Opções de expansão para rígido

Ken Ghadia | 10 de março de 2023

Construir eletrônicos em fatores de forma não convencionais com alta densidade de embalagem é possível graças a projetos de circuitos tridimensionais usando placas de circuito impresso (PCBs) flexíveis e rígidas flexíveis. Aplicações avançadas em dispositivos médicos, automóveis e sistemas aeroespaciais dependem em grande parte da flexibilidade e estabilidade oferecidas pelos circuitos impressos flexíveis (FPC). Esses benefícios também os tornaram populares na indústria de wearables e em eletrônicos miniaturizados. O rápido progresso em materiais de placa e tecnologias de fabricação permitiu inúmeras configurações nos projetos de PCB flex e rígido-flex.

Com base na capacidade de dobra necessária do seu produto, você pode escolher PCBs flexíveis ou rígidos flexíveis para o seu projeto. A complexidade envolvida na acomodação de vários recursos exigirá camadas de sinal mais altas no empilhamento de PCB. Uma fita flexível transfere o sinal entre as placas e apresenta uma pilha semelhante à seção rígida. Usando as ferramentas de design e layout mais recentes, você pode criar facilmente o empilhamento necessário para o seu produto. Começa a partir de uma estrutura simétrica de camadas uniformes para uma construção avançada de camada flexível de entreferro. Discutiremos algumas das configurações que são usadas nos projetos eletrônicos atuais.

Um PCB rígido-flexível simples começa com duas camadas rígidas e uma flexível. Essa configuração pode fornecer apenas recursos limitados e dificilmente é usada nos gadgets atuais. Uma estrutura mais típica inclui quatro camadas rígidas com duas camadas flexíveis. A Tabela 1 representa um empilhamento simétrico de camadas uniformes que pode suportar traços controlados por impedância.

FR4 é o material de isolamento rígido comumente usado para PCBs. A IPC 2221 fornece uma lista de materiais sugeridos com base nas classificações de produtos. As fitas são feitas de poliimida flexível. Eles são mais finos em comparação com as placas que eles conectam. Mas seu empilhamento será semelhante às camadas internas do PCB rígido. A cobertura na área flexível tem a mesma funcionalidade que a máscara de solda da seção rígida. Uma máscara de solda de imagem líquida (LPI) é amplamente usada na fabricação de PCB rígido-flexível.

Quatro camadas rígidas com duas camadas flexíveis

RÍGIDO

FLEX

RÍGIDO

máscara de solda

Cobre CAMADA 1

Substrato FR4

Prepreg

Capa

Prepreg

Cobertura adesiva

Cobre CAMADA 2

Cobre CAMADA 1

Cobre CAMADA 2

Núcleo de poliimida - sem adesivo

Cobre CAMADA 3

Cobre CAMADA 2

Cobre CAMADA 3

Prepreg

Cobertura adesiva

Prepreg

Capa

Substrato FR4

Cobre CAMADA 4

máscara de solda

tabela 1

Na Tabela 1 acima, existem quatro camadas de sinal na seção rígida e duas camadas de sinal na seção flexível. Pode haver até 20 camadas rígidas e cerca de seis camadas flexíveis em qualquer projeto de PCB rígido flexível geralmente usado.

Pode-se notar que as camadas flexíveis são colocadas exatamente no centro do empilhamento para construir um design simétrico. Isso é preferido para alcançar a estabilidade mecânica do PCB. Embora algumas aplicações exijam estruturas assimétricas, um empilhamento balanceado pode minimizar possíveis torções ou problemas de empenamento da placa.

Os conectores de força de inserção zero (ZIF) são frequentemente usados para travar cabos de fita delicados, como cabos FPC. Para evitar um circuito flexível separado para conectores ZIF, você pode estender diretamente seu projeto com uma construção de cauda ZIF. Isso economiza uma boa quantidade de espaço em áreas rígidas de PCB e melhora a conectividade do sinal.

Considerando o mesmo exemplo de um empilhamento simétrico de camadas uniformes com quatro camadas rígidas com duas camadas flexíveis, você pode modificar a seção direita do empilhamento para integrar uma construção de cauda ZIF conforme mostrado na Tabela 2 abaixo.

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