Flex rigide HDI

Dans ce guide, vous trouverez toutes les informations que vous recherchez sur les PCB rigides flexibles HDI.

Que vous souhaitiez apprendre à choisir les vias, le meilleur matériau ou un autre processus de fabrication de PCB rigide HDI, vous trouverez les informations ici.

Alors, continuez à lire pour en savoir plus.

Qu'est-ce qu'un circuit imprimé HDI Rigid Flex ?

IDH est l'abréviation de PCB d'interconnexion haute densité. Un PCB HDI Rigid Flex est une carte avec une densité de câblage plus élevée par unité de surface fournie sur un substrat flexible rigide.

Un IDH PCB flexible rigide utilise via des systèmes et des techniques in-pad, la réduction des lignes et de l'espace, ainsi que la stratification séquentielle, en tant que caractéristiques à haute densité.

PCB rigide flexible HDI

 Vous constatez que ces caractéristiques permettent la fabrication de dispositifs compacts avec une petite taille et un poids réduit et des performances électriques améliorées.

Où utilisez-vous les PCB HDI Rigid Flex ?

Le HDI rigide PCB flexible trouve une utilisation dans diverses industries en raison de ses performances électriques élevées et de ses fonctionnalités améliorées.

Certaines des applications courantes incluent :

Electronique

Vous trouverez des PCB flexibles rigides HDI dans l'électronique grand public, notamment les smartphones, les téléviseurs incurvés, les ordinateurs portables et les appareils électroménagers.

Leur utilisation dans ces produits est due à leur nature minuscule.

Industrie aerospatiale

Un circuit imprimé flexible rigide HDI peut survivre à des conditions environnementales difficiles telles que l'espace.

Vous trouvez donc ce type de PCB inclus dans les systèmes de missiles, les avions spatiaux et les satellites.

Usage médical et médical

Vous trouvez l'utilisation des PCB rigides flexibles HDI dans les domaines de la santé et de la médecine pour faciliter les fonctions biologiques et les examens médicaux.

Ils figurent dans des appareils tels que les rayons X transférables, les stimulateurs cardiaques et les appareils externes comme les prothèses auditives.

Produits portables

L'utilisation des circuits imprimés flexibles rigides HDI dans les appareils portables est due à leur nature compacte et à leurs performances électriques accrues.

Les montres et vêtements intelligents, les équipements VR et les gilets de sport utilisent tous un circuit imprimé flexible rigide HDI.

Quels sont les avantages du PCB Rigid Flex HDI ?

L'utilisation de la carte PCB rigide et flexible HDI vous offre certains avantages dans votre application, notamment les suivants :

• Vous pouvez emballer de manière dense des composants avec un routage polyvalent en utilisant des techniques de micro-vias et de via-in-pad.

Par conséquent, il en résulte un transfert de signal plus rapide avec une meilleure qualité.

• Le circuit imprimé flexible rigide HDI vous permet de concevoir et d'insérer des composants supplémentaires sur les deux côtés de la carte.

Vous attribuez cela à des procédures de routage plus fines et à une plus grande densité de câblage.

• L'utilisation de vias empilés dans les cartes de circuits imprimés flexibles rigides HDI les rend très fiables.

Ces vias soutiennent la carte contre les conditions environnementales difficiles.

• Contrairement aux PCB traditionnels où vous avez de nombreuses cartes, les PCB rigides flexibles HDI vous permettent de regrouper toutes les fonctionnalités dans une seule carte.

En conséquence, vous réduisez la taille de la carte et les coûts généraux de fabrication.

• Vous utilisez le perçage au laser dans les circuits imprimés flexibles rigides HDI en créant des trous de plus petit diamètre tout en améliorant les caractéristiques thermiques de la carte.

Quels types de via pouvez-vous utiliser IV HDI Rigid Flex PCB?

Les vias sont de petits trous conducteurs dans un circuit imprimé flexible rigide HDI qui relient de nombreuses couches permettant le transfert de signaux.

Vous disposez de quatre types de via disponibles pour un circuit imprimé flexible rigide HDI, en fonction de la fonctionnalité comme suit :

Vias traversants

Ici, vous percez un trou à travers le PCB de haut en bas reliant toutes les couches d'un PCB.

C'est le type via le plus rentable car il est simple à produire et peut être plaqué ou non plaqué.

Aveugle Vias

Avec ce type de via, vous connectez la couche externe d'un circuit imprimé flexible rigide HDI multicouche à une couche intérieure.

Il est aveugle puisque vous ne pouvez le voir que d'un côté du circuit imprimé, ce qui rend la construction complexe.

Vias enterré

Ce type de via est complexe et coûteux reliant deux couches internes de PCB rigides flexibles HDI. Vous utilisez des vias enterrés avec un nombre de couches pair.

Micro-vias

Ce sont les plus petits vias dont la construction se fait par perçage laser avec de très petits diamètres inférieurs à 150 microns.

Micro vias trouvent une utilisation courante dans les circuits imprimés flexibles rigides HDI reliant des couches successives et permettant des cartes plus denses.

Routes

Comment fournir des vias aveugles et enterrés dans les PCB HDI Rigid Flex ?

Lors de la réalisation de vias borgnes et enterrés, vous n'utilisez pas de perçage laser avec contrôle de profondeur.

Au lieu de cela, vous percez des noyaux individuels avant de les plaquer, de les empiler puis de les presser.

Lors de la fourniture d'un via, vous devez vous assurer qu'il traverse un nombre égal de couches.

De plus, bien qu'il puisse commencer par le haut et se terminer par le bas, l'inverse n'est pas vrai.

De plus, vous ne pouvez pas démarrer ou terminer un via borgne ou enterré depuis ou sur un autre via borgne ou enterré. Cependant, vous pouvez enfermer un via aveugle ou enterré dans un autre bien que ce soit un processus complexe et coûteux.

Pouvez-vous entreprendre via le remplissage des PCB HDI Rigid Flex ?

Le remplissage des vias consiste à fermer les vias en les remplissant d'un matériau non conducteur.

Vous pouvez utiliser un élévateur à vide dans la fixation où votre planche a un nombre important de perçages.

Le scellement d'un via contrôle également le ruissellement de la soudure. De plus, lorsque vous avez des vias enterrés, vous pouvez appliquer via le remplissage des couches internes.

Vous pouvez utiliser différentes méthodes pour sceller les vias en fonction de l'application.

Vous pouvez couvrir, remplir, boucher les deux côtés ou les recouvrir à l'aide d'un couvercle métallique, comme dans les systèmes via-in-pad.

Lors du remplissage des PCB rigides flexibles HDI, vous utilisez la norme IPC 4761. Cette norme spécifie les différents types de couverture et de remplissage des vias.

Pourquoi utilisez-vous des microvias dans les PCB HDI Rigid Flex ?

Vous utilisez des micro-vias entre les couches dans un circuit imprimé flexible rigide HDI avec un rapport d'aspect de 1:1.

Lorsque le rapport d'aspect est supérieur à 1:1, vous utilisez un micro-via empilé.

L'utilisation d'un micro-via empilé élimine la stratification séquentielle.

Cela est dû au début d'un nouveau via aveugle sur une couche similaire où le via aveugle précédent se termine.

Le type de micro-via le plus fréquent et le plus économique est le via échelonné. Les micro-vias échelonnés nécessitent plus d'espace car ils ne sont pas formés sur le même noyau.

La demande de cartes à haute vitesse et densité est en augmentation et les micro-vias aident à y parvenir. Les micro-vias aident au bon déroulement des fils internes sur plusieurs couches de carte.

Comment fabriquez-vous le PCB Rigid Flex HDI ?

Lors de la fabrication d'un PCB rigide flexible HDI, vous devez décider du nombre de couches et de la configuration de la carte. De plus, malgré la taille finale de la carte, vous créez un PCB flexible rigide HDI grâce au panneautage.

Vous trouvez le processus suivant essentiel dans la fabrication du PCB rigide flex HDI :

Examen de la conception

Après avoir passé une commande, vous passez en revue la conception avant de commencer la fabrication.

L'examen suit généralement une liste de contrôle dans laquelle vous examinez les fichiers d'exploration, l'approche de panélisation et les détails de sortie.

Traçage et imagerie

Vous utilisez un traceur photo dans la création d'outils photo pour le masque de soudure et la légende pour chaque couche individuelle.

Vous appliquez les traces, le sol, les pastilles et autres images primaires à l'aide du processus d'imagerie.

AOI et stratification

Lorsque vous avez un circuit imprimé flexible rigide HDI multicouche, vous inspectez les couches en comparant l'image réelle à la conception.

De cette façon, vous découvrez tous les défauts avant de fusionner les couches internes, évitant ainsi des problèmes coûteux.

Vous utilisez une presse hydraulique pour la stratification des couches inspectées qui comprennent le préimprégné et le noyau conducteur.

Le processus est sous haute température et pression qui fait fondre le préimprégné joignant les couches ensemble.

Forage et dépôt de cuivre

Les trous percés vous permettent de fixer des composants, de joindre des couches de cuivre et/ou de monter le PCB rigide flexible HDI dans son boîtier.

Vous déposez du cuivre après l'opération de forage grâce à une technique de placage autocatalytique.

Placage et gravure

Une procédure de galvanoplastie suit, où vous plaquez du cuivre sur le contour conducteur et les trous pour correspondre aux exigences de conception du circuit.

Vous enlevez le film sec résistant restant sur le panneau après le placage en laissant les traces, les coussinets et autres éléments de cuivre.

Masque de soudure et finition de surface

Vous protégez la surface en cuivre du PCB rigide flexible HDI à l'aide d'un masque de soudure.

Un masque de soudure empêche la soudure de former un pont entre les composants, ce qui peut provoquer des courts-circuits électriques.

La finition de surface englobe la couverture des circuits pour empêcher l'oxydation du cuivre exposé. Vous ne pouvez pas essentiellement souder du cuivre oxydé.

Test électrique

Lors du test d'un circuit imprimé flexible rigide HDI, vous utilisez un testeur à sonde volante qui transmet des signaux électriques via des sondes.

Ce test vous permet de détecter des ouvertures ou des courts-circuits, vous permettant d'intervenir avant l'assemblage final.

Comment pouvez-vous empiler un PCB HDI Rigid Flex ?

Les PCB flexibles rigides HDI peuvent comporter plusieurs couches étroitement routées et utilisant des vias pour la connexion électrique.

Vous stratifiez ces couches pour former une seule planche précédée d'un processus de gravure.

Les empilements courants du circuit imprimé flexible rigide HDI incluent :

Les stack-ups se présentent sous différentes formes, notamment :

Circuit imprimé flexible rigide HDI (1+N+1)

Il s'agit de la conception de circuit imprimé flexible rigide HDI la plus basique, favorable aux réseaux de grilles à billes avec un faible nombre d'entrées et de sorties.

Il englobe la réduction de ligne et les micro-vias avec une bonne stabilité et fiabilité de montage.

PCB rigide flexible HDI ( 1 + N + 1)

Circuit imprimé flexible rigide HDI (2+N+2)

Vous trouvez cette conception avec une sophistication modérée englobant deux ou plusieurs couches HDI permettant une interconnexion à l'aide de micro-vias avec du cuivre.

PCB rigide flexible HDI (2+N+2)

 Cette conception trouve une utilisation dans des conceptions exigeantes nécessitant des performances de transmission de signal de haut niveau.

Quelles sont certaines des normes que vous utilisez pour les PCB HDI Rigid Flex ?

Lors de la fabrication d'un circuit imprimé flexible rigide HDI, vous trouvez les normes suivantes utiles :

• IPC-2226 : Englobe la norme de conception en coupe pour les circuits imprimés flexibles rigides HDI.
• CIB-DD-135 : Met en évidence les qualifications de test pour les matériaux diélectriques intercouches organiques déposés pour les modules multipuces.
• IPC-4104 : Décrit les matériaux à utiliser dans les circuits imprimés flexibles rigides d'interconnexion haute densité.
• IPC-6016 : Dicte les spécifications de performance et la qualification de la carte pour les couches d'un PCB rigide flexible HDI.
• CIB/JPCA-2315 : Fournit le guide de conception des micro-vias dans les circuits imprimés flexibles rigides HDI.

Quelles caractéristiques définissent le PCB HDI Rigid Flex ?

Un circuit imprimé flexible rigide HDI vous permet d'installer une plus grande densité de composants sur une carte, en gardant la taille de la carte petite.

Vous trouvez que certains composants nécessitent des approches HDI pour un routage optimal.

Dans une mise en page HDI, vous trouverez les fonctionnalités suivantes :

• Traces plus fines : Dans les PCB flexibles rigides HDI, des pistes plus fines relient les vias de différentes couches permettant une densité de pistes plus élevée.
• Niveaux de signal inférieurs : Les applications haute tension ou courant ne conviennent pas aux PCB rigides flexibles HDI. Les hautes tensions provoquent une décharge électrostatique résultant de l'intensité élevée du champ entre les lignes adjacentes.
• Grand nombre de couches : Un circuit imprimé flexible rigide HDI peut prendre en charge un nombre de couches plus élevé interconnecté avec des vias.

Vous pouvez augmenter la densité de vos composants en utilisant plusieurs couches dans un circuit imprimé flexible rigide HDI, même sur 20 couches.

• Vias plus petits : Pour les transitions de couche, vous utilisez des micro-vias pour les circuits imprimés flexibles rigides HDI ainsi que des vias décalés, aveugles et enterrés.

Les rapports d'aspect de ces vias sont inférieurs à ceux des vias traversants standard.

Quelles règles de conception prenez-vous en compte lors de la fabrication de PCB HDI Rigid Flex ?

Certains critères de base s'appliquent à toute configuration de PCB flexible rigide HDI, notamment les suivants :

• Surveillez la trace et la distance du tampon.

Les paramètres de dégagement des masques de soudure sont normalement de taille similaire à la largeur de la trace et déterminés par la taille et le pas du plot.

• Vous n'êtes pas obligé d'utiliser des vias décalés.

Lors du routage d'un PCB rigide flexible HDI, l'objectif est de laisser suffisamment d'espace sur la surface et les couches internes.

• Utilisez moins de couches. Les cartes avec un nombre élevé de couches nécessitent plus de procédures d'assemblage et augmentent les coûts de production.
• Gardez à l'esprit l'intégrité du signal. Une disposition de PCB flexible rigide HDI doit être conforme aux principes de conception à grande vitesse.

Quels facteurs guident votre choix de matériau pour le PCB HDI Rigid Flex ?

Lors de la sélection des matériaux pour votre circuit imprimé flexible rigide HDI, vous devez tenir compte des éléments suivants :

• La constante diélectrique du matériau qui fait référence à sa capacité à stocker de l'énergie dans un champ électrique.

La direction du matériau influence la constante diélectrique et change donc avec un décalage de l'axe du matériau.

• Le facteur de dissipation doit être faible pour éviter la dégradation du signal de transmission et donc le gaspillage du signal.
• La tangente de perte du matériau a basé sa structure moléculaire en particulier pour les signaux haute fréquence. Vous constatez que les signaux basse fréquence ne sont pas affectés.
• Diaphonie et effet de peau qui dépendent des paramètres d'espacement.

La diaphonie se produit lorsqu'un circuit imprimé flexible rigide HDI interagit avec lui-même, créant un couplage indésirable.

• La résistance au pelage du matériau qui, lorsqu'elle est plus élevée, améliore l'endurance aux chocs.

Il augmente également la résistance à la chaleur et permet une meilleure qualité du signal.

• Le coefficient de dilatation thermique du matériau qui influence les processus tels que le perçage et l'assemblage.

Les différences de dilatation thermique peuvent provoquer une séparation de la feuille de cuivre lorsqu'elles sont exposées à des changements de température.

• L'environnement dans lequel votre gadget fonctionne est une préoccupation majeure.

En conséquence, le matériau doit avoir une faible absorption d'eau pour empêcher l'interruption des propriétés diélectriques.

Quels sont certains des matériaux que vous pouvez utiliser pour votre PCB HDI Rigid Flex ?

Lors de la fabrication d'un circuit imprimé flexible rigide HDI, vous pouvez utiliser un matériau FR-4 qui possède de bonnes propriétés diélectriques tout en étant facilement disponible.

Le matériau FR-4 compose de la fibre de verre avec de la résine époxy dont la combinaison peut être modifiée pour obtenir certaines qualités.

Certains matériaux courants utilisant le FR-4 incluent la série Rogers RO3000, Taconic TLX, Isola IS620 et Arlon 85N.

Le polyimide est également un matériau utile dans les circuits imprimés flexibles rigides HDI en raison de sa qualité de flexibilité impressionnante.

Comment créez-vous des lignes de transmission à impédance contrôlée pour votre PCB HDI Rigid Flex ?

Il est essentiel de développer des lignes de transmission à impédance régulée pour éviter la perte de signal dans votre circuit imprimé flexible rigide HDI.

Vous trouverez les deux technologies courantes suivantes pour créer des lignes de transmission à impédance régulée : microruban et ligne à ruban.

Micro-bande

La micro-bande fait référence au fait d'avoir une trace sur la couche supérieure avec un plan de masse en dessous.

Déterminer l'impédance du micro-ruban est un peu compliqué.

Cela dépend de plusieurs éléments tels que la permittivité relative du matériau de la carte, l'épaisseur et la largeur de la trace et la hauteur du plan.

Vous obtenez un meilleur contrôle de l'impédance en positionnant le sol près de la couche supérieure.

Ligne de bande

Ceci est presque identique au micro-ruban, la principale différence étant un plan de masse supplémentaire sur la trace.

Ici, vous positionnez la trace entre un appariement plan vous permettant de mieux contenir le rayonnement EMI.

Quelles sont les caractéristiques qui rendent le matériel Rogers populaire dans les circuits imprimés HDI Rigid Flex ?

Matériel Rogers sont une gamme de produits de la société Rogers utilisée dans les circuits imprimés flexibles rigides HDI.

Les matériaux Rogers ont plusieurs caractéristiques distinctives permettant leur utilisation dans diverses applications.

Le matériau Rogers utilise un tissu tissé d'hydrocarbures renforcé de verre pour obtenir des propriétés électriques similaires à celles du PTFE avec une fine couche de conduction.

Certaines des raisons de la popularité des PCB de Rogers incluent :

• Pertes de signal diélectriques et électriques minimales.
• Large gamme de constantes diélectriques, allant de 2.55 à 10.
• Ces matériaux garantissent que le coût de fabrication des PCB est faible.
• Peut facilement s'adapter à une impédance contrôlée.
• Haute capacité de gestion de la chaleur.
• Le dégazage est minime dans les applications spatiales.

Qu'est-ce qui définit le signal haute vitesse dans un circuit imprimé flexible rigide HDI ?

Vous trouvez des signaux avec des fréquences allant de 50 MHz à 3 GHz, par exemple des signaux d'horloge, sont des signaux à grande vitesse. Bien qu'il soit peu probable de faire passer le signal de bas en haut, il semble trapézoïdal grâce aux temps de montée et de descente. L'amplitude des harmoniques de fréquence supérieure du signal d'horloge est proportionnelle à son temps de montée et de descente. L'amplitude des harmoniques sera moindre si le temps de montée est plus grand.

Des difficultés plus importantes de rebond au sol, de sonnerie, de réflexions, de diaphonie et de décalage d'impédance se produisent toutes à mesure que la vitesse augmente.

Elle a un impact sur les qualités numériques mais aussi analogiques du système.

L'intégrité du signal est-elle importante dans le PCB HDI Rigid Flex ?

Essentiellement, un signal doit circuler sans être modifié d'une source à une charge sur un circuit imprimé flexible rigide HDI.

Cependant, cela ne se produit pas dans la pratique avec certaines pertes résultant d'interférences telles que la diaphonie, la non-concordance d'impédance et les problèmes de commutation.

L'intégrité du signal décrit comment vous mesurez ces distorsions de signal haute fréquence.

En donnant des solutions réalistes, l'intégrité du signal aide à prévoir et à comprendre ces problèmes cruciaux.

Lors de la conception d'un circuit imprimé flexible rigide HDI, vous devez considérer les traces comme des lignes de transmission plutôt que comme des fils de base.

La fréquence opérationnelle la plus élevée dans la conception aide à identifier la gestion des traces en tant que lignes de transmission.

Comment surmontez-vous les problèmes d'intégrité du signal dans les PCB HDI Rigid Flex ?

Vous pouvez surmonter les problèmes d'intégrité du signal dans votre circuit imprimé flexible rigide HDI en utilisant les techniques de conception suivantes :

Intégrité du signal dans le PCB

Routage multiple

Vous trouvez que le routage orthogonal des signaux guide les signaux vers différentes couches tout en réduisant la région liée. Limitez au minimum les durées d'exécution parallèle entre les signaux.

Adaptation d'impédance

Le matériau du substrat, la largeur de la trace et la hauteur de la trace à partir du plan de masse/alimentation constituent les trois principaux paramètres qui influencent le contrôle de l'impédance.

Vous pouvez utiliser des stratégies de terminaison appropriées pour contrôler la non-concordance d'impédance en fonction du domaine d'application.

Atténuation EMI

Vous pouvez minimiser les interférences électromagnétiques dans votre PCB rigide flexible HDI en utilisant des composants à faible inductance.

L'utilisation de plans de masse solides à proximité des plans de signalisation est également efficace.

Atténuation

L'absorption diélectrique et l'effet de peau peuvent entraîner des pertes de transmission dans votre PCB rigide flexible HDI.

Avec l'absorption diélectrique, le matériau diélectrique de la carte absorbe l'énergie du signal en réduisant son intensité.

Vous pouvez contrer l'effet de peau en augmentant la largeur de la trace.

Traces et vias à angle droit

Le fait d'avoir une trace à angle droit peut créer un rayonnement plus important en augmentant la valeur de capacité dans l'impédance caractéristique en modifiant le coude.

Le remplacement de la courbure perpendiculaire par une paire de coins à 45 degrés ou une courbure ronde réduit les réflexions.

Bien que les vias soient nécessaires pour le routage, ils augmentent l'inductance et la capacité d'une carte.

Évitez de placer des vias dans des pistes différentes car ils allongent la longueur de la piste.

Les personnes qui parlent en même temps

Le transfert de signal à travers un fil crée des champs magnétiques environnants qui peuvent interagir en cas de fils adjacents créant une diaphonie.

Vous pouvez lutter contre la diaphonie en utilisant un matériau aux propriétés diélectriques réduites et en ayant des plans de masse entre les couches.

Pourquoi devriez-vous effectuer des simulations et des vérifications de conception pour votre PCB HDI Rigid Flex ?

Le maintien de la transparence de la conception nécessite des contrôles d'intégrité du signal. Vous ne pouvez pas éliminer la production à bord à moins qu'elle ne soit effectuée pendant la phase de conception.

Une vérification de l'intégrité du signal via des simulations de conception vous permet de mettre en évidence les erreurs avant la production. Ces simulations vous permettent de détecter et d'éliminer les problèmes qui entraînent une détérioration de la qualité du signal pendant le trajet.

Les durées de montée du signal sont courtes lorsque vous utilisez votre circuit imprimé flexible rigide HDI à haute fréquence, ce qui rend l'intégrité du signal importante.

La mise en œuvre de schémas de terminaison appropriés garantit que votre PCB peut fonctionner de manière transparente à des fréquences élevées.

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