Multistrato Rigido circuito stampato flessibile : PCB Innovazioni nel cieco/sepolto tramite strutture

I nostri dispositivi elettronici stanno diventando sempre più compatti e sempre più sofisticati, la domanda di interconnessione ad alta densità, o HDI, ha spinto la rigidità multistrato. circuito stampato flessibile tecnologia all'avanguardia dello sviluppo dei prodotti. Che si tratti di dispositivi indossabili all'avanguardia, aerospaziali, elettronici o dispositivi medici miniaturizzati, troverete quasi sempre questi circuiti multistrato rigido-flessibile al centro con le loro qualità trittiche di flessibilità, durata e funzionalità. La chiave di questa evoluzione sono le recenti innovazioni in cieco e sepolto attraverso strutture, strumenti essenziali per gli ingegneri che spingono i confini del moderno progettazione di circuiti stampati e l’argomento del nostro articolo di oggi.

Vias

Rivideremo prima la categorizzazione tripartita dei vias che vedremo con i disegni rigido-flessibili:

• Attraverso Vias sono quelli che attraversano tutta la lunghezza della tavola, dall'alto al basso, la stragrande maggioranza in rigido- circuito stampato flessibile tavole di meno strati
• I viali ciechi sono come vicoli ciechi che escono in superficie, a metà e a metà sepolti.
• Buried Vias sono interni unici

Le disposizioni di queste tre categorie di vias consentono agli ingegneri di stabilire interconnessioni dense mantenendo una compattezza formale. La localizzazione delle connessioni a strati specifici consente ai progettisti di effettuare configurazioni più complicate di circuiti senza aumentare le dimensioni della scheda. I vias ciechi e sepolti sono segnali di routing particolarmente preziosi tra le sezioni rigide e flessibili, e le linee guida IPC-2223 stimano una diminuzione del 25% dell'area della scheda con l'uso appropriato di vias ciechi e sepolti.

Sfide

Ma queste vie avanzate non sono senza sfide. Gli impilamenti rigido-flessibili si alternano tra substrati rigidi e flessibili, strati adesivi e strati senza adesivi, e questa alternanza provoca problemi specifici:

La poliimide, il materiale solitamente utilizzato per gli strati flessibili, ha un coefficiente di espansione termica più alto del suo nucleo rigido. Durante il processo di laminazione questa discrepanza può causare stress. Questo stress può rendere più difficile ottenere una perfetta adesione e piattezza, con conseguente deformazione, micro crepe o persino delaminazione.

I vias lampeggianti e i vias sepolti richiedono anche la perforazione laser con alta precisione e strette tolleranze. Il rischio di vuoti e di rivestimento in rame incompleto è ulteriormente aumentato da elevati rapporti di aspetto, cioè il rapporto profondità-diametro.

Accurati posizionamenti rigido-flessibili sono ancora più critici quando si attraversano aree rigide e flessibili, e vias di dimensioni minuscole sono molto meno tolleranti di disallineamento.

Esposto alla piegatura dinamica e agli stress ambientali, un cattivo passaggio può soffrire micro crepe, fratture del barile e persino delaminazione. Ecco perché la maggior parte dei dispositivi indossabili di nuova generazione avrà microvias come il loro guasto più comune.

Innovazioni

Ma gli ultimi anni hanno visto ondate di innovazioni nelle tecnologie di questi vias rigido-flessibile.

La costruzione sequenziale, o SBU, è il processo mediante il quale gli ingegneri costruiscono strati complessi ad incrementi, formando vias cieche e sepolte in più fasi. Questa procedura ottimizza il rapporto di aspetto e la qualità della placcatura di ogni via ed è ora lo standard per HDI e rigido- circuito stampato flessibile .

La perforazione Lazor, che cambia il gioco per la rigida flessibilità attraverso la tecnologia, può creare microvie intricate con precisione su strati flessibili sottili, spesso quelli di meno di 100 micrometri. Possiamo ringraziare questa tecnologia per un miglioramento di circa il 15% sul tasso di rendimento rispetto alla tradizionale foratura meccanica.

Meglio attraverso tecniche di riempimento, come la placcatura in rame ad alta conduttività e piastre conduttive, può garantire una bassa resistenza su vias ciechi e sepolti tutto mantenendo una buona resistenza meccanica. Queste tecniche impediscono anche vuoti e riducono il rischio di via affaticamento sul vostro prodotto rigido-flessibile.

I produttori hanno anche impiegato la laminazione ibrida per applicazioni rigide-flessibili, combinando tecniche di legame sia adesive che senza adesivi. Questa esecuzione ibrida può migliorare l'integrità meccanica del vostro impilamento rigido-flessibile migliorando al contempo l'affidabilità, in particolare all'interfaccia tra le parti rigide e flessibili dove le sollecitazioni sono più acute.

La fase di produzione del controllo della qualità dovrebbe beneficiare di sistemi di ispezione più recenti. AOI, ora una norma, così come la tomografia a raggi X permettono ai produttori di scansionare nascosti attraverso strutture e ispezionare difetti come vuoti o disallineamenti. Questo rilevamento precoce può aiutare soprattutto un progetto rigido-flessibile i cui prodotti saranno molto più delicati di altri PCB tecnologie.

Pratiche

Ecco alcune buone pratiche e concetti di progettazione da prendere in considerazione quando lavori sul tuo progetto rigid-flex:

• Mantenere anelli annulari robusti durante la pianificazione della sequenza di strati in modo da accogliere le varianze di fabbricazione
• Comunica con il tuo fornitore di substrato e chiedi il loro minimo tramite diametro e spaziamento. Molti vantano microvias di 75 micrometri, non sempre della stessa tolleranza
• Utilizzare funzionalità di sollevamento della tensione nella regione flessibile ed evitare progetti via-in-pad per aree di alta tensione meccanica
• Utilizzare l'analisi degli elementi finiti, o FEA, e tramite strumenti di modellazione di affidabilità per prevedere possibili punti di guasto prima di procedere alla fabbricazione del prototipo rigido-flessibile

Fabbricabilità

La complessità delle strutture avanzate via, insieme a tutti i problemi che generano, sono giustificati dai guadagni che forniscono in miniaturizzazione, funzionalità e affidabilità. Ma in confronto ai costi di produzione rigido-flessibile, questi vantaggi dovrebbero essere riconsiderati:

• Un aumento della densità di passaggio può ridurre i tassi di rendimento quando i controlli del processo non sono rigorosi, con conseguenti costi più alti per pannello
• Un fabbricante potrebbe mancare delle competenze o delle attrezzature per eseguire vias ciechi e sepolti avanzati del tuo progetto multistrato rigido-flessibile. Auditare sempre i fornitori ed esaminare le loro capacità e chiedere se hanno esperienza rigida-flessibile simile al tuo progetto
• Pianifica la tua via struttura e la tua penalizzazione con l'idea di efficienza. Ciò ridurrà gli sprechi materiali e migliorerà la competitività dei costi

Grazie a queste innovazioni, cieche e sepolte attraverso strutture hanno spinto sempre più avanti la miniaturizzazione e l'affidabilità nel mondo del design rigido-flessibile a più strati. Ricorda i consigli che abbiamo fornito in questo articolo, e non vediamo l'ora di vederti la prossima volta!