Co je Rigid Flex PCB Stackup

V dnešním uspěchaném technologickém světě jsou elektronická zařízení stále pokročilejší a kompaktnější. Aby byly splněny požadavky těchto moderních zařízení, desky s plošnými spoji (PCB) se nadále vyvíjejí a zahrnují nové konstrukční techniky. Jednou z takových technologií je rigidní flex pcb stackup, který nabízí mnoho výhod z hlediska flexibility a spolehlivosti.Tato obsáhlá příručka prozkoumá, co je to sestava desek plošných spojů rigid-flex, její výhody a konstrukci.

Než se ponoříme do detailů, pojďme nejprve projít základy sestavování PCB:

Skládání desek plošných spojů se týká uspořádání různých vrstev desky plošných spojů v rámci jedné desky plošných spojů. Zahrnuje kombinování různých materiálů za účelem vytvoření vícevrstvých desek, které poskytují elektrické spojení. Tradičně, s pevným uspořádáním PCB, se pro celou desku používají pouze tuhé materiály. Se zavedením flexibilních materiálů se však objevil nový koncept – rigid-flex PCB stackup.

Takže, co přesně je rigid-flex laminát?

Pevně ​​ohebná deska s plošnými spoji je hybridní obvodová deska, která kombinuje tuhé a flexibilní materiály PCB. Skládá se ze střídání tuhých a pružných vrstev, což umožňuje desce ohýbat se nebo ohýbat podle potřeby při zachování její strukturální integrity a elektrické funkčnosti. Díky této jedinečné kombinaci jsou pevné ohebné sestavy plošných spojů ideální pro aplikace, kde je kritický prostor a kde je vyžadováno dynamické ohýbání, jako jsou nositelná zařízení, letecká zařízení a lékařská zařízení.

Nyní se pojďme podívat na výhody výběru pevné ohebné sestavy PCB pro vaši elektroniku.

Za prvé, jeho flexibilita umožňuje, aby se deska vešla do stísněných prostorů a přizpůsobila se nepravidelným tvarům, čímž maximalizuje dostupný prostor. Tato flexibilita také snižuje celkovou velikost a hmotnost zařízení tím, že eliminuje potřebu konektorů a dodatečné kabeláže. Absence konektorů navíc minimalizuje potenciální místa selhání a zvyšuje spolehlivost. Snížení počtu kabelů navíc zlepšuje integritu signálu a snižuje problémy s elektromagnetickým rušením (EMI).

Konstrukce pevné a ohebné sestavy PCB zahrnuje několik klíčových prvků:

Obvykle se skládá z více pevných vrstev propojených pružnými vrstvami. Počet vrstev závisí na složitosti návrhu obvodu a požadované funkčnosti. Pevné vrstvy se obvykle skládají ze standardních FR-4 nebo vysokoteplotních laminátů, zatímco pružné vrstvy jsou polyimidové nebo podobné flexibilní materiály. Pro zajištění správného elektrického spojení mezi tuhými a pružnými vrstvami se používá jedinečný typ lepidla nazývaný anizotropní vodivé lepidlo (ACA). Toto lepidlo poskytuje elektrické i mechanické spojení a zajišťuje spolehlivý výkon.

Abychom porozuměli struktuře pevné ohebné desky plošných spojů, zde je rozpis 4vrstvé struktury desek plošných spojů rigid-flex:

Vrchní vrstva:
Zelená pájecí maska ​​je ochranná vrstva nanesená na PCB (Printed Circuit Board)
Vrstva 1 (Vrstva signálu):
Základní měděná vrstva se stopami pokovené mědi.
Vrstva 2 (vnitřní vrstva/dielektrická vrstva):
FR4: Jedná se o běžný izolační materiál používaný v deskách plošných spojů, který poskytuje mechanickou podporu a elektrickou izolaci.
Vrstva 3 (flexní vrstva):
PP: Polypropylenová (PP) lepicí vrstva může poskytnout ochranu desce plošných spojů
Vrstva 4 (flexní vrstva):
Krycí vrstva PI: Polyimid (PI) je pružný a tepelně odolný materiál používaný jako ochranná vrchní vrstva v ohebné části DPS.
Krycí vrstva AD: poskytuje ochranu podkladovému materiálu před poškozením vnějším prostředím, chemikáliemi nebo fyzikálním poškrábáním
Vrstva 5 (flexní vrstva):
Základní Měděná vrstva: Další vrstva mědi, obvykle používaná pro trasování signálu nebo distribuci energie.
Vrstva 6 (flexní vrstva):
PI: Polyimid (PI) je pružný a tepelně odolný materiál používaný jako základní vrstva v ohebné části PCB.
Vrstva 7 (flexní vrstva):
Základní vrstva mědi: Další vrstva mědi, obvykle používaná pro trasování signálu nebo distribuci energie.
Vrstva 8 (flexní vrstva):
PP: Polypropylen (PP) je pružný materiál používaný v ohebné části desky plošných spojů.
Cowerlayer AD: poskytuje ochranu podkladovému materiálu před poškozením vnějším prostředím, chemikáliemi nebo fyzickým poškrábáním
Krycí vrstva PI: Polyimid (PI) je pružný a tepelně odolný materiál používaný jako ochranná vrchní vrstva v ohebné části DPS.
Vrstva 9 (vnitřní vrstva):
FR4: Další vrstva FR4 je zahrnuta pro další mechanickou podporu a elektrickou izolaci.
Vrstva 10 (spodní vrstva):
Základní měděná vrstva se stopami pokovené mědi.
Spodní vrstva:
Zelená pájecí maska.

Vezměte prosím na vědomí, že pro přesnější posouzení a konkrétní konstrukční úvahy se doporučuje konzultovat s návrhářem nebo výrobcem PCB, který může poskytnout podrobnou analýzu a doporučení na základě vašich konkrétních požadavků a omezení.

Souhrnně:

Rigid flex PCB stackup je inovativní řešení, které kombinuje výhody pevných a flexibilních PCB materiálů. Díky své flexibilitě, kompaktnosti a spolehlivosti je vhodný pro různé aplikace vyžadující optimalizaci prostoru a dynamické ohýbání. Pochopení základů rigid-flex stackupů a jejich konstrukce vám může pomoci činit informovaná rozhodnutí při navrhování a výrobě elektronických zařízení. Vzhledem k tomu, že technologie pokračuje vpřed, bude nepochybně vzrůstat poptávka po vrstvení desek plošných spojů s pevným ohybem, což pohání další vývoj v této oblasti.