Empilage de circuits imprimés flexibles à 2 couches

La pertinence de la carte de circuit imprimé (PCB) continue de monter en flèche. L'avancement de la technologie permet de faire beaucoup avec les PCB.

Un domaine est le Empilement de PCB le PCB, et l'empilement se décline en plusieurs couches. Cependant, nous discuterons de l'empilement de PCB flexible à deux couches dans cet article.

Plusieurs questions entourent ce sujet, et vous obtiendrez les réponses dont vous avez besoin dans cet article. Alors allons-y.

Que signifie un empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches ?

Il est préférable de comprendre ce que signifie un PCB flexible. Un PCB flexible est un type de carte de circuit imprimé qui comprend des matériaux électroniques flexibles.

Donc, un flex 2 couches PCB l'empilement est un arrangement ou une pile de circuits flexibles. C'est-à-dire qu'il y a 2 couches de PCB flexible.

Empilage de circuits imprimés flexibles à 2 couches

Pourquoi choisir le polyimide plutôt que le FR-4 pour un empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches ?

Le FR-4 et le polyimide sont des matériaux cruciaux dans les PCB. Et c'est vrai que FR-4 est moins cher que le Polyimide.

Mais pourquoi les gens choisissent-ils encore le Polyimide plutôt que le FR-4 ?

Le polyimide est plus adapté aux circuits flexibles en raison de ses qualités uniques. Passons en revue une brève comparaison des deux matériaux;

• Flexibilité : la flexibilité est fondamentale, et le polyimide possède une plus grande flexibilité que le FR-4
• Durabilité : Bien que le FR-4 soit raisonnablement solide, il a cependant ses limites car il fait face à des contraintes physiques et à la chaleur. Cependant, le polyimide fonctionne mieux dans ces circonstances.
• Résistance à la chaleur : FR-4 n'est pas le meilleur choix pour les situations de dissipation thermique élevée. En revanche, le polyimide a une grande résistance à la chaleur car il s'adapte à une large gamme de températures.
• Le polyimide facilite le remplacement futur des composants grâce à sa flexibilité.

Quels sont les éléments spécifiques d'un empilement de PCB Flex à 2 couches ?

Beaucoup de choses se réunissent pour faire de l'empilement de PCB flexibles à 2 couches un élément de grande valeur dans plusieurs industries.

Ceux-ci incluront la conception, l'épaisseur des matériaux, etc. Cependant, certains éléments spécifiques sont cruciaux pour la composition de l'empilement de PCB flexibles à 2 couches.

Ayons une vue;

• Les couvertures
• Le préimprégné No flow
• Les cœurs Flex

Quels sont les matériaux pour un empilement de PCB Flex à 2 couches ?

Les matériaux suivants constituent l'empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches.

raidisseurs

Le raidisseur aide à fournir un support mécanique à la planche. De plus, cela rend certaines parties de la carte stables et, par conséquent, le soudage des composants du circuit devient plus facile.

Les raidisseurs adaptés à l'empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches comprennent :

• Polyimide
• Inoxydable
• FR4
• Aluminium etc.

Noyaux flexibles

Le noyau flexible est un autre matériau essentiel pour l'empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches. Les noyaux flexibles peuvent être adhésifs ou non adhésifs.

En termes d'épaisseur, nous avons des poids en cuivre. Dans le processus de fabrication, on peut utiliser la feuille de cuivre électrodéposée (cuivre ED) et la feuille de cuivre recuit roulé (RA).

Le cuivre électrodéposé a une meilleure conductivité par rapport au cuivre recuit laminé. D'autre part, le cuivre recuit laminé a une meilleure extensivité.

Votre choix dépendra donc de ce que vous voulez pour le PCB flexible.

Soldermask

Nous pouvons également appeler le masque de soudure un revêtement. C'est une couche de polymère qui protège le PCB des contaminants, de la poussière, etc.

Il protège également le cuivre de l'oxydation et des courts-circuits.

Les types d'adhésifs pour le masque de soudure comprennent l'acrylique, l'époxy, etc.

Voyons quelques autres matériaux;

• Films de protection contre les interférences électromagnétiques
• Adhésif sensible à la pression
• Réducteurs de traction époxy

Quelles sont les différences entre un circuit imprimé flexible et un circuit imprimé rigide en termes d'empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches ?

Bien sûr, la PCB flexible et la PCB rigide ne sont pas les mêmes. Nous mettrons en évidence leurs différences à l'aide des rubriques suivantes.

PCB flexible

PCB rigide

Flexibilité

Tout comme leur crinière l'indique, le PCB flexible est flexible. Vous pouvez plier le PCB flexible à des longueurs raisonnables. En conséquence, ils peuvent s'adapter à de nombreuses conceptions et applications.

D'autre part, le PCB rigide n'est pas flexible. En conséquence, ils attirent quelques limitations à des conceptions et des systèmes spécifiques.

Prix

Bien que les circuits imprimés flexibles soient polyvalents, ils génèrent beaucoup de coûts. Pas étonnant que le PCB rigide soit plus populaire en raison de son faible coût.

D'autres différences incluent;

• La fonction PCB flexible dans les conceptions qui nécessitent peu d'espace par rapport au PCB rigide, qui se trouve dans les applications avec des espaces plus grands

Quels sont les avantages d'un empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches ?

À une échelle générale, l'empilement de PCB offre d'immenses avantages. Cependant, le circuit imprimé flexible à 2 couches porte ces avantages à un tout autre niveau.

Voyons quelques-uns des avantages époustouflants de l'empilement de PCB flexibles à 2 couches

Flexibilité

Bien sûr, il tire son nom "fléchir” parce qu'il est flexible. L'empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches est flexible. Vous pouvez plier, plier et manipuler le circuit pour s'adapter à plusieurs applications.

L'empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches donne au fabricant la possibilité d'adapter le circuit à n'importe quel appareil. Cela contraste avec les situations où les fabricants doivent construire l'appareil autour du PCB.

Poids plus petits

L'empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches est léger en raison de ses composants. De ce fait, son utilisation favorise l'existence de produits électroniques plus légers.

Les fabricants et même les consommateurs préfèrent tous les appareils électroniques de plus petit poids, et le PCB flexible à 2 couches aide ce cours.

Haute résistance

Un défi majeur avec les circuits est leur réaction aux facteurs environnementaux. Cependant, le PCB flexible à 2 couches a une résistance élevée aux facteurs environnementaux tels que les radiations, la chaleur et les produits chimiques.

Il n'est pas étonnant qu'il ait une large application dans les appareils externes comme les automobiles.

Une plus grande connectivité

Bien entendu, la qualité de connexion des composants du circuit joue un rôle important dans l'efficacité des appareils électroniques.

Le circuit imprimé flexible à 2 couches offre une bonne connectivité des composants, quelles que soient leur longueur et leur taille.

Durabilité

La flexibilité, la capacité d'absorption des chocs et la résistance aux influences environnementales confèrent au Flex PCB 2 couches une bonne durabilité.

Quelles sont les caractéristiques d'un empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches ?

Le circuit imprimé flexible à 2 couches est un type de circuit imprimé exceptionnel qui s'épanouit dans des températures extrêmes et des espaces de conception limités.

De l'arrière-plan, il comprend une base en polyimide et deux couches conductrices. Cependant, approfondissons pour voir d'autres fonctionnalités.

• Il a des connexions établies par des trous métallisés
• Il a des raidisseurs, des broches et des connecteurs qui agissent comme des moyens de support
• Le recouvrement des vias est possible à l'aide de plots apparents sans capots

Quelles sont les applications d'un empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches ?

Les qualités uniques de l'empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches en font une demande populaire dans le monde de l'électronique.

De ce fait, ses applications sont assez nombreuses, et il est temps de nous pencher sur bon nombre d'entre elles.

Systèmes d'identification par radiofréquence (RFID)

La RFID est un système d'identification qui utilise les ondes radio. Le flex à 2 couches forme le circuit de ce système. Avec la RFID, le suivi des patients et du bétail devient facile.

Cellules solaires

L'énergie solaire en tant que source d'énergie continue d'attirer l'attention et la pertinence à travers le monde. Plusieurs cellules solaires ont l'empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches comme circuit.

D'autres applications incluent ;

• Utilisation en robotique et plusieurs systèmes d'intelligence artificielle
• Application à la réalisation de circuits pour caméras numériques
• Il a une grande application dans l'industrie automobile
• Bon usage dans la conception de nouveaux formulaires
• Appareils mobiles
• Production de capteurs flexibles
• Emballage IC
• Appareils de santé tels que prothèses auditives, appareils d'exercice
• Application aérospatiale impliquant puissance et plan de masse
• L'ensemble de montage en surface dense
• Production de dispositifs de blindage ou de protection, etc.

Quelles sont les directives pour la préparation d'un contour de carte empilable PCB Flex à 2 couches ?

Nous prêtons souvent attention aux prouesses de l'empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches ; cependant, son efficacité dépend de plusieurs facteurs.

Et un facteur est le contour de la planche. Un contour de carte précis donne le ton pour produire un empilement efficace de PCB à 2 couches.

Par conséquent, voici les lignes directrices pour obtenir les meilleurs résultats. Cependant, nous allons d'abord présenter les lignes directrices en deux sections : aperçu du tableau et aperçu du modèle.

Contour du conseil

Ceci est la première section de l'ensemble du mix. Tout d'abord, il est préférable de présenter l'image que vous avez en tête sur papier. Ensuite, il s'agit de couper un morceau de papier dans la forme de la conception de la planche.

Pour de meilleurs résultats, vous devez représenter les zones rigides et les raidisseurs avec des cartons. Donc, lorsque vous avez tout cela en place, suivez les étapes ci-dessous.

• Commencez votre mise en page, mais ne routez pas
• Dessiner le contour du tableau
• Identifier et dessiner les zones de différentes épaisseurs
• Effectuer un placement préliminaire des composants
• Vous devez vérifier si les composants auront besoin de renforts à partir du placement des composants, c'est-à-dire des raidisseurs.
• Dégager les zones rigides et raidisseurs

Exemple de contour

Après le contour du tableau, l'étape suivante est le contour de l'échantillon. Il s'agit de l'aspect de l'échantillon, qui doit être le plus simple possible.

• Dans le but de minimiser le gaspillage de matériau, utilisez la technique de pliage dans la conception du contour
• Il est préférable d'augmenter la résistance à la déchirure. Vous pouvez le faire en ajoutant du cuivre aux coins du contour
• Il est maintenant temps de considérer le rayon de l'angle intérieur du contour. Cependant, pour de meilleurs résultats, le plus grand rayon augmentera la résistance à la déchirure et la fiabilité
• Dans le cas où le circuit nécessite une flexion dynamique, un rayon supérieur à 1mm est préférable.
• Un trou de 1.5 mm de diamètre et plus doit être en place aux extrémités de la fente et du rainurage

Remarque : S'il y aura un montage en surface (SMT) du panneau, il est préférable de concevoir des repères car cela éliminera le désalignement.

Quelles sont les directives concernant l'épaisseur d'un empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches ?

La notion d'épaisseur est cruciale pour les PCB flex car trop d'épaisseur perturbera leur flexibilité.

Le rayon de courbure requis par le circuit contribue grandement à déterminer l'épaisseur du PCB flexible. Mais si le circuit nécessite une plus grande épaisseur, utilisez des raidisseurs.

Mais la question est, comment savez-vous l'épaisseur requise par votre circuit ? Consultez les pointeurs suivants qui répondent à votre question.

• Épaisseur diélectrique
• Conception de matériaux
• Épaisseur adhésive
• Poids de cuivre de base
• Nombre de couches de cuivre
• Epaisseur de la matière

Bonus:

Pour des résultats de haute qualité, vous pouvez consulter les conseils suivants.

• Chaque fois que vous utilisez un cuivre de 1/2 oz, il doit être accompagné d'un revêtement de 1/2 mil. Il en résultera un adhésif de 15μm entre le Polyimide et le cuivre. Ensuite, force de liaison élevée.
• Lorsque vous utilisez du cuivre de 1 oz, poursuivez avec une couche de recouvrement de 1 mil.
• Se contenter du cuivre 1/2oz pour éviter les courts-circuits.
• Pour les PCB flexibles résistants aux hautes températures, les raidisseurs FR-4, PI et en acier inoxydable feront l'affaire.
• Utiliser un raidisseur PET en cas de résistance aux basses températures

Quelle est la conception des vias pour un empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches ?

Routes sont de petits trous percés coupant à travers deux ou plusieurs couches adjacentes. Ils servent de connexion électrique entre les couches de cuivre dans le PCB.

En ce qui concerne l'utilisation de vias dans les circuits imprimés flexibles, il faut être prudent. En effet, les vias en flex sont très sensibles au pelage.

 Conception de vias pour un empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches

Maintenant, regardons la conception de Vias pour un empilement de PCB flexible à 2 couches.

• Les anneaux annulaires des vias doivent être raisonnablement grands
• La conception des vias doit avoir une larme
• Assurez-vous d'ajouter des ancres ou des languettes aux vias car cela aide à prévenir le pelage
• Ne placez pas de vias sur des zones fléchies
• Il est assez risqué de placer des vias au bord d'un renfort. Cela provoquera des fissures.

Quel est le rôle du polyimide dans un empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches ?

Le polyamide est un autre nom pour Polyimide. Ce sont des polymères dont la structure chimique comprend des monomères imides. Le polyimide peut être naturel et synthétique.

La demande de polyamide dans la fabrication d'un circuit imprimé flexible à 2 couches est élevée. Bien sûr, cela sera dû au rôle vital qu'il joue en tant que composant du PCB flexible.

Par conséquent, le rôle du polyimide comprend les éléments suivants ;

Flexibilité

Les polyimides sont des matériaux flexibles ; c'est pourquoi ils figurent dans la production de PCB flexibles pour favoriser la flexibilité.

Haute résistance à la traction

Les polyimides n'ont aucun problème de déformation. Ils ont une résistance à la traction maximale, ce qui est un facteur critique dans la durabilité de l'empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches.

Haute résistance aux produits chimiques

L'un des principaux avantages de l'empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches est qu'il est très résistant aux facteurs environnementaux. Cependant, la présence de polyimides rend tout cela possible.

Ils sont très résistants aux produits chimiques et autres facteurs environnementaux.

Stabilité thermique

La température est un défi majeur pour les composants électroniques. Cependant, les polyimides présentent une excellente stabilité dans une large plage de températures.

En conséquence, ils rendent le circuit imprimé flexible à 2 couches stable thermiquement. Puisqu'ils sont thermiquement stables, il n'y a aucune crainte de dommages thermiques.

Haute résistance

Les polyimides ont une résistance élevée aux contraintes physiques; en conséquence, ils augmentent la durabilité. De plus, les polyimides garantissent que les PCB ne changent pas de forme avec le temps.

Quels sont les éléments à prendre en compte avant de concevoir un empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches ?

Pour les meilleures pratiques en termes d'empilement de votre PCB flexible, il y a quelques "must-snow". Ces choses stimulent la construction d'un empilement efficace.

Voyons ce qu'ils sont ;

La flexibilité du Flex PCB

Bien sûr, c'est l'un des principaux objectifs de travailler avec un PCB flexible en premier lieu. Deux questions sont cruciales à ce stade :

Dans quelle mesure le PCB fléchira-t-il ? Et combien de fois le PCB fléchira-t-il ?

De plus, ces concepts contribuent grandement à établir les cartes empilables comme dynamiques ou statiques.

Dans le cas d'une carte statique, vous devez vous attendre à ce que le PCB fléchisse moins d'une centaine de fois au cours de son cycle de vie. D'un autre côté, la flexion se produira d'innombrables fois dans une planche dynamique.

En résumé, identifiez le rayon de courbure le plus tôt possible.

Matériaux

Quels matériaux composent le PCB flexible que vous souhaitez empiler. Dans ce concept, les choses que vous devriez considérer incluent ;

• Noyaux flexibles
• Vos matériaux flexibles sont-ils à base d'adhésif ou sans adhésif ?
• Polyimides, cuivre, etc.

Routage de trace flexible

Cela implique la disposition des circuits. Ici, le rayon de courbure entre en jeu. Assurez-vous de garder des traces perpendiculaires à l'ensemble du virage.

Placement des couches flexibles

La meilleure chose à faire est de placer les couches flexibles au centre de l'empilement. La grande question est pourquoi?

• Augmente l'impédance dans les zones fléchies
• Simplifie la fabrication
• Il évite l'exposition du placage de la couche externe.

D'autres choses à considérer incluent;

Trous et coussinets: Vous devez ancrer chaque trou dans la planche. Et assurez-vous que la taille des coussinets est raisonnablement grande.

Plans au sol: L'utilisation d'un motif hachuré pour les plans au sol aidera à réduire le problème de flexibilité réduite et de surpoids.

Quel est le coût d'un empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches ?

Le coût d'un empilement de PCB à 2 couches se situe entre 0.50 $ et 25 $. Cependant, il y a quelques inducteurs de coûts que nous devrions considérer.

Les matériaux du conseil

Dans le cadre habituel des PCB, le substrat FR-4 conviendra parfaitement. Cependant, pour un PCB flexible, le substrat FR-4 occupe la deuxième place car il y a plus de demande pour les substrats en polyimides.

Les matériaux polyimide produisent le substrat flexible, qui est plus cher que le FR-4 ordinaire.

Un autre point de discussion est le concept adhésif. Les matériaux à base d'adhésif sont moins chers que les matériaux sans adhésif.

Nombre de couches

Une augmentation du nombre de couches augmente le coût de l'empilement. En effet, les fabricants utilisent plus de processus de laminage, plus de matériaux et un temps de travail plus long.

L'action du marché prévoit une augmentation de 35 à 40 % des coûts lors du passage d'un empilement de PCB à une seule couche à celui de 2 couches.

Forme et taille de la planche

La forme et la taille d'un PCB sont fonction de sa surface. Et les grandes surfaces augmentent les coûts.

Par conséquent, empiler des PCB flexibles sur de grandes surfaces coûtera plus cher que d'habitude.

Épaisseur de cuivre

Une augmentation des couches augmentera l'épaisseur du cuivre. Lorsque les fabricants utilisent des couches de cuivre épaisses, cela nécessitera des préimprégnés pour les processus de stratification.

Le cuivre épais augmente également les allures entre les traces. L'association de tous ces facteurs tend à faire grimper le coût du Flex PCB.

Largeur et espacement des traces

La largeur de trace agit comme un canal de propagation pour les signaux. Par conséquent, les conceptions qui nécessitent des traces étroites augmenteront le coût du PCB. En effet, il est plus difficile pour les fabricants de graver les traces.

Tailles de perçage

Les petits trous de forage sont assez difficiles pour les ingénieurs, ce qui augmente le coût.

Type de raidisseurs

Les raidisseurs sont une partie essentielle du PCB, mais le type de raidisseur influence son coût. Le FR-4 est le raidisseur standard qui comporte plusieurs circuits imprimés flexibles.

Mais certaines conceptions nécessitent d'autres types de raidisseurs comme l'acier inoxydable ou l'aluminium. L'acier inoxydable et l'aluminium sont plus chers que le FR-4.

Quelles sont les règles qui guident un empilement de PCB Flex à 2 couches ?

L'empilement de votre PCB n'est pas un processus avec des directives standard. Vous trouverez ci-dessous les règles qui guident un empilement efficace de PCB à 2 couches.

• Intégrez les plans de masse et de puissance ensemble.
• Placez les couches de signal proches les unes des autres.
• Acheminez les signaux à grande vitesse. Cela devrait être sur les couches intermédiaires. Cela placera le plan de masse comme bouclier contre les radiations.
• Placez toujours chaque couche de signal adjacente à un plan
• Si possible, utilisez plusieurs plans de masse. Parce qu'ils aideront à réduire l'impédance de terre.
• Assurez-vous que les configurations sont symétriques
• Rendre l'isolation entre une couche de signal et le plan adjacent plus mince. Cela améliorera ses performances contre le bruit.
• Vous pouvez empêcher la déformation en appliquant une section

Comment calculer le rayon de courbure d'un empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches ?

Heureusement, le calcul du rayon de courbure n'est pas aussi difficile qu'il n'y paraît. Et bien sûr, c'est un aspect très vital de ce sujet.

Pour calculer le rayon de courbure du PCB Flex 2 couches, vous devez utiliser la formule ci-dessous

2 couches = épaisseur flexible x 12

Comment l'Institute of Printed Circuit (IPC) affecte-t-il l'empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches ?

L'Institut du Circuit Imprimé est un organisme qui met en relation les acteurs de l'industrie électronique. Ils fournissent des directives concernant toutes les formes de PCB et donnent même une norme de test de qualité.

Nous ne pouvons pas minimiser le poids des tests de l'empilement de PCB flexibles à 2 couches. C'est un moyen de vérifier la qualité du produit. Il existe plusieurs directives et mesures de test dans l'industrie, mais l'IPC est une force sur laquelle il faut compter.

Voyons les différents aspects de l'influence de l'IPC sur le stack-up.

IPC-2223C

Cela fournit des lignes directrices sur les normes de conception en coupe. Il guide le choix des matériaux adhésifs, des vias flexibles et des trous métallisés.

CIB-6013

Cela fournit un tas de normes, qui comprend;

• Cahier des charges
• Spécifications de performance
• Méthodes de test telles que les tests de flexion, les tests thermiques et les tests d'impédance
• Test de conformité qualité

CIB-FC-234

Ce document traite de l'utilisation des adhésifs sensibles à la pression (PSA). Les documents donnent une norme pour tout ce qui concerne l'adhésif, comme le type, les forces, les limites, etc.

CIB-2221

Cela couvre le montage des composants et l'interconnexion des structures.

Le test de la pile dépendra de son application. Cependant, pour tester toute forme de PCB, les documents IP-FC-234 et IPC-2223 sont les normes.

Le respect des directives des documents garantira un empilement de circuits imprimés flexibles à 2 couches à une capacité maximale.

Pour tous vos empilements de PCB flexibles à 2 couches, contactez Venture Electronics maintenant.