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Come fare il controllo dell'impedenza circuito stampato rigido-flessibile

La versatilità del circuito flessibile, combinata con la crescente complessità dell'elettronica di oggi, ha portato ad una crescente domanda di circuito stampato rigido-flessibile con controllo di impedenza. Tali stack-up all'avanguardia sono indispensabili per applicazioni ad alta frequenza, come dispositivi di comunicazione 5G, sistemi IoT e attrezzature mediche dove l'integrità del segnale   è fondamentale. Per raggiungere con successo un rigoroso controllo dell'impedenza in circuito stampato rigido-flessibile fabbricazione, è essenziale avere una comprensione dettagliata del materiale e dei processi di fabbricazione, così come la progettazione   ottimizzazioni. In questo articolo, passeremo attraverso il processo di produzione passo dopo passo   un controllo di impedenza circuito stampato rigido-flessibile e lungo il percorso, evidenziando i punti importanti per i produttori.

Cosa è   Controllo dell'impedenza in circuito stampato rigido-flessibile ?

Il controllo dell'impedenza è la manutenzione   di impedenza elettrica coerente nelle linee di trasmissione di un PCB In circuiti ad alta velocità, i segnali viaggiano a frequenze dove impedenze non corrispondenti   produrre riflessioni, perdita di segnale, irradiare EMI e causare segnali a EMI.

Rigido circuiti stampati flessibili fornire l'eccellente scelta di protezione meccanica di PCB rigidi aggiungendo la versatilità di circuiti stampati flessibili che li rende ideali per applicazioni che richiedono il controllo dell'impedenza   e altri requisiti critici. I produttori devono assicurarsi che l'impedenza della traccia all'interno del PCB è strettamente abbinato ai requisiti del sistema, e questo è normalmente fatto attraverso materiale appropriato   selezione, progettazione di impilamento e controllo del processo.

Materiale e progettazione per il controllo dell'impedenza di circuito stampato rigido-flessibile

Materiali di sostrato

La scelta del materiale è la base per il controllo dell'impedenza in rigido circuiti stampati flessibili I produttori di solito applicano poliimide per gli strati flessibili a causa delle sue caratteristiche elettriche superiori e della stabilità termica. Gli strati rigidi sono normalmente costruiti in materiale FR4, ma   per applicazioni ad alta frequenza, possono essere necessari materiali a bassa perdita come Rogers o PTFE.

Il Dk e il Df del   I materiali hanno un impatto significativo sull'impedenza. Ad esempio,   Più basso è il Dk, più velocemente si propagano i segnali e più basso è il Df, meno è la perdita di segnale. È ben capito che Dk nella gamma da 3,0 a 3,5 è   luogo comune per progetti controllati dall'impedenza. "

Stack-Up di strato

Il design di impilamento di strati è un elemento vitale per raggiungere il controllo dell'impedenza. I produttori devono specificare con precisione i rigidi strati flessibili, il numero di segnali e   strati di terra, e lo spessore dei materiali dielettrici.

Le considerazioni principali includono:

Geometria traccia costrolta:   Come la larghezza, lo spessore (altezza) e lo spaziamento delle tracce influenzano l'impedenza.

Piani di riferimento: gli strati di segnale sono impilati   con piani di terra o di potenza per fornire impedenza uniforme.

Spessore dielettrico: la distanza tra lo strato di segnale   e il piano di riferimento deve essere regolato al fine di soddisfare i requisiti di impedenza.

Strumenti di simulazione (ad es. Ansys,   polar SI9000) sono ampiamente applicati per simulare e prevedere l'impedenza nella fase di progettazione.

Processo di produzione per il controllo   Impedanza su circuito stampato rigido-flessibile

Fasi di pre-produzione

Il circuito stampato rigido-flessibile la progettazione viene rigorosamente esaminata prima della produzione al fine di soddisfare le specifiche di impedenza. Il software leader del settore è utilizzato per calcolare le larghezze della traccia / del filo, la distanza e   pile.

Dopo il completamento della progettazione, vengono realizzati gli strumenti fotografici   per ogni strato. Questi strumenti fotografici saranno utilizzati efficacemente nelle procedure di imaging e incisione per avere   le tracce esatte.

Immagine e incisione

L'imaging separa i modelli di circuito su   strati di rame. Un film secco fotoresist è laminato sul rame, il   Le tracce desiderate sono esposte agli UV.

Una volta che il PCB viene immaginato, il rame esposto viene inciso chimicamente,   allora ciò che è rimasto sono le tracce che fanno il circuito per questo PCB . E il processo di fabbricazione dovrebbe essere strettamente controllato a   questa fase di produzione, perché piccoli cambiamenti nella larghezza della traccia e nello spaziamento possono influenzare l'impedenza.

Laminazione

Gli strati rigidi e flessibili sono   laminato (legato insieme) in un circuito stampato rigido-flessibile con l'uso di calore e pressione. Nel controllo dell'impedenza,   il produttore dovrebbe mantenere uno spessore dielettrico uniforme tra gli strati, poiché le non uniformità possono portare a discrepanze di impedenza.

La laminazione sequenziale è   tipicamente utilizzato per modelli complessi a più strati. Per ogni ciclo di laminazione deve essere osservato con l'occhio di un falco per evitare distorsioni o spostamenti, che potrebbero portare a   cambiamenti di impedenza.

Foratura e placcatura

Dopo la laminazione, i fori vengono forati per vias e through-hole   componenti. Per raggiungere un'eccellente qualità, vengono utilizzate la tradizionale perforazione meccanica e la perforazione laser   insieme, specialmente quando i microvias sono forati in progetti ad alta densità.

In primo luogo, la placcatura viene effettuata per depositare uno strato sottile di rame sulla parete dei fori per stabilire la connessione elettrica tra i diversi strati di   Il buco. Lo spessore del rame placcato deve essere controllato con precisione,   e può influenzare l'impedenza della linea di trasmissione.

Finitura superficiale e maschera di saldatura

Le tracce di rame sono protette da   ossidazione e una finitura superficiale migliora la saldabilità. Finiture tipiche utilizzate   nelle schede flessibili rigide di controllo dell'impedenza sono ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) e immersion silver, che forniscono una superficie piatta e prestazioni prevedibili per segnali ad alta frequenza. Una maschera di saldatura di insolazione viene poi collocata sulle tracce per mantenerle isolate l'una dall'altra e per evitare il ponteggio della saldatura durante l'assemblaggio. Bisogna anche   non avere alcun effetto della maschera di saldatura sull'impedenza delle tracce di impedenza controllate.

Test e   Assicurazione qualità

Test di impedenza

Per testare che il circuito stampato rigido-flessibile meets  l'impedenza richiesta, la prova dei produttori su circuito stampato rigido-flessibile con riflettometria a dominio temporale (TDR) o analizzatore di rete aerospaziale. Questi strumenti campionano l'impedenza delle linee di trasmissione   e individuare dove possono verificarsi discrepanze di impedenza o riflessioni.

Prova elettrica e meccanica

Insieme alla prova elettrica per l'impedenza, il circuito stampato rigido-flessibile è testato   elettricamente per la continuità e per guasti come pantaloni corti o aperture. Inoltre subiscono   prove di piegatura per determinare se le aree flessibili possono resistere alla piegatura ricorrente senza avere un effetto sulla funzionalità.

Standard di qualità per circuito stampato rigido-flessibile

Le norme industriali devono essere rispettate da parte del produttore, ad es. IPC-6013 per rigidi circuiti stampati flessibili o IPC-2141 per il controllo dell'impedenza. Forniscono specifiche per i materiali, il design,   e procedure di prova che consentono prestazioni affidabili in ambienti ad alta tensione.

Problemi di impedenza controllata circuito stampato rigido-flessibile produzione

Per avere un'impedenza finemente controllata su circuito stampato rigido-flessibile non è un lavoro facile e un bisogno   alta conoscenza e attrezzature avanzate. Alcune delle sfide principali includono:

Variabilità del materiale: le differenze nelle proprietà dielettriche tra substrati rigidi e flessibili possono presentare problemi per il controllo dell'impedenza.

Geometria della traccia: Mantenere la larghezza della traccia e la distanza uniformi sulle porzioni rigide e flessibili.

Controllo del processo: incisione, laminazione e placcatura   Le variazioni di processo possono causare variazioni di impedenza.

Per affrontare queste sfide, è   importante lavorare con un produttore comprovato con competenza nel controllo dell'impedenza circuito stampato rigido-flessibile fabbricazione.

Conclusione

Il mercato del controllo di impedenza rigido circuiti stampati flessibili Si sta espandendo a un ritmo rapido come le industrie   stanno raggiungendo il limite massimo dell'elettronica ad alta velocità e ad alta frequenza. La realizzazione di queste schede sofisticate richiede un'attenta considerazione della selezione dei materiali, della progettazione e dei controlli di processo.   boards si svolge:

Collaborando con produttori esperti, le organizzazioni possono assicurarsi che la loro rigidità circuiti stampati flessibili aderire alla barra alta per l'integrità del segnale, l'affidabilità,   e performance.

Quando avvicinato correttamente, il controllo dell'impedenza rigido circuiti stampati flessibili hanno il potenziale di galoppare in nuove applicazioni di terra inesplorate che portano a dispositivi elettronici più piccoli, più veloci e più efficienti e così via.

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