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Flex rigido HDI

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PCB HDI Rigid Flex: la guida definitiva alle domande frequenti

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In questa guida troverai tutte le informazioni che cerchi sui PCB rigidi flessibili HDI.

Sia che tu voglia imparare a scegliere via, il miglior materiale o un altro processo di fabbricazione di PCB rigidi HDI, troverai le informazioni proprio qui.

Quindi, continua a leggere per saperne di più.

Che cos'è il PCB flessibile rigido HDI?

HDI è l'abbreviazione di PCB di interconnessione ad alta densità. Un PCB HDI Rigid Flex è una scheda con una maggiore densità di cablaggio per unità di area fornita su un substrato rigido flessibile.

Un HDI PCB flessibile rigido utilizza tramite sistemi e tecniche in-pad, la riduzione della linea e dello spazio, insieme alla laminazione sequenziale, come caratteristiche ad alta densità.

PCB rigido flessibile HDI

PCB rigido flessibile HDI

 Si scopre che queste caratteristiche consentono la produzione di dispositivi compatti con dimensioni e peso ridotti e prestazioni elettriche migliorate.

Dove impieghi i PCB HDI Rigid Flex?

L'HDI rigido PCB flessibile trova impiego in vari settori grazie alle sue elevate prestazioni elettriche e alle caratteristiche migliorate.

Alcune delle applicazioni comuni includono:

Elettronica di consumo

I PCB flessibili rigidi HDI si trovano nell'elettronica di consumo, inclusi smartphone, televisori curvi, laptop ed elettrodomestici.

Il loro uso in questi prodotti è dovuto alla loro minuscola natura.

Aerospaziale

Un PCB rigido flessibile HDI può sopravvivere a condizioni ambientali difficili come lo spazio.

Pertanto trovi questo tipo di PCB incluso nei sistemi missilistici, negli aerei spaziali e nei satelliti.

Sanità e uso medico

Trovi l'uso di PCB flessibili rigidi HDI nelle aree sanitarie e mediche per aiutare le funzioni biologiche e l'esame medico.

Sono presenti in dispositivi come raggi X trasferibili, pacemaker e dispositivi esterni come apparecchi acustici.

Prodotti indossabili

L'uso di PCB flessibili rigidi HDI nei dispositivi indossabili è dovuto alla loro natura compatta e all'aumento delle prestazioni elettriche.

Smartwatch e abbigliamento, attrezzatura VR e giubbotto sportivo utilizzano tutti un PCB flessibile rigido HDI.

Quali sono i vantaggi del PCB HDI Rigid Flex?

L'uso di PCB flessibili rigidi HDI offre alcuni vantaggi nella tua applicazione, inclusi i seguenti:

  • Puoi imballare in modo denso i componenti con un routing versatile utilizzando la tecnica dei micro-via e via-in-pad.

Di conseguenza, si traduce in un trasferimento del segnale più veloce con una qualità maggiore.

  • Il PCB rigido flessibile HDI consente di progettare e inserire componenti aggiuntivi su entrambi i lati della scheda.

Lo attribuisci a procedure di instradamento più fini e a una maggiore densità di cablaggio.

  • L'utilizzo di via impilati nelle schede PCB flessibili rigide HDI le rende altamente affidabili.

Questi via supportano la scheda contro condizioni ambientali difficili.

  • A differenza dei PCB tradizionali in cui sono presenti molte schede, i PCB flessibili rigidi HDI consentono di racchiudere tutte le funzionalità in un'unica scheda.

Di conseguenza, riduci le dimensioni della scheda e i costi generali di fabbricazione.

  • Utilizzi la perforazione laser in PCB flessibili rigidi HDI creando fori con diametri più piccoli migliorando al contempo le caratteristiche termiche della scheda.

Quali tipi di tramite puoi utilizzare IV HDI Rigid Flex PCB?

I via sono piccoli fori conduttivi in ​​un PCB flessibile rigido HDI che collega numerosi strati consentendo il trasferimento dei segnali.

Sono disponibili quattro tipi di via per un PCB flessibile rigido HDI, a seconda della funzionalità come segue:

Vie a foro passante

Qui, esegui un foro attraverso il PCB dall'alto verso il basso collegando tutti gli strati di un PCB.

È il tipo via più conveniente poiché è semplice da produrre e può essere placcato o non placcato.

Vias cieco

Con questo tipo via, si collega lo strato esterno di un PCB flessibile rigido HDI multistrato a uno strato interno.

È cieco poiché puoi vederlo solo da un lato della scheda PCB rendendo la costruzione complessa.

Sepolto Vias

Questo tipo di via è complesso e costoso che collega due strati PCB flessibili rigidi HDI interni. Usi via sepolti con un numero di strati uniforme.

Micro-via

Questi sono i vias più piccoli la cui costruzione avviene tramite perforazione laser con diametri molto piccoli inferiori a 150 micron.

microfono vias trovano uso comune nei PCB flessibili rigidi HDI che collegano strati successivi e consentono schede più dense.

Modi

Modi

Come si forniscono vie cieche e interrate nei PCB HDI Rigid Flex?

Quando si realizzano vie cieche e interrate, non si impiega la perforazione laser con controllo della profondità.

Invece, si forano singole anime prima di placcarle, impilarle e quindi pressare.

Quando si arreda una via, è necessario assicurarsi che tagli un numero di strati uniforme.

Inoltre, mentre può iniziare dall'alto e finire in basso, non è vero il contrario.

Inoltre, non è possibile avviare o terminare un vias cieco o interrato da o su un altro via cieco o sepolto. Tuttavia, puoi racchiudere un cieco o seppellirlo all'interno di un altro sebbene sia un processo complesso e costoso.

Puoi intraprendere compilando i PCB HDI Rigid Flex?

Il riempimento delle vie comporta la chiusura delle vie riempiendole con un materiale non conduttivo.

È possibile utilizzare il sollevatore a vuoto nella fissazione in cui la tavola ha un numero di trapani significativo.

La sigillatura di una via controlla anche il deflusso della saldatura. Inoltre, quando hai seppellito vias, puoi applicare riempiendo gli strati interni.

È possibile utilizzare metodi diversi per sigillare vias a seconda dell'applicazione.

Puoi tendere, riempire, tappare entrambi i lati o coprirli utilizzando una copertura metallica come nei sistemi via-in-pad.

Quando si riempiono PCB flessibili rigidi HDI, si utilizza lo standard IPC 4761. Questa norma specifica i vari tipi di copertura e riempimento per vias.

Perché usi i microvia nel PCB HDI Rigid Flex?

Utilizzi micro-via tra gli strati in un PCB flessibile rigido HDI con un rapporto di aspetto 1:1.

Laddove il rapporto di aspetto è maggiore di 1:1, si utilizza un micro-via impilato.

L'uso di un micro-via impilato elimina gradualmente la laminazione sequenziale.

Ciò è dovuto all'inizio di una nuova via persiane su uno strato simile al punto in cui termina la precedente via persiane.

Il tipo più frequente ed economico di microvia è il via sfalsato. I micro-via sfalsati richiedono più spazio perché non sono formati sullo stesso nucleo.

La domanda di schede ad alta velocità e densità è in aumento e i micro-via aiutano a raggiungere questo obiettivo. I micro-via aiutano nel corretto dispiegamento dei cavi interni su diversi strati di schede.

Come si produce il PCB flessibile rigido HDI?

Quando si realizza un PCB flessibile rigido HDI, è necessario decidere il numero di strati e la configurazione della scheda. Inoltre, nonostante le dimensioni finali della scheda, si realizza un PCB flessibile rigido HDI attraverso il rivestimento.

Trovi il seguente processo essenziale nella produzione di PCB flessibili rigidi HDI:

Revisione del design

Dopo aver effettuato un ordine, rivedi il design prima di iniziare la produzione.

La revisione in genere segue un elenco di controllo in cui si esaminano i file di perforazione, l'approccio di panelizzazione e i dettagli di output.

Tracciatura e imaging

Usi un plotter fotografico nella creazione di strumenti fotografici per la maschera di saldatura e la legenda per ogni singolo livello.

Si applicano le tracce, il terreno, i pad e altre immagini primarie utilizzando il processo di imaging.

AOI e laminazione

Quando si dispone di un PCB flessibile rigido HDI multistrato, si ispezionano gli strati confrontando l'immagine reale con il progetto.

In questo modo si scoprono eventuali difetti prima di fondere gli strati interni, prevenendo costosi problemi.

Utilizzi una pressa idraulica nella laminazione di strati ispezionati che includono preimpregnato e anima conduttiva.

Il processo è ad alta temperatura e pressione che fonde il preimpregnato unendo gli strati insieme.

Perforazione e deposito di rame

I fori praticati consentono di collegare componenti, unire strati di rame e/o montare il PCB flessibile rigido HDI nel suo alloggiamento.

Si deposita il rame in seguito all'operazione di perforazione mediante una tecnica di placcatura chimica.

Placcatura E Acquaforte

Segue una procedura di elettroplaccatura, in cui si placca il rame sul contorno conduttivo e sui fori per soddisfare i requisiti di progettazione del circuito.

Si rimuove il film secco resist che rimane sul pannello dopo la placcatura lasciando tracce, tamponi e altre caratteristiche del rame.

Maschera per saldatura e finitura superficiale

Proteggi la superficie in rame del PCB flessibile rigido HDI utilizzando una maschera di saldatura.

Una maschera di saldatura impedisce il ponte di saldatura tra i componenti che possono causare cortocircuiti elettrici.

La finitura superficiale comprende la copertura dei circuiti per prevenire l'ossidazione del rame esposto. In sostanza non puoi saldare il rame ossidato.

Test elettrico

Per testare un PCB flessibile rigido HDI, si utilizza un tester a sonda volante che trasmette segnali elettrici tramite sonde.

Questo test consente di rilevare aperture o cortocircuiti, consentendo di intervenire prima del montaggio finale.

Come puoi impilare un PCB HDI Rigid Flex?

I PCB flessibili rigidi HDI possono essere caratterizzati da più strati strettamente instradati e che utilizzano vie per il collegamento elettrico.

Lamini questi strati per formare un'unica tavola preceduta da un processo di incisione.

Gli stack up comuni del PCB flessibile rigido HDI includono:

Gli stack-up sono disponibili in una varietà di forme, tra cui:

PCB rigido flessibile HDI (1+N+1)

Questo è il design PCB flessibile rigido HDI più semplice, adatto per array a griglia sferica con bassi conteggi di input e output.

Comprende la riduzione della linea e le micro-vie con una buona stabilità e affidabilità di montaggio.

PCB rigido flessibile HDI

PCB rigido flessibile HDI ( 1+N+1)

PCB rigido flessibile HDI (2+N+2)

Trovi questo design con una sofisticatezza moderata che comprende due o più strati HDI che consentono l'interconnessione utilizzando micro-via con rame.

PCB flessibile rigido

PCB flessibile rigido HDI (2+N+2)

 Questo design trova impiego in progetti esigenti che richiedono prestazioni di trasmissione del segnale di alto livello.

Quali sono alcuni degli standard utilizzati per i PCB HDI Rigid Flex?

Durante la produzione di un PCB flessibile rigido HDI, trovi utili i seguenti standard:

  • IPC-2226: Comprende lo standard di progettazione in sezione per PCB flessibili rigidi HDI.
  • IPC-DD-135: Evidenzia le qualifiche di prova per i materiali dielettrici organici intercalari depositati per i moduli multichip.
  • IPC-4104: Delinea i materiali da utilizzare nei PCB flessibili rigidi ad alta densità di interconnessione.
  • IPC-6016: Detta le specifiche delle prestazioni e la qualificazione della scheda per i layer in un PCB flessibile rigido HDI.
  • IPC/JPCA-2315: Fornisce la guida alla progettazione per i micro-via nei PCB flessibili rigidi HDI.

Quali caratteristiche definiscono il PCB HDI Rigid Flex?

Un PCB flessibile rigido HDI ti assicura di adattare una maggiore densità di componenti su una scheda, mantenendo le dimensioni della scheda ridotte.

Alcuni componenti richiedono approcci HDI per un routing ottimale.

In un layout HDI, troverai le seguenti funzionalità:

  • Tracce più sottili: Nei PCB flessibili rigidi HDI, tracce più sottili collegano via da diversi strati consentendo una maggiore densità di tracce.
  • Livelli di segnale inferiori: Le applicazioni ad alta tensione o corrente non sono adatte per PCB flessibili rigidi HDI. Le alte tensioni causano scariche elettrostatiche dovute all'elevata intensità di campo tra le linee adiacenti.
  • Grande numero di strati: Un PCB flessibile rigido HDI può supportare conteggi di strati più elevati interconnessi con via.

È possibile aumentare la densità dei componenti utilizzando più strati in un PCB flessibile rigido HDI anche su 20 strati.

  • Via minori: Per le transizioni di livello, si utilizzano micro-via per PCB flessibili rigidi HDI insieme a via sfalsate, cieche e interrate.

Le proporzioni di queste vie sono inferiori a quelle delle vie standard a foro passante.

Quali regole di progettazione consideri quando realizzi PCB HDI Rigid Flex?

Esistono alcuni criteri di base che si applicano a qualsiasi configurazione PCB flessibile rigida HDI, inclusi i seguenti:

  • Monitorare la traccia e la distanza del pad.

I parametri di gioco delle maschere di saldatura sono normalmente di dimensioni simili alla larghezza della traccia e determinati dalla dimensione e dal passo della piazzola.

  • Non è necessario utilizzare via sfalsati.

Quando si instrada un PCB flessibile rigido HDI, l'obiettivo è lasciare spazio sufficiente sulla superficie e sugli strati interni.

  • Usa meno livelli. Le schede con un numero elevato di strati richiedono più procedure di assemblaggio e aumentano i costi di produzione.
  • Tieni a mente l'integrità del segnale. Un layout PCB flessibile rigido HDI dovrebbe essere conforme ai principi di progettazione ad alta velocità.

Quali fattori guidano la scelta del materiale per PCB HDI Rigid Flex?

Quando si selezionano i materiali per il PCB flessibile rigido HDI, è necessario considerare quanto segue:

  • La costante dielettrica del materiale che si riferisce alla sua capacità di immagazzinare energia in un campo elettrico.

La direzione del materiale influenza la costante dielettrica e quindi cambia con uno spostamento dell'asse del materiale.

  • Il fattore di dissipazione dovrebbe essere basso, per evitare il degrado del segnale di trasmissione e quindi lo spreco di segnale.
  • La tangente di perdita del materiale ha basato la sua struttura molecolare soprattutto per i segnali ad alta frequenza. Trovi che i segnali a bassa frequenza non siano interessati.
  • Diafonia ed effetto pelle che dipendono dai parametri di spaziatura.

Il crosstalk si verifica quando un PCB flessibile rigido HDI interagisce con se stesso creando un accoppiamento indesiderato.

  • La resistenza alla pelatura del materiale che, quando maggiore, migliora la resistenza all'impatto.

Aumenta anche la resistenza al calore e consente una migliore qualità del segnale.

  • Il coefficiente di dilatazione termica del materiale che influenza processi come la perforazione e l'assemblaggio.

Le differenze nell'espansione termica possono causare la separazione della lamina di rame se esposta a variazioni di temperatura.

  • L'ambiente in cui opera il tuo gadget è una delle principali preoccupazioni.

Di conseguenza, il materiale dovrebbe avere un basso assorbimento d'acqua per evitare l'interruzione delle proprietà dielettriche.

Quali sono alcuni dei materiali che puoi utilizzare per il tuo PCB HDI Rigid Flex?

Quando si fabbrica un PCB flessibile rigido HDI, è possibile utilizzare materiale FR-4 che ha buone proprietà dielettriche mentre è facilmente disponibile.

Il materiale FR-4 compone la fibra di vetro con resina epossidica la cui combinazione può essere modificata per ottenere determinate qualità.

Alcuni materiali comuni che utilizzano FR-4 includono la serie Rogers RO3000, Taconic TLX, Isola IS620 e Arlon 85N.

La poliimmide è anche un materiale utile nei PCB flessibili rigidi HDI grazie alla sua impressionante qualità di flessibilità.

Come si creano linee di trasmissione a impedenza controllata per il PCB HDI Rigid Flex?

È fondamentale sviluppare linee di trasmissione a impedenza regolata per prevenire la perdita di segnale nel PCB rigido flessibile HDI.

Sono disponibili le seguenti due tecnologie comuni per la creazione di linee di trasmissione a impedenza regolata: micro-striscia e strip-line.

Microstriscia

La microstriscia si riferisce all'avere una traccia sopra lo strato superiore con un piano terra al di sotto.

Determinare l'impedenza della microstriscia è un po' complicato.

Dipende da diversi elementi come la permittività relativa del materiale della scheda, lo spessore e la larghezza della traccia e l'altezza del piano.

Si ottiene un migliore controllo dell'impedenza posizionando il terreno vicino allo strato superiore.

Strip Line

Questo è quasi identico alla microstriscia con la differenza principale che è un piano di massa aggiuntivo sulla traccia.

Qui posizioni la traccia tra un accoppiamento aereo che ti consente di contenere meglio le radiazioni EMI.

Quali caratteristiche rendono popolare il materiale Rogers nel PCB HDI Rigid Flex?

materiale Rogers sono una gamma di prodotti dell'azienda Rogers che trovano impiego nei PCB flessibili rigidi HDI.

Il materiale Rogers ha diverse caratteristiche distintive che ne consentono l'uso in varie applicazioni.

Il materiale Rogers utilizza un tessuto in tessuto idrocarburico rinforzato con vetro che raggiunge proprietà elettriche simili al PTFE con uno strato di conduzione sottile.

Alcuni dei motivi della popolarità dei PCB Rogers includono:

  • Minime perdite di segnale dielettrico ed elettrico.
  • Ampia gamma di valori di costante dielettrica, da 2.55 a 10.
  • Questi materiali assicurano che il costo di produzione del PCB sia basso.
  • Può facilmente ospitare un'impedenza controllata.
  • Elevata capacità di gestione del calore.
  • Il degassamento è minimo nelle applicazioni spaziali.

Cosa definisce il segnale ad alta velocità in un PCB flessibile rigido HDI?

Si trovano segnali con frequenze che vanno da 50 MHz a 3 GHz, ad esempio segnali di clock, sono segnali ad alta velocità. Sebbene sia improbabile cambiare il segnale da basso ad alto, sembra trapezoidale grazie ai tempi di salita e discesa. L'ampiezza delle armoniche a frequenza più alta del segnale di clock è proporzionale al suo tempo di salita e discesa. L'entità delle armoniche diminuirà se il tempo di salita è maggiore.

All'aumentare della velocità si verificano maggiori difficoltà di rimbalzo al suolo, squilli, riflessi, diafonia e disadattamento di impedenza.

Ha un impatto sulle qualità digitali e anche analogiche del sistema.

L'integrità del segnale è importante nel PCB HDI Rigid Flex?

In sostanza, un segnale dovrebbe fluire inalterato da una sorgente a un carico su un PCB flessibile rigido HDI.

Tuttavia, ciò non si verifica in pratica con alcune perdite derivanti da interferenze come diafonia, disadattamento di impedenza e problemi di commutazione.

L'integrità del segnale descrive come misurare queste distorsioni del segnale ad alta frequenza.

Fornendo soluzioni realistiche, l'integrità del segnale aiuta nella previsione e nella comprensione di queste preoccupazioni cruciali.

Quando si progetta un PCB flessibile rigido HDI, è necessario visualizzare le tracce come linee di trasmissione anziché cavi di base.

La più alta frequenza operativa nella progettazione aiuta a identificare la gestione delle tracce come linee di trasmissione.

Come si superano i problemi di integrità del segnale nei PCB HDI Rigid Flex?

È possibile superare i problemi di integrità del segnale nel PCB flessibile rigido HDI utilizzando le seguenti tecniche di progettazione:

Integrità del segnale nel PCB

Integrità del segnale nel PCB

Instradamento multiplo

Troverai che l'instradamento del segnale ortogonale guida i segnali a livelli diversi riducendo la regione collegata. Riduci al minimo le durate di esecuzione parallela tra i segnali.

Corrispondenza di impedenza

Il materiale del substrato, la larghezza della traccia e l'altezza della traccia dal suolo/piano di alimentazione costituiscono i tre parametri principali che influenzano il controllo dell'impedenza.

È possibile utilizzare strategie di terminazione appropriate per controllare il disadattamento di impedenza a seconda dell'area di applicazione.

Mitigazione EMI

È possibile ridurre al minimo le interferenze elettromagnetiche nel PCB flessibile rigido HDI utilizzando componenti a bassa induttanza.

Anche l'uso di piani di massa solidi vicino ai piani di segnale è efficace.

Attenuazione

L'assorbimento dielettrico e l'effetto pelle possono causare perdite di trasmissione nel PCB flessibile rigido HDI.

Con l'assorbimento dielettrico il materiale dielettrico della scheda assorbe l'energia del segnale riducendone l'intensità.

Puoi contrastare l'effetto pelle aumentando la larghezza della traccia.

Tracce e Via ad angolo retto

Avere una traccia ad angolo retto può creare una maggiore radiazione aumentando il valore della capacità nella curva alterando l'impedenza caratteristica.

La sostituzione della curva perpendicolare con un accoppiamento di angoli di 45 gradi o una curva rotonda riduce i riflessi.

Sebbene i via siano necessari per il routing, aumentano l'induttanza e la capacità di una scheda.

Evitare di inserire via in tracce diverse poiché estendono la lunghezza della traccia.

Crosstalk

Il trasferimento del segnale attraverso un filo crea campi magnetici circostanti che possono interagire in caso di fili adiacenti creando diafonia.

Puoi combattere la diafonia impiegando materiale con proprietà dielettriche ridotte e avendo piani di massa tra gli strati.

Perché dovresti eseguire simulazioni di progettazione e controlli per il tuo PCB HDI Rigid Flex?

Il mantenimento della trasparenza del progetto richiede controlli dell'integrità del segnale. Non è possibile eliminare la produzione on board se non condotta durante la fase di progettazione.

Un controllo dell'integrità del segnale tramite simulazioni di progettazione consente di evidenziare gli errori prima della produzione. Queste simulazioni consentono di rilevare ed eliminare i problemi che causano il deterioramento della qualità del segnale durante il viaggio.

Le durate di aumento del segnale sono brevi quando si utilizza il PCB flessibile rigido HDI ad alta frequenza, rendendo importante l'integrità del segnale.

L'implementazione di schemi di terminazione appropriati garantisce che il PCB possa funzionare senza interruzioni alle alte frequenze.

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