Diseño de PCB rígido y flexible: Beneficios y mejores prácticas de diseño

Con el uso de un PCB flexible rígido(FPC rígido), Los sustratos de circuito flexible y los sustratos de circuito rígido se cubren juntos.. Los PCB rígido-flexibles cruzan los límites de los convencionales PCB rígidos y las propiedades únicas de los circuitos flexibles que utilizan conductores de cobre reforzados electrodepositados o movidos de alta flexibilidad grabados en una película protectora flexible.

Los circuitos flexibles incorporan apilamientos producidos con una poliimida flexible, por ejemplo, Kapton o Norton y cubiertos de cobre juntos a través del calor, cemento acrílico, y el peso.

Igualmente, con PCB habituales, puede montar segmentos en los dos lados del tablero rígido. Como resultado de la mezcla que ocurre entre circuitos rígidos y flexibles, una configuración rígida-flexible no utiliza conectores ni cables de conexión entre los segmentos. Bastante, Los circuitos flexibles interconectan eléctricamente el marco..

La ausencia de conectores y cables de conexión logra algunas cosas:

• Mejora la capacidad del circuito para transmitir señales sin contratiempos
• Se adapta a la impedancia controlada
• Elimina problemas de asociación, por ejemplo, articulaciones frescas
• Reduce el peso
• Libera espacio para diferentes partes

Cada PCB rígido-flexible está separado en zonas que contienen varios materiales y diferentes capas de capas.. Las zonas rígidas a veces tienen más capas que las zonas flexibles, y los materiales se mueven de FR-4 a poliimida experimentando zonas de cambio significativo.

Las estructuras complejas cambian con frecuencia de rígidas a flexibles y de vuelta a rígidas en diferentes ocasiones.. A medida que ocurren estas convergencias, la cubierta de materiales rígidos-flexibles requiere repeler las aberturas de la zona de cambio para cuidar la honestidad. Igualmente, Numerosos planos rígidos-flexibles incorporan refuerzos de acero endurecido o aluminio que brindan soporte adicional a conectores y segmentos..

Las cargas rígidas de FPC cuestan mucho más que los tableros duros prácticamente idénticos y, por lo general, cuestan unas pocas veces más que un circuito flexible con refuerzo..

Sin embargo, el gasto ampliado se legitima con respecto a aplicaciones y situaciones explícitas, por ejemplo:

• Aplicaciones de alta calidad inquebrantable. En el caso de que una reunión se presente para aturdir excesivamente o repetidamente, o situaciones de alta vibración, Los conectores con cables flexibles son más propensos a caerse.. El FPC rígido brinda una confiabilidad increíble en cualquier evento cuando se expone a aplicaciones extraordinarias de vibración y aturdimiento.
• Aplicaciones de alto espesor. Dentro de un área un poco vallada, En ocasiones es difícil obligar a todos los cables y conectores que requeriría una configuración de PCB electrónica. Las láminas rígidas de FPC pueden superponerse en perfiles muy pequeños, ofreciendo importantes fondos de inversión espacial en estas ocasiones.
• Cinco o más hojas rígidas. En el caso de que su aplicación incluya por fin cinco o más láminas rígidas asociadas entre sí con cables flexibles, Una disposición flexible rígida coordinada es normalmente la decisión ideal y más inteligente desde el punto de vista financiero..

Se aplican diversas reglas de diseño al diseño de PO rígido-flexible

Varias dificultades contrarrestan la adaptabilidad y flexibilidad que le permiten fabricar planos y artículos tridimensionales.. Los planes de pedido convencionales rígidos y flexibles le permitieron montar segmentos, conectores, y el marco de su artículo a la pieza rígida físicamente más conectada a tierra de la reunión. Una vez más, en cuanto a planes habituales, el circuito flexible se acaba de llenar como una interconexión al tiempo que reduce la masa y mejora la protección contra las vibraciones.

Las nuevas estructuras de elementos combinadas con innovaciones mejoradas de circuitos flexibles han presentado nuevas reglas de plan para PO rígidos y flexibles. Su grupo de estructura actualmente tiene la oportunidad de colocar piezas en el territorio del circuito flexible.. La consolidación de esta oportunidad con una forma multicapa de lidiar con la configuración rígida-flexible le permite a usted y a su grupo incorporar más hardware con la estructura.. En todo caso, Aprovechar esta oportunidad incluye un par de dificultades en cuanto a la dirección y lagunas..

Los circuitos flexibles siempre tienen líneas de torsión que influyen en la dirección.. Debido al potencial de presión del material, no puede poner piezas o vías cerca de la línea de torsión. también, en cualquier evento, cuando los segmentos se encuentran adecuadamente, Circuitos flexibles inclinados Manchas de pesos mecánicos refritos en cojines de montaje en superficie y aberturas pasantes. Su grupo puede disminuir esas preocupaciones utilizando placas de apertura pasante y reforzando el soporte del cojín con una superposición adicional para anclar los cojines..

Mientras planificas tu dirección de seguimiento, Realice ensayos que reduzcan el peso en sus circuitos.. Utilice polígonos incubados para mantener la flexibilidad al transportar una potencia o un plano de tierra en su circuito flexible. Debe utilizar bordes doblados en lugar de bordes de 90 ° o 45 ° y usar ejemplos de desgarro para cambiar los anchos de seguimiento.. Las reducciones de estas prácticas enfatizan el enfoque y las áreas inestables. Otra de las mejores prácticas transmite la preocupación de forma cruzada al sorprender la parte superior y la base para los circuitos flexibles de dos lados.. Equilibrar lo siguiente evita que lo siguiente se superponga de manera similar y refuerza el PO.

También debe seguir el rumbo opuesto a la línea de torsión para disminuir la presión. Al reemplazar rígido por flex y flexionar por rígido, la cantidad de capas de un medio a otro puede variar. Puede utilizar la dirección de seguimiento para agregar solidez al circuito flexible al equilibrar la dirección para las capas cercanas.

Pautas de diseño de FPC rígido

Extensamente, una configuración rígida flexible se verá intensamente como una estructura de madera prensada, con las capas flexibles extendiéndose completamente hacia las regiones rígidas del tablero. Lo mismo ocurre con los formatos de tableros duros, un paquete rígido de creación flexible incorporará capas Gerber, junto con los documentos de perforación, parche de capas de velo, clasificación, registros de ruta perimetral, una capa de cobertura, y así.

Ordinariamente, Existen algunos contrastes clave entre los paquetes de fabricación de FPC rígidos y aplicaciones de tableros duros.:

• Un FPC rígido, en general, tiene muchas más medidas, y debe caracterizar deliberadamente las necesidades, ya que estas hojas se utilizan comúnmente en aplicaciones 3D. También debe caracterizar con precisión las zonas de progreso rígidas a flexionadas., ya que estos no son constantemente claros cuando se examinan las capas de Gerber solo.
• La disposición del material en láminas flexibles rígidas es básica., y debe elaborarse en colaboración con su fabricante.. Su fabricante puede ayudarlo a tomar las decisiones correctas en materiales según sus necesidades., por ejemplo, Clasificación de combustibilidad UL, radio de torsión mínimo requerido, contemplaciones mecánicas, control de impedancia en capas flexibles y rígidas, Afirmación de RoHS, similitud de reunión sin plomo, y diferentes contemplaciones.
• Láminas rígidas flexibles, como una regla, requieren capas adicionales en los documentos Gerber. Capas 1 y X tendrá capas de velo de soldadura, Sin embargo, también necesitará capas de ilustraciones que caractericen la capa de cubierta y los segmentos de bondply (siempre que se espere) del tablero, y cuánto va cada uno en los tableros duros. IPC 2223 suggests 0.100″ however your fabricator might have the option to oblige not as much as that.

¿Qué afecta el diseño de PCB rígido-flexible?

Factores electromecánicos que influyen en el diseño

En el momento en el que planifica placas de circuito impreso rígidas y flexibles, Piense en los factores electromecánicos que influyen en el circuito flexible y la placa rígida.. Mientras construyes tu estructura, centro alrededor de la proporción del rango de la curva al grosor. Con circuitos flexibles, curvas cerradas o un grosor expandido en la región de torsión aumentan las probabilidades de decepción. Fabricators suggest keeping the curve span at least multiple times the thickness of the flex-circuit material and building a “paper doll” of the same circuit to figure out where twists happen.

Debe abstenerse de extender el circuito flexible junto con su giro externo o empaquetarlo junto con el giro interno. Expandir el borde de la curva más allá de los 90 ° construye extendiéndose en un punto y presionando en otro punto en el circuito flexible.

Otro problema clave en la calidad inquebrantable de rígido-flexible es el grosor y el tipo de conductor que se encuentra en el lugar de torsión.. Puede disminuir el grosor y la preocupación mecánica disminuyendo la medida del revestimiento de los conductores y utilizando cojines solo para el revestimiento.. La utilización de cobre sustancial, oro, o el niquelado disminuye la flexibilidad en la curva y permite que se produzcan tensiones merlínicas y agrietamiento.

Consideraciones sobre la disposición del material

Las capas rígidas de material FPC tienen un impacto intenso en el costo, capacidad de fabricación, y último rendimiento de PCB, por lo que es fundamental invertir energía para decidir el conjunto de materiales perfecto. Por ejemplo, impedancia controlada, oposición, y las necesidades de transporte de corriente son consideraciones tremendamente importantes que influyen tanto en las cargas de cobre como en la elección del material..

Un arquitecto de PCB debería colaborar con el fabricante de la placa para examinar estos factores., para que el plan posterior esté de acuerdo con todas las necesidades de honestidad de la bandera. Cuando el creador ha realizado los cálculos iniciales., el fabricante puede comprobarlos, y ofrecer una visualización más precisa de las cualidades de impedancia de la placa, y conjunto de materiales necesarios para lograr esas cualidades.

En caso de que los atributos de impedancia no sean excesivamente básicos, nuestro estas buscando el menor costo, propuestas de plan rígido-flexible más estables. El programa Rigid-Flex ofrece los gastos de material más reducidos en términos generales para el plan rígido-flexible, al mismo tiempo que brinda una etapa inicial protegida para los planificadores que son nuevos en la estructura rígida-flexible.

En el caso de que desee obtener un indicador rápido de cuánto puede intentar su configuración rígida-flexible * con nuestro Estimador de costos rígido-flexible. El estimador de costos rígido-flexible tomará sus necesidades y le dará un gasto esperado para cantidades de generación de bajo nivel.. Es una etapa de inicio increíble para verificar si su plan se puede alcanzar monetariamente con los requisitos previos de su programa.

Los segmentos rígidos de láminas rígidas-flexibles son generalmente 20 capas o menos. Hay momentos en los que tienen más, sin embargo, en general, más de veinte capas son realmente poco comunes. No todas las áreas de tableros duros deben tener un recuento de capas similar. Por ejemplo, podría tener un segmento rígido con 16 capas de hardware y una con 12. Durante cualquier período de tiempo en el que la disposición del material sea comparativa para cada uno y las cargas tengan un grosor general similar, no habrá problemas de montaje. De vez en cuando, una configuración puede utilizar tableros duros que contrastan en grosor, sin embargo, tales configuraciones son significativamente más difíciles de hacer y se deben considerar diferentes opciones.

Las áreas flexibles de las láminas rígidas-flexibles son típicamente una (camiseta), dos (doblete), Tres (trillizo) o cuatro capas (desarrollo quad). Hay ocasiones en las que un originador necesita más de cuatro capas sobre las áreas flexibles de la carga., sin embargo, a menudo están desunidos. Las áreas de flexión reforzadas que tienen más de cuatro capas pueden ser muy impermeables a la torsión y a la flexión.. Las cargas de cobre en las capas flexibles de las láminas rígidas-flexibles suelen ser cargas de media onza y de una onza..

De vez en cuando, el interés eléctrico requiere cargas de dos onzas.. En esos casos, el diseñador debe trabajar íntimamente con su fabricante para elegir el preimpregnado correcto sin chorro, para llenar satisfactoriamente los circuitos más gruesos en los tableros duros. Sin preimpregnación de flujo, por configuración, no prefiere la transmisión y el hardware de dos onzas puede presentar algunas dificultades. El peso de cobre de tres onzas se utiliza de vez en cuando y puede mostrar problemas considerables al ensamblar para una explicación similar.

El diseño de PCB rígido-flexible requiere trabajo en equipo

Los nuevos instrumentos de configuración de PCB permiten que su grupo de planes se ocupe de diferentes pilas de capas, Visualización de estructuras electromecánicas en 3D., comprobar los controles de configuración, y recrear la actividad de los circuitos flexibles. En efecto, incluso con estos aparatos cerca, la estructura efectiva de una PCB rígida-flexible se basa en el trabajo en equipo entre su grupo y los fabricantes.

El trabajo en equipo debe comenzar en las fases más puntuales de la empresa y continuar a lo largo del procedimiento de estructura y se basa en una correspondencia constante..

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