Stackup PCB flessibile a 2 strati

La rilevanza del circuito stampato (PCB) continua a salire alle stelle. Il progresso della tecnologia rende possibile fare molto con i PCB.

Una zona è la Stack-up PCB il PCB e lo stack-up è disponibile in numerosi strati. Tuttavia, in questo pezzo discuteremo dello Stack-up PCB flessibile a due strati.

Diverse domande circondano questo argomento e otterrai le risposte di cui hai bisogno in questo articolo. Quindi approfondiamolo.

Cosa significa impilare PCB Flex a 2 strati?

È meglio capire cosa significa un PCB flessibile. Un PCB flessibile è un tipo di circuito stampato che comprende materiali elettronici flessibili.

Quindi, un flex a 2 strati PCB stack-up è una disposizione o una pila di circuiti flessibili. Cioè, ci sono 2 strati del PCB flessibile.

Stack-up PCB Flex a 2 strati

Perché scegliere la poliimmide su FR-4 per l'impilamento di PCB Flex a 2 strati?

L'FR-4 e la poliimmide sono materiali cruciali nei PCB. Ed è vero FR-4 è meno costoso rispetto alla poliimmide.

Ma perché le persone scelgono ancora Polyimide rispetto all'FR-4?

La poliimmide è più adatta per circuiti flessibili grazie alle sue qualità uniche. Esaminiamo un breve confronto di entrambi i materiali;

• Flessibilità: la flessibilità è fondamentale e la poliimmide possiede una flessibilità maggiore rispetto all'FR-4
• Durabilità: sebbene l'FR-4 sia ragionevolmente forte, tuttavia ha i suoi limiti in quanto deve affrontare stress fisici e calore. Tuttavia, la poliimmide ha prestazioni migliori in queste circostanze.
• Resistenza al calore: FR-4 non è la scelta migliore per situazioni di elevata dissipazione del calore. Al contrario, la poliimmide ha una grande resistenza al calore poiché può ospitare un'ampia gamma di temperature.
• Polyimide rende più facile la futura sostituzione dei componenti grazie alla sua flessibilità.

Quali sono gli elementi specifici di uno stack-up di PCB Flex a 2 strati?

Molte cose si uniscono per rendere il PCB flessibile a 2 strati impilabile un elemento di grande valore in diversi settori.

Questi includeranno il design, lo spessore dei materiali, ecc. Tuttavia, alcuni elementi specifici sono cruciali per la composizione dello stack-up PCB flessibile a 2 strati.

Diamo una visione;

• Le copertine
• Il preimpregnato senza flusso
• I nuclei flessibili

Quali sono i materiali per uno stack-up di PCB Flex a 2 strati?

I seguenti materiali costituiscono lo stack-up PCB flessibile a 2 strati.

rinforzi

L'irrigidimento aiuta a fornire supporto meccanico alla tavola. Inoltre, rende stabili alcune parti della scheda e, di conseguenza, i componenti del circuito di saldatura diventano più facili.

Gli irrigidimenti adatti per lo stack-up PCB flessibile a 2 strati includono:

• poliimmide
• Inossidabile
• FR4
• Alluminio ecc

Nuclei flessibili

Il flex core è un altro materiale essenziale per lo stack-up PCB flessibile a 2 strati. I flex core possono essere adesivi o senza adesivo.

In termini di spessore, abbiamo pesi in rame. Nel processo di produzione, è possibile utilizzare la lamina di rame elettrodepositato (rame ED) e la lamina di rame ricotto laminato (RA).

Il rame elettrodepositato ha una conduttività migliore rispetto al rame ricotto laminato. D'altra parte, il rame ricotto laminato ha una migliore estensibilità.

Quindi la tua scelta dipenderà da cosa vuoi per il PCB flessibile.

soldermask

Possiamo anche chiamare la maschera di saldatura una copertura. È uno strato di polimero che protegge il PCB da contaminanti, polvere, ecc.

Protegge anche il rame dall'ossidazione e dai cortocircuiti.

I tipi di adesivo per la maschera di saldatura includono acrilico, resina epossidica, ecc.

Vediamo alcuni altri materiali;

• Pellicole protettive contro le interferenze elettromagnetiche
• Adesivo sensibile alla pressione
• Pressacavi epossidici

Quali sono le differenze tra un PCB flessibile e un PCB rigido in termini di impilamento di PCB Flex a 2 strati?

Naturalmente, la PCB flessibile e la PCB rigido non sono la stessa cosa. Evidenzieremo le loro differenze usando i seguenti titoli.

PCB flessibile

PCB rigido

Flessibilità

Proprio come implica la loro criniera, il PCB flessibile è flessibile. È possibile piegare il PCB flessibile a lunghezze ragionevoli. Di conseguenza, possono adattarsi a numerosi design e applicazioni.

D'altra parte, il PCB rigido non è flessibile. Di conseguenza, attirano alcune limitazioni a progetti e sistemi specifici.

Costo

Sebbene il PCB flessibile sia versatile, accumulano così tanti costi. Non c'è da stupirsi che il PCB rigido sia più popolare grazie al suo basso costo.

Altre differenze includono;

• Il PCB flessibile è disponibile in design che richiedono pochi spazi rispetto al PCB rigido, che è presente in applicazioni con spazi più ampi

Quali sono i vantaggi di uno stack-up di PCB Flex a 2 strati?

Su scala generale, lo stack-up PCB offre immensi vantaggi. Tuttavia, il PCB flessibile a 2 strati porta questi vantaggi a un livello completamente nuovo.

Vediamo alcuni dei vantaggi strabilianti dello stack-up PCB flessibile a 2 strati

Flessibilità

Certo, prende il nome "flettere” perché è flessibile. Lo stack-up PCB flessibile a 2 strati è flessibile. Puoi piegare, piegare e manipolare il circuito per adattarlo a diverse applicazioni.

Lo stack-up PCB flessibile a 2 strati offre al produttore la possibilità di adattare il circuito a qualsiasi dispositivo. Ciò contrasta con le situazioni in cui i produttori devono costruire il dispositivo attorno al PCB.

Pesi più piccoli

Lo stack-up PCB flessibile a 2 strati è leggero grazie ai suoi componenti. Di conseguenza, il suo utilizzo promuove l'esistenza di prodotti elettronici più leggeri.

I produttori e persino i consumatori preferiscono tutti i dispositivi elettronici di peso inferiore e il PCB flessibile a 2 strati aiuta in questo corso.

Alta resistenza

Una delle principali sfide con i circuiti è la loro reazione ai fattori ambientali. Tuttavia, il PCB flessibile a 2 strati ha un'elevata resistenza a fattori ambientali come radiazioni, calore e sostanze chimiche.

Non c'è da stupirsi che abbia un'ampia applicazione in dispositivi esterni come le automobili.

Maggiore connettività

Naturalmente, la qualità della connessione dei componenti del circuito gioca un ruolo significativo nell'efficienza dei dispositivi elettronici.

Il PCB flessibile a 2 strati offre una buona connettività dei componenti indipendentemente dalla lunghezza e dalle dimensioni.

durabilità

La flessibilità, la capacità di assorbire gli urti e la resistenza alle influenze ambientali conferiscono al PCB Flex a 2 strati una buona durata.

Quali sono le caratteristiche di un PCB flessibile a 2 strati impilabile?

Il PCB flessibile a 2 strati è un tipo di PCB eccezionale che prospera a temperature estreme e spazi di progettazione limitati.

Dallo sfondo, comprende una base di poliimmide e due strati conduttivi. Tuttavia, facciamo un tuffo più profondo per vedere alcune altre funzionalità.

• Ha connessioni stabilite da fori passanti placcati
• Ha rinforzi, perni e connettori che fungono da mezzo di supporto
• La copertura delle vie è possibile utilizzando tamponi a vista senza coperchi

Quali sono le applicazioni di uno stack-up PCB flessibile a 2 strati?

Le qualità uniche dello stack-up PCB flessibile a 2 strati lo rendono una richiesta popolare in tutto il mondo dell'elettronica.

Di conseguenza, le sue applicazioni sono piuttosto numerose ed è ora di esaminarne un buon numero.

Sistemi di identificazione a radiofrequenza (RFID).

L'RFID è un sistema di identificazione che utilizza le onde radio. Il flex a 2 strati costituisce il circuito di questo sistema. Con l'RFID il monitoraggio di pazienti e bestiame diventa facile.

Celle solari

Il solare come fonte di energia continua ad acquisire attenzione e rilevanza in tutto il mondo. Diverse celle solari hanno il PCB flessibile a 2 strati impilato come circuiti.

Altre applicazioni includono;

• Utilizzo nella robotica e in diversi sistemi di intelligenza artificiale
• Applicazione nella realizzazione di circuiti per fotocamere digitali
• Ha grande applicazione nell'industria automobilistica
• Buon utilizzo nella progettazione di nuove forme
• Dispositivi mobili
• Produzione di sensori flessibili
• Imballaggio IC
• Dispositivi per la salute come apparecchi acustici, dispositivi per esercizi
• Applicazione aerospaziale che coinvolge potenza e piano terra
• Il denso gruppo a montaggio superficiale
• Produzione di schermature o dispositivi di protezione ecc

Quali sono le linee guida per la preparazione di una scheda impilabile PCB Flex a 2 strati?

Spesso prestiamo attenzione all'abilità dello stack-up PCB flessibile a 2 strati; tuttavia, la sua efficienza dipende da diversi fattori.

E un fattore è lo schema del consiglio. Un contorno accurato della scheda dà il tono per la produzione di un efficiente stack-up PCB a 2 strati.

Quindi, le seguenti sono linee guida per i migliori risultati. In primo luogo, tuttavia, elaboreremo le linee guida in due sezioni: schema del consiglio e schema del campione.

Profilo della scheda

Questa è la prima sezione dell'intero mix. Innanzitutto, è meglio presentare l'immagine che hai in mente su carta. Quindi, si tratta di tagliare un pezzo di carta nella forma del disegno della tavola.

Per ottenere i migliori risultati, dovresti rappresentare le aree rigide e gli irrigidimenti con dei cartoni. Quindi, quando hai tutti questi a posto, segui i passaggi seguenti.

• Inizia il tuo layout, ma non instradare
• Disegna il contorno della tavola
• Identificare e disegnare le aree di diversi spessori
• Eseguire un posizionamento preliminare dei componenti
• È necessario verificare se i componenti avranno bisogno di rinforzi dal posizionamento dei componenti, ad es. irrigidimenti.
• Disegna le aree rigide e gli irrigidimenti

Schema di esempio

Dopo lo schema della lavagna, il passaggio successivo è lo schema del campione. Implica l'aspetto del campione, che dovrebbe essere il più semplice possibile.

• Nel tentativo di ridurre al minimo lo spreco di materiale, utilizzare la tecnica della piegatura nella progettazione del contorno
• È meglio aumentare la resistenza allo strappo. Puoi farlo aggiungendo rame agli angoli del contorno
• Ora è il momento di considerare il raggio dell'angolo interno del contorno. Tuttavia, per ottenere i migliori risultati, il raggio maggiore aumenterà la resistenza allo strappo e l'affidabilità
• Nel caso in cui il circuito richieda una flessione dinamica, è preferibile un raggio maggiore di 1 mm.
• Un foro di diametro pari o superiore a 1.5 mm deve essere posizionato alle estremità del taglio e dell'asolatura

Nota: se ci sarà un montaggio superficiale (SMT) del pannello, è meglio progettare segni di fiducia in quanto eliminerà il disallineamento.

Quali sono le linee guida per lo spessore di uno stack-up di PCB Flex a 2 strati?

Il concetto di spessore è fondamentale per i PCB flessibili perché uno spessore eccessivo disturberà la loro flessibilità.

Il raggio di curvatura richiesto dal circuito contribuisce notevolmente a determinare lo spessore del PCB flessibile. Ma se il circuito richiede uno spessore maggiore, utilizzare degli irrigidimenti.

Ma la domanda è: come fai a sapere lo spessore richiesto dal tuo circuito? Dai un'occhiata ai seguenti suggerimenti che rispondono alla tua domanda.

• Spessore dielettrico
• Progettazione dei materiali
• Spessore adesivo
• Peso base in rame
• Conteggio strati di rame
• spessore del materiale

bonus:

Per risultati di alta qualità, puoi consultare i seguenti suggerimenti.

• Ogni volta che usi un rame da 1/2 oz, dovrebbe andare insieme a una copertura da 1/2 mil. Ciò si tradurrà in un adesivo di 15μm tra la poliimmide e il rame. Quindi, elevata forza di adesione.
• Quando si utilizza rame da 1 oz, seguire con copertura da 1 mil.
• Approfitta del rame da 1/2 oz per evitare cortocircuiti.
• Per PCB flessibili resistenti alle alte temperature, andranno bene gli irrigidimenti FR-4, PI e in acciaio inossidabile.
• Utilizzare un rinforzo in PET in caso di resistenza alle basse temperature

Qual è il design di Vias per uno stack-up di PCB Flex a 2 strati?

Modi sono piccoli fori praticati che tagliano due o più strati adiacenti. Servono come collegamento elettrico tra gli strati di rame nel PCB.

Quando si tratta dell'uso dei vias nei PCB flessibili, bisogna stare attenti. Questo perché i Vias in flex sono altamente suscettibili al peeling.

 Vias Design per uno stack up PCB Flex a 2 strati

Ora, diamo un'occhiata al design Vias per uno stack-up PCB flessibile a 2 strati.

• Gli anelli anulari delle Vias dovrebbero essere ragionevolmente grandi
• Il design vias dovrebbe avere una lacrima
• Assicurati di aggiungere ancoraggi o linguette alle vie in quanto aiuta a prevenire la desquamazione
• Non posizionare via su aree flesse
• È abbastanza rischioso piazzare via sul bordo di un rinforzo. Ciò causerà crepe.

Qual è il ruolo della poliimmide in uno stack-up di PCB Flex a 2 strati?

La poliammide è un altro nome per la poliimmide. Sono polimeri la cui struttura chimica comprende monomeri immidici. La poliimmide può essere naturale e sintetica.

La domanda di poliammide nella produzione di PCB flessibili a 2 strati è elevata. Naturalmente, ciò sarà dovuto al ruolo fondamentale che svolge come componente del PCB flessibile.

Pertanto il ruolo di Polyimmide include quanto segue;

Flessibilità

Le poliimmidi sono materiali flessibili; ecco perché sono presenti nella produzione di PCB flessibili per promuovere la flessibilità.

Alta resistenza alla trazione

Le poliimmidi non hanno problemi con la deformazione. Hanno la massima resistenza alla trazione, che è un fattore critico nella durata dello stack-up PCB flessibile a 2 strati.

Elevata resistenza ai prodotti chimici

Un vantaggio chiave dello stack-up PCB flessibile a 2 strati è che è altamente resistente ai fattori ambientali. Tuttavia, la presenza di poliimmidi rende tutto possibile.

Sono altamente resistenti alle sostanze chimiche e ad altri fattori ambientali.

Stabilità termica

La temperatura è una delle sfide principali per i componenti elettronici. Tuttavia, le poliimmidi mostrano un'eccellente stabilità all'interno di un ampio intervallo di temperature.

Di conseguenza, rendono termicamente stabile lo stack-u PCB flessibile a 2 strati. Poiché sono termicamente stabili, non c'è paura di danni termici.

Alta resistenza

Le poliimmidi hanno un'elevata resistenza allo stress fisico; di conseguenza, aumentano la durata. Inoltre, le poliimmidi assicurano che i PCB non cambino la loro forma nel tempo.

Quali sono le cose da considerare prima di progettare uno stack-up PCB flessibile a 2 strati?

Per le migliori pratiche in termini di impilamento del PCB flessibile, ci sono alcuni "da sapere". Queste cose aumentano l'efficienza dell'edificio.

Diamo un'occhiata a quali sono;

La piegabilità del PCB Flex

Naturalmente, questo è in primo luogo uno degli obiettivi primari di lavorare con un PCB flessibile. Due domande sono cruciali in questa fase:

In che misura si fletterà il PCB? E qual è la quantità di volte in cui il PCB si fletterà?

Inoltre, questi concetti contribuiscono notevolmente a stabilire le schede impilabili come dinamiche o statiche.

Nel caso di una scheda statica, dovresti aspettarti che il PCB si fletta meno di cento volte nel suo ciclo di vita. D'altra parte, la flessione si verificherà innumerevoli volte in una tavola dinamica.

In sintesi, identificare il raggio di curvatura il prima possibile.

Materiali

Quali materiali compongono il PCB flessibile che vuoi impilare. In questo concetto, le cose che dovresti considerare includono;

• Nuclei flessibili
• I tuoi materiali flessibili sono a base di adesivo o meno adesivo?
• Poliimmidi, rame, ecc.

Instradamento Flex Trace

Ciò riguarda la disposizione dei circuiti. Qui entra in gioco il raggio di curvatura. Assicurati di mantenere le tracce perpendicolari all'intera curva.

Posizionamento di strati flessibili

La mossa migliore è posizionare gli strati flessibili al centro della pila. La grande domanda è, perché?

• Aumenta l'impedenza nelle aree flesse
• Semplifica la produzione
• Protegge dall'esposizione alla placcatura dello strato esterno.

Altre cose da considerare includono;

Fori e pastiglie: Dovresti ancorare ogni foro nella tavola. E assicurati che le dimensioni del pad siano ragionevolmente grandi.

Piani di terra: L'impiego di uno schema a tratteggio incrociato per i piani del suolo aiuterà a frenare il problema della ridotta flessibilità e del sovrappeso.

Qual è il costo di uno stack-up di PCB Flex a 2 strati?

Il costo di uno stack-up PCB a 2 strati rientra nell'intervallo tra $ 0.50 e $ 25. Tuttavia, ci sono alcuni fattori di costo che dovremmo considerare.

I materiali del consiglio

Nell'ambito normale dei PCB, il substrato FR-4 si adatterà perfettamente. Tuttavia, per un PCB flessibile, il substrato FR-4 occupa il secondo posto poiché vi è una maggiore richiesta di substrati di poliimmidi.

I materiali in poliimmide producono il substrato flessibile, che è più costoso del normale FR-4.

Un altro punto di discussione è il concetto di adesivo. I materiali a base di adesivo sono meno costosi rispetto ai materiali senza adesivo.

Conteggio strati

Un aumento del numero di strati aumenta il costo dello stack-up. Questo perché i produttori impiegano più processi di laminazione, più materiali e un tempo di lavoro più lungo.

L'azione di mercato prevede l'aumento dei costi dal 35 al 40% quando si passa da uno stack di PCB a strato singolo a quello di 2 strati.

Forma e dimensione della tavola

La forma e le dimensioni di un PCB sono una funzione della sua superficie aea. E le grandi superfici accumulano più costi.

Pertanto, l'impilamento di PCB flessibili di grandi aree costerà più del solito.

Spessore di rame

Un aumento degli strati aumenterà lo spessore del rame. Quando i produttori utilizzano strati di rame spessi, saranno necessari preimpregnati per i processi di laminazione.

Anche il rame spesso aumenta i ritmi tra le tracce. L'accoppiamento di tutti questi fattori insieme tende a far aumentare il costo del PCB Flex.

Traccia larghezza e spaziatura

La larghezza della traccia funge da canale di propagazione per i segnali. Pertanto, i progetti che richiedono tracce strette aumenteranno il costo del PCB. Questo perché rende più difficile per i produttori incidere le tracce.

Dimensioni dei fori

I piccoli fori sono piuttosto impegnativi per gli ingegneri, quindi aumentano i costi.

Tipo di rinforzi

Gli irrigidimenti sono una parte essenziale del PCB, ma il tipo di irrigidimento ne influenza il costo. L'FR-4 è l'irrigidimento normale che presenta diversi PCB flessibili.

Ma alcuni progetti richiedono altri tipi di rinforzi come l'acciaio inossidabile o l'alluminio. Sia l'acciaio inossidabile che l'alluminio sono più costosi dell'FR-4.

Quali sono le regole che guidano uno stack-up di PCB Flex a 2 strati?

Impilare il tuo PCB non è un processo con linee guida standard. Di seguito sono riportate le regole che guidano un efficace stack-up PCB a 2 strati.

• Integrare i piani di massa e di potenza insieme.
• Posiziona i livelli di segnale uno vicino all'altro.
• Instrada i segnali ad alta velocità. Questo dovrebbe essere sugli strati intermedi. Questo posizionerà il piano terra come scudo contro le radiazioni.
• Posizionare sempre ogni strato di segnale adiacente a un piano
• Se possibile, utilizzare più piani di massa. Perché aiuteranno a ridurre l'impedenza di terra.
• Assicurarsi che le configurazioni siano simmetriche
• Rendi più sottile l'isolamento tra uno strato di segnale e il piano adiacente. Ciò migliorerà le sue prestazioni contro il rumore.
• È possibile prevenire la deformazione applicando la sezione trasversale

Come calcolare il raggio di curvatura di uno stack-up di PCB Flex a 2 strati?

Fortunatamente, calcolare il raggio di curvatura non è così difficile come potrebbe sembrare. E, naturalmente, è un aspetto molto vitale di questo argomento.

Per calcolare il raggio di curvatura del Flex PCB a 2 strati, è necessario utilizzare la formula seguente

2 strati = spessore flessibile x 12

In che modo l'Institute of Printed Circuit (IPC) influisce sullo stack-up di PCB Flex a 2 strati?

L'Institute of Printed Circuit è un organismo che collega gli attori dell'industria elettronica. Forniscono linee guida riguardanti ogni forma di PCB e forniscono persino uno standard di test di qualità.

Non possiamo minare il peso del test dello stack-up PCB flessibile a 2 strati. È un modo per verificare la qualità del prodotto. Esistono diverse linee guida e misure di test in tutto il settore, ma l'IPC è una forza da non sottovalutare.

Vediamo i diversi aspetti dell'influenza dell'IPC sullo stack-up.

IPC-2223C

Ciò fornisce linee guida sugli standard di progettazione delle sezioni. Guida nella scelta dei materiali adesivi, delle vie flessibili e dei fori passanti placcati.

IPC-6013

Ciò fornisce un sacco di standard, che include;

• Specifiche di qualificazione
• Specifiche delle prestazioni
• Metodi di prova come prove di piegatura, prove termiche e prove di impedenza
• Test di conformità della qualità

IPC-FC-234

Questo documento copre l'uso di adesivi sensibili alla pressione (PSA). I documenti forniscono uno standard per tutto ciò che riguarda l'adesivo, come tipo, resistenze, limitazioni, ecc.

IPC-2221

Ciò copre il montaggio dei componenti e l'interconnessione delle strutture.

Il test dello stack-up dipenderà dalla sua applicazione. Tuttavia, per testare qualsiasi forma di PCB, i documenti IP-FC-234 e IPC-2223 sono gli standard.

Dare una buona aderenza alle linee guida nei documenti garantirà uno stack-up PCB flessibile a 2 strati alla massima capacità.

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