattarsi all'involucro sigillato; Basta assicurarsi che il design soddisfi gli standard di qualità specificati in IPC 2223C.

Riassuma

L'incollaggio rigido-flessibile aiuta a soddisfare complessi requisiti di interferenza geometrica o elettromagnetica, consentendo l'utilizzo di circuiti flessibili o schede rigide forti per ridurre al minimo i costi di produzione e assemblaggio.

Poiché la progettazione rigida di solito può gestire requisiti 3D complessi, è necessario disporre di un potente software di progettazione PCB che supporti il metodo di progettazione generale per colmare il divario tra i campi elettromeccanici.