Diferencias entre el ensamblaje de PCB rígido-flexible y el ensamblaje de sistema de placas múltiples

¿Qué es un PCB rígido-flexible?

 

En el diseño estándar de PCB de placa de circuito multicapa, utilizamos el concepto de placa de circuito para dividir diferentes circuitos funcionales en placas de circuito más pequeñas, y utilizamos una variedad de interconexiones para colocar el sistema en una sola carcasa.

 

El problema con este enfoque estándar es que no se puede garantizar la confiabilidad de las interconexiones (especialmente después de considerar la interferencia electromagnética / problemas de compatibilidad electromagnética). Los conectores de borde de tarjeta estándar con buena conductividad que cumplen con nuestros requisitos de tamaño no siempre existen; La mejor alternativa es el cable, pero los cables no son prácticos y no cumplen con los requisitos de espacio del caso.

 

Si un diseño de placa de circuito multicapa requiere que interconectemos varias placas de circuito rígido en una carcasa compacta con números de alto nivel y requisitos de conexión de alta velocidad, entonces la combinación de combinación rígido-flexible es la mejor solución.

 

¿Qué es la combinación rígido-flexible? En pocas palabras, es para conectar dos o más placas de circuito rígido a través de partes flexibles para la conexión del circuito.

 

Una sola capa flexible generalmente consta de los siguientes materiales:

● núcleo de poliimida flexible;

● capa conductora de cobre;

● adhesivo

 

La capa conductora de cobre se intercala entre las poliimidas flexibles en ambos lados mediante un adhesivo. La capa de poliimida y la capa adhesiva generalmente se consideran como una unidad (llamada capa de cubierta), que se puede laminar en la capa de cobre por calor y presión. Puede haber múltiples capas flexibles en cualquier diseño dado.

 

La parte rígida se agrega a la capa flexible a través de una capa rígida de material PCB estándar:

● El material preimpregnado lleno de fibra de vidrio con resina fluirá y se pegará cuando se caliente;

● Capa base de fibra de vidrio no conductora (generalmente FR-4);

● máscara de soldadura verde tradicional;

● Marcas de serigrafía e información de identificación

 

La capa de poliimida flexible y la capa de cobre conductora suelen ser continuas en toda la placa de circuito (incluidas las capas rígidas y flexibles). Sin embargo, algunos diseños limitan la cantidad de poliimida flexible, y la porción de capa rígida se llena con material preimpregnado.

 

En términos de diseño, la junta rígida-flexible se considera una placa de circuito plegable. Esto reduce el número total de interconexiones requeridas en el sistema y evita pasos manuales como soldar cables planos a placas de circuito rígido.

 

Configuraciones comunes de flexión rígida

 

Configuración estándar: estructura simétrica con capas flexibles en el centro de la pila. Por lo general, utiliza un recuento de capas uniforme similar a un diseño de PCB multicapa estándar.

 

Configuración de conteo de capas impares: aunque no es común en el diseño tradicional de PCB, el conteo de capas impares puede proporcionar la función de protección contra interferencias electromagnéticas en ambos lados de la capa flexible para cumplir con los requisitos de control de impedancia de línea y compatibilidad electromagnética.

 

Configuración asimétrica: si la capa flexible no está en el centro de la pila, se considera una configuración asimétrica. A veces, los requisitos de impedancia y grosor dieléctrico varían ampliamente, lo que resulta en diseños de "parte superior pesada". En otras ocasiones, la relación de aspecto de los agujeros ciegos puede reducirse mediante estructuras asimétricas. Dado que es fácil deformar y torcer el diseño, puede ser necesario compactar la abrazadera.

 

Vias ciegas y enterradas: los circuitos rígidos-flexibles admiten vias ciegas. Las vías ciegas conectan la capa externa de la PCB a una o más capas internas sin pasar por toda la placa de circuito; mientras que los agujeros enterrados conectan una o más capas internas sin pasar la capa externa. Cuando se trata de capas flexibles, las estructuras viales complejas a menudo requieren estructuras asimétricas.

 

Capa flexible blindada: una película protectora especial laminada en una capa flexible (como Tatsuta y APlus). Una abertura de cubierta especial con un adhesivo conductor pone la película de protección en contacto con el suelo. Estas películas pueden proteger áreas flexibles sin aumentar significativamente el grosor.

 

Hay muchas configuraciones diferentes posibles para combinaciones rígidas-flexibles. No es necesario que coincida el número de capas entre las secciones rígidas y flexibles, de modo que podamos lograr una personalización completa para que el diseño de la PCB sea adecuado para un recinto sellado; solo asegúrese de que el diseño cumpla con los estándares de calidad especificados en IPC 2223C.

 

para resumir

 

La combinación de rigidez y flexibilidad puede ayudarnos a cumplir con los complejos requisitos de interferencia geométrica o electromagnética, para que podamos usar circuitos flexibles o tableros de circuitos rígidos y confiables cuando sea necesario para minimizar los costos de fabricación y ensamblaje.

 

Debido a que los diseños rígidos a menudo manejan requisitos 3D complejos, es necesario contar con un potente software de diseño de PCB que admita el enfoque de diseño general para cerrar la brecha entre los campos mecánicos y eléctricos.