PCB Tecnico - Comprendere il relativo circuito rigido-flessibile

Prima di mettere in produzione, è possibile utilizzare il calcolatore di impedenza per determinare l'impedenza caratteristica del circuito flessibile (. Il produttore del circuito flessibile può aiutarvi a completare il calcolo, oppure è possibile acquistare o scaricare il calcolatore di impedenza. Alcuni fattori influenzeranno le caratteristiche dell'impedenza PCB flessibile, i fattori principali includono:

La costante dielettrica del materiale isolante utilizzato per costruire il circuito

La larghezza della traccia che porta il segnale

La distanza tra la traccia del segnale e il livello del piano di riferimento

Lo spessore della traccia che porta il segnale

La distanza tra tracce di segnale nelle applicazioni di impedenza differenziale

Giunzione standard a doppio strato del circuito

I requisiti di impedenza più comuni sono da 50 ohm a 75 ohm (single-end) o da 100 ohm a 110 ohm per segnali differenziali. Se si desidera raggiungere questo valore di impedenza in un circuito flessibile, è necessario utilizzare un materiale isolante più spesso del solito, con conseguente un circuito più spesso e più spesso nel suo complesso.

: Lo spessore della parte di impedenza controllata del disegno della struttura a doppio strato con requisiti di impedenza più elevati è aumentato, quindi è flessibile

Strato piano e strato di schermatura

Lo strato del piano di riferimento e lo strato di schermatura esterno svolgono un ruolo importante nel controllo dell'impedenza e nell'integrità del segnale. I produttori possono aggiungere strati piani con i seguenti materiali:

Strato aggiuntivo di rame inciso

Inchiostro epossidico conduttivo o conduttivo serigrafico

Pellicola conduttiva laminata

Per i piani interni che devono essere collegati attraverso fori placcati, uno strato piano di rame è richiesto come strato piano standard. Lo strato piano di rame può rendere il circuito flessibile mantenere meglio la sua forma preformata, mentre l'epossidico conduttivo serigrafato o l'inchiostro conduttivo e il film conduttivo laminato possono migliorare la flessibilità del circuito flessibile.

Bordo rinforzato

Un approccio saggio è quello di utilizzare piastre di rinforzo meccaniche per indurire le parti SMT, connettori e altre aree terminali sul circuito flessibile. I produttori di circuiti flessibili possono aggiungere pannelli rinforzati di qualsiasi spessore realizzati in laminato di vetro epossidico (FR-4) o film di poliimide. Nelle applicazioni SMT, un pannello di rinforzo dovrebbe essere aggiunto sul lato opposto dei componenti SMT. Nei connettori a foro passante e in altre applicazioni a foro passante, le piastre di rinforzo devono essere aggiunte sullo stesso lato del connettore o dei componenti a foro passante. L'aggiunta di una scheda di rinforzo nell'area del connettore richiede piccoli fori che corrispondono allo spazio occupato dal connettore. Il piccolo foro nella scheda di rinforzo dovrebbe essere almeno 0,015" più grande del diametro del foro libero sul circuito.

Disco isolato termicamente

Un tampone di isolamento termico dovrebbe essere utilizzato su ogni tampone circondato da una grande quantità di rame. Una grande area di rame dissipa il calore dal disco non termicamente isolato, rendendo difficile completare la saldatura.

Guida alla progettazione di circuiti rigidi flessibili

Poiché il circuito rigido-flex è un circuito ibrido che combina un PCB rigido e un PCB flessibile, ci sono linee guida speciali per questo tipo di struttura.

Circuito rigido-flessibile tipico

Sui circuiti rigidi flex, assicurarsi che tutti i fori placcati siano nell'area rigida (i fori placcati non dovrebbero apparire nell'area flessibile);

Chiarire l'uso di materiali flessibili non appiccicosi e se il design della combinazione rigido-flex utilizza una struttura di copertura "cut-back" o una struttura di copertura "bikini-like". L'adesivo acrilico è l'unico tallone d'Achille di fori placcati su circuiti rigidi-flex. Evitare l'uso di adesivi acrilici nell'area dei fori placcati può aumentare notevolmente l'affidabilità dei fori placcati;

Le aree rigide collegate dal circuito flessibile dovrebbero essere almeno 0,375" distanti, preferibilmente 0,5" o più distanti;

Utilizzare la struttura "non vincolata" per aumentare la flessibilità. Quando si utilizza una struttura non vincolata su un circuito ad impedenza controllata, assicurarsi che lo strato del segnale e lo strato del piano di riferimento siano stati legati l'uno all'altro. Quando il circuito è piegato, l'area non vincolata si piega. Se lo strato del segnale e lo strato di riferimento non sono legati insieme, ci sarà disallineamento di impedenza; dopo aver specificato la scheda portante o il "vassoio" utilizzato per l'installazione dei componenti, contattare il produttore per assicurarsi che la scheda portante possa adattarsi efficacemente ai loro pannelli di lavorazione, altrimenti si tradurrà in un forte aumento dei costi.

Fattori che determinano il costo

Tutti i progettisti sono alla ricerca di metodi adatti per ridurre i costi senza compromettere le prestazioni. La ricerca IPC mostra che le decisioni prese dai progettisti di PCB avranno un impatto sul 75% dei costi dei circuiti. È molto importante per i progettisti di circuiti flessibili sapere quali funzioni possono aggiungere valore e quali funzioni aumenteranno solo i costi. I progettisti non dovrebbero mai sacrificare l'affidabilità per risparmiare sui costi. Allo stesso tempo, molti circuiti flessibili specificati non sono necessari e aumenteranno solo i costi senza aggiungere valore aggiuntivo. Le seguenti caratteristiche sono i principali fattori trainanti che portano all'aumento del costo del circuito.

Il numero di strati del circuito stampato: l'aumento del numero di strati porterà anche a un aumento dei costi. L'aumento del numero di strati comporta l'utilizzo di più materiali e tempi di lavorazione. I circuiti flessibili o rigidi-flessibili con un gran numero di strati lavorati possono incontrare sfide tecniche molto grandi, con conseguente diminuzione della resa

Dimensione e forma del circuito: la maggior parte dei circuiti flessibili sono realizzati in una forma di puzzle. Più grande è l'area che il circuito occupa sulla scheda puzzle, maggiore è il costo. Ci sono alcuni esempi che mostrano che anche una leggera modifica alla forma del circuito può risparmiare un sacco di soldi. Il leggero cambiamento nella forma del circuito flessibile può anche rendere il nesting del circuito flessibile sulla scheda puzzle più ragionevole, in modo che sia possibile aggiungere altri due circuiti su ogni scheda puzzle.

Tipo di circuito (cioè, confronto di categoria 3 e categoria 4): I circuiti rigidi-flessibili sono solitamente più costosi dei circuiti flessibili multistrato con schede rinforzate. Controllare il design per determinare se l'applicazione richiede una struttura di circuito rigido-flessibile, o è sufficiente utilizzare un PCB multistrato con una scheda rinforzata. Se necessario, è possibile chiamare per consultare il produttore di PCB flessibile

Livello del circuito (cioè il confronto tra il livello 3 e il livello 2): Il circuito di livello 3 richiede test aggiuntivi, ispezione e requisiti strutturali specifici, quindi il costo sarà più alto. Esaminare i requisiti dell'applicazione per determinare quale livello di circuito flessibile si desidera utilizzare

Le dimensioni utilizzate nei disegni sono troppo grandi o troppo rigide: ricordate che state acquistando un circuito flessibile, non una parte lavorata. Il materiale utilizzato per realizzare il circuito flessibile ha una tolleranza più allentata rispetto al materiale PCB rigido, che è anche consentito. Ogni dimensione aggiunta al disegno deve essere verificata, quindi dovete chiedervi: "Questa dimensione apporterà valore aggiuntivo o aggiungerà solo un costo?" Tutte le dimensioni non critiche sul disegno del circuito flessibile dovrebbero essere designate come riferimenti

Numero diverso di strati nell'area dei fori placcati: tutte le aree con fori placcati dovrebbero avere lo stesso numero di strati e struttura

Una varietà di rivestimenti superficiali: Sebbene sia possibile utilizzare una varietà di rivestimenti superficiali diversi, di solito questo approccio richiede una serie di operazioni di mascheramento manuale, quindi aumenterà anche il costo

Caratteristiche: A causa dell'instabilità dimensionale del materiale PCB flessibile stesso, le piccole caratteristiche del circuito (cioè tramite pad) possono causare difficoltà di elaborazione e ridurre la resa. È dimostrato dagli esempi che aggiungere un livello con caratteristiche più grandi è più conveniente di un design con caratteristiche più piccole.