Ce guide contient tout ce que vous recherchez sur les PCB ultra-minces, tels que la classification, les normes de qualité, le coefficient de dilatation thermique et les applications, entre autres.
Donc, si vous voulez être un expert des PCB ultra-minces, lisez ce guide.
- Qu'est-ce qu'un PCB ultra fin ?
- Quels sont les avantages du PCB ultra-mince ?
- Quels sont les types de PCB ultra-minces ?
- Quelles sont les applications du PCB ultra-mince ?
- Qu'est-ce qu'un PCB HDI ultra fin ?
- Comment les microvias sont-ils percés dans un circuit imprimé ultra-mince ?
- Comment l'humidité affecte-t-elle le préimprégné utilisé dans les PCB ultra-minces ?
- Quelles sont les normes de qualité pour les PCB ultra-minces ?
- Comment Microvias assiste-t-il le routage de traces dans les PCB ultra-minces ?
- Quels sont les inconvénients du PCB ultra-mince ?
- Existe-t-il des PCB ultra-minces multicouches ?
- Quels sont les matériaux diélectriques courants pour les PCB ultra-minces ?
- Quelle est la signification de l'impédance contrôlée dans les PCB ultra-minces ?
- Pourquoi le coefficient de dilatation thermique dans les PCB rigides ultra-minces ?
- Quel est le but du blindage dans les PCB ultra-minces ?
- Quelle est la différence entre un PCB ultra-mince simple face et un PCB ultra-mince double face ?
- Quelles sont les considérations importantes lors de la construction d'un PCB ultra-mince ?
Qu'est-ce qu'un PCB ultra fin ?
Comme son nom l'indique, extra fin PCB est un type de carte de circuit imprimé avec une épaisseur plus petite que la carte PCB standard.
Il est plus léger et plus compact car il a réduit les matériaux de la carte et le volume des caractéristiques en cuivre.
Le PCB ultra-mince est idéal pour les applications PCB où la miniaturisation et le haut niveau de fiabilité jouent un rôle clé.
Il facilite la miniaturisation avec des performances améliorées grâce à des conceptions de circuits imprimés à plus haute densité.
Quels sont les avantages du PCB ultra-mince ?
Voici les principaux avantages du PCB extra-fin :
· Temps de montage court
Toutes les lignes de PCB ultra-minces sont configurées, ce qui permet de gagner du temps lors de la connexion des lignes en excès.
· Plus petit et compact
Ce type de PCB peut réduire efficacement le volume du produit final, ce qui le rend facilement portable.
· Poids plus léger
Les matériaux PCB plus minces entraînent des vias plus petits, moins de placage de cuivre, des espaces et des lignes plus petits et un rapport d'aspect des vias réduit. Cela conduit à un produit PCB plus compact et léger.
· Épaisseur réduite
La miniaturisation dans les axes X et Y peut considérablement réduire l'encombrement des PCB ultra-minces. Cependant, la miniaturisation dans la direction Z laisse plus d'espace pour des composants supplémentaires et minimise l'épaisseur générale de la carte de circuit imprimé.
Les autres avantages des PCB ultra-minces incluent un assemblage facile, une bonne soudabilité, un faible coût général et une bonne dissipation thermique, entre autres facteurs.
La conception du PCB extra fin compense également l'inadéquation du substrat PCB par rapport à la capacité de charge des composants.
Quels sont les types de PCB ultra-minces ?
Il existe trois principaux types de PCB extra fins, notamment :
· PCB rigide ultra-mince
Il y a des ultra-minces PCB rigide matériaux pour les applications nécessitant une carte de circuit imprimé 2D.
Ils sont généralement appliqués comme substrats d'emballage pour les circuits intégrés, dans lesquels ils contribuent à rendre l'ensemble du composant extrêmement mince.
Vous pouvez atteindre des espaces ou des lignes de 25 microns de large, des pas inférieurs à 175 microns et 50 et 100 microns vias et les diamètres des plaquettes respectivement.
· PCB ultra-mince flexible
Également appelé PCB ultra-mince flexible, il s'agit d'un type de PCB extra-mince fabriqué à l'aide de stratifiés flexibles.
Cela permet le pliage du PCB, ce qui réduit le volume et la surface nécessaires pour loger la carte, augmentant ainsi la densité d'intégration.
De plus, le PCB extra-fin facilite également une meilleure flexion.
Cela implique qu'il est pratique de plier la carte de circuit imprimé selon des rayons de courbure plus petits, ce qui permet d'atteindre des volumes encore plus petits.
L'une des principales applications de l'ultra-mince PCB flexible en raison de leur capacité de flexion avancée, la fabrication de câbles nécessitant une flexion dynamique.
· PCB Rigide-Flex Ultra-Mince
Ces types de PCB extra fins comportent des conducteurs sur les couches rigides et flexibles de la carte de circuit imprimé.
Des trous traversants plaqués s'étendent entre les segments rigides et flexibles et relient électriquement plusieurs couches de conducteur.
Grâce à l'intégration de sections rigides aux composants flexibles, il vous permet d'améliorer les capacités de conception de votre PCB ultra-mince.
Les segments rigides offrent des emplacements de montage durs parfaits pour les composants, le châssis et les connecteurs.
D'autre part, les segments flexibles offrent des zones de flexion dynamique, d'ajustement flexible et de résistance aux vibrations.
Une telle combinaison vous donne de multiples choix pour réaliser des solutions innovantes pour les plus exigeants PCB flexible rigide applications.
Quelles sont les applications du PCB ultra-mince ?
Voici quelques-unes des utilisations du PCB ultra-mince :
- Carte TF/Carte SIM
- Dispositifs médicaux tels que les implants actifs et les prothèses auditives
- Pièces de métro
- Appareil à technologie NFC
- Commandes de moteur automobile
- Équipement de code à barres
- Portable
- Système GPS
- Imprimantes
- Module de charge de téléphone portable
Qu'est-ce qu'un PCB HDI ultra fin ?
Le PCB d'interconnexion haute densité est simplement un PCB ultra-mince ayant plus d'interconnexions, couvrant un espace minimal, conduisant à la miniaturisation du circuit imprimé.
Les composants de PCB HDI sont positionnés plus près, ce qui réduit considérablement l'espace de la carte mais ne compromet pas ses performances.
HDI est l'une des technologies PCB les plus avancées, capable d'intégrer des pastilles de capture et des vias plus petits et des densités plus élevées de pastilles de connexion.
Les PCB HDI ont des vias enterrés et borgnes et comprennent généralement des microvias d'un diamètre de 0.006 ou moins.
Les circuits imprimés HDI extra fins offrent de meilleurs choix de construction, de disposition et de conception en intégrant des fonctionnalités exceptionnelles telles que les microvias.
Ils offrent un facteur de forme plus petit, une fonctionnalité accrue et des circuits flexibles ultra-minces très denses.
De plus, bien qu'elles utilisent des matériaux PCB plus fins, les cartes HDI offrent des performances électriques améliorées, une meilleure fiabilité et un PCB extra fin avancé.
En appliquant la technologie HDI, il est possible de monter plus de composants sur l'une ou l'autre des surfaces du PCB ultra-mince si nécessaire.
De plus, avec l'avancement de la technologie des vias et vias aveugles, vous pouvez positionner des composants plus petits plus près les uns des autres.
Cela signifie une transmission de signal plus rapide et une réduction substantielle des retards de croisement et de la perte de signal.
Les applications courantes de la carte PCB HDI ultra-mince incluent l'utilisation dans :
- Téléphones mobiles
- Les appareils photo numériques
- Dispositifs médicaux
- Ordinateurs portables
- Appareils à écran tactile
- Communication réseau 4G
Comment les microvias sont-ils percés dans un circuit imprimé ultra-mince ?
Il existe trois techniques différentes de perçage de microvias dans des PCB ultra-fins :
1. Technique de gravure au plasma
Cette méthode de perçage par microvia grave le matériau PCB pour la formation d'un trou à l'aide de plasma.
Avec cette technique, vous pouvez atteindre un diamètre de trou d'interconnexion de 75 µm de diamètre de trou d'interconnexion sur un matériau de 25 µm d'épaisseur.
Cependant, couplée aux coûts des machines à vide spéciales, la gravure au plasma constitue la technique la moins prometteuse pour le forage de trous traversants.
2. Technique de forage photo-via
La technologie photo-via utilise un motif lithographique et un matériau diélectrique photo-imaginable.
La méthode a favorisé l'avancement du PCB HDI ultra-mince.
Il présente une taille de trou d'environ 25 µm pour la profondeur et le diamètre.
Cependant, il s'agit d'une méthode coûteuse de perçage de microvias PCB ultra-minces en raison du matériau diélectrique unique.
3. Technique de perçage au laser
Il s'agit de la technologie de forage par microvia la plus prometteuse.
Grâce au perçage laser, vous pouvez atteindre un diamètre de trou traversant aussi bas que 5 µm sur un matériau diélectrique de 5 µm d'épaisseur.
Les principaux facteurs contrôlant cette technique de perçage par microvia sont la densité d'énergie, le matériau du substrat, la longueur d'onde et l'épaisseur du matériau du substrat.
C'est la méthode de forage la plus préférée pour les microvias, qui consiste à focaliser un faisceau laser sur une zone extrêmement petite.
Les vias créés tendent à être aussi propres que ceux développés par forage mécanique.
Cela garantit un dépôt uniforme du placage à l'intérieur des vias.
Le perçage laser par perçage présente une vitesse de perçage réduite par rapport au perçage mécanique.
La technique peut être appliquée pour percer sans effort des microvias denses dans un PCB ultra-mince, en appliquant des longueurs d'onde allant de l'ultraviolet à l'infrarouge profond.
Cependant, le principal inconvénient du laser par perçage est la profondeur limitée du faisceau laser que vous pouvez percer de manière fiable et reproductible.
Lorsqu'une lentille est utilisée pour la concentration du faisceau, la profondeur pouvant être forée par le laser est limitée en raison de la profondeur de focalisation restreinte.
Mais, un faisceau laser collimaté permet au laser via un forage à une profondeur plus profonde.
Néanmoins, le défi est la taille extrêmement petite des vias, qui provoque une diffraction de Fresnel dans le faisceau.
Cela peut à son tour avoir un impact sur l'intensité du faisceau dans des trous de microvia exceptionnellement profonds.
Comment l'humidité affecte-t-elle le préimprégné utilisé dans les PCB ultra-minces ?
Les polyimides préimprégnés sont plus sensibles à l'humidité que les époxys car ils ont tendance à absorber plus rapidement l'humidité de l'air.
L'humidité dans lepréimprégné fait-il peu de mal, mais peut entraîner un délaminage, des vides et d'autres défauts dans les PCB ultra-minces laminés.
Un indicateur parfait de l'humidité dans le préimprégné de PCB est le flux mousseux, ce qui est courant avec le polyimide car il absorbe l'humidité plus rapidement.
Le séchage sous vide ou le stockage de tout préimprégné avec un déshydratant à faible humidité réduira cet effet.
L'humidité peut entraîner des problèmes supplémentaires dans les PCB ultra-minces finis.
Une humidité excessive peut compromettre l'intégrité d'un circuit imprimé multicouche dans des environnements soumis à des températures élevées.
Par conséquent, il est crucial de réguler l'humidité même dans les circuits imprimés nus complets avant la refusion de la soudure ou le processus d'assemblage des PCB.
De plus, le contrôle de l'humidité est également essentiel dans les PCB ultra-fins finis au cas où ils seraient éventuellement soumis à des températures élevées.
Il est conseillé d'aspirer les préimprégnés secs à 29″ de vide pendant plusieurs heures.
La dessiccation sous vide à température ambiante est la plus préférée par rapport à toute forme de séchage au four pour les préimprégnés PCB polyimide ou époxy ordinaire.
C'est la meilleure méthode de séchage des préimprégnés de PCB ultra-minces, même si le processus de séchage au four est soumis à des conditions contrôlées.
Le séchage au four peut avoir tendance à améliorer le préimprégné et peut conduire à des liaisons ou à un écoulement marginaux ou inadéquats.
Cela peut entraîner un délaminage ou des défaillances supplémentaires lors du traitement thermique ultérieur.
Néanmoins, le polyimide aramide non tissé est la seule exception.
Ici, la température du four ne dépassant pas 32 degrés Celsius à 29'' de Hg pendant 4 à 5 heures peut aider à éliminer l'excès d'humidité.
Quelles sont les normes de qualité pour les PCB ultra-minces ?
Certaines des normes de qualité importantes pour les PCB ultra-minces incluent :
- Normes REACH
- Normes CIB
- Normes RoHS
- Normes UL
- Normes ISO
- Normes CE
- Normes ITAR
Comment Microvias assiste-t-il le routage de traces dans les PCB ultra-minces ?
L'objectif principal de la fabrication de PCB ultra-minces est d'avoir plus de routage de trace vers des sections plus petites à mesure que la densité de PCB augmente avec la technologie.
Cela a abouti à l'utilisation de vias d'encastrement ainsi que de vias enterrés et aveugles dans des pastilles montées en surface.
Néanmoins, les vias enterrés et aveugles sont plus difficiles à fabriquer en raison des procédures de forage supplémentaires impliquées.
De plus, le perçage peut laisser des débris dans les trous entraînant des défauts de fabrication.
Les vias ordinaires sont également souvent trop larges pour être intégrés dans les minuscules plots de montage en surface que l'on trouve dans les circuits imprimés haute densité modernes.
Cependant, microvia peut aider à relever tous ces défis :
- La fabrication de microvias est plus facile par rapport aux vias enterrés et aveugles.
- Les microvias dans les PCB ultra-minces se fixent dans des plaquettes de montage en surface plus petites. Cela les rend indispensables pour les gadgets à nombre élevé de broches tels que les réseaux à billes (BGA).
- Ils faciliteront plus le routage des traces autour d'eux du fait de leur plus petite taille.
- Les microvias PCB extra fins peuvent également aider à réduire les EMI et à augmenter d'autres problèmes d'intégrité du signal en raison de leur taille.
Quels sont les inconvénients du PCB ultra-mince ?
Voici quelques-unes des principales lacunes des PCB ultra-minces :
Coût initial élevé
Les cartes de circuits imprimés ultra-minces sont conçues et construites pour des applications distinctes.
Cela entraîne un coût initial élevé de la conception, de la disposition et du placage photographique des PCB.
Par conséquent, il est conseillé de ne pas les utiliser en petites quantités.
Modifications et réparations difficiles
Une fois fabriqué, le PCB extra fin doit être modifié à partir du programme de lithographie configuré ou de la carte de base, ce qui le rend difficile à modifier.
De plus, il a une couche protectrice sur la surface, qui doit être retirée avant les réparations. Enlever et restaurer le revêtement de surface est une tâche assez difficile.
Taille limitée
Les PCB ultra-minces sont souvent fabriqués par un processus par lots.
Par conséquent, ils ne peuvent pas être très longs et larges en raison de la restriction de la taille des équipements de production.
Facilement endommagé
Ce type de PCB est facilement détruit par une manipulation inappropriée. La reprise et la soudure de PCB ultra-minces doivent être gérées par un personnel qualifié.
Existe-t-il des PCB ultra-minces multicouches ?
Oui, vous pouvez trouver PCB multicouches, qui sont généralement 50 % plus minces que les PCB multicouches traditionnels.
Un circuit imprimé extra fin typique à 6 couches a une épaisseur de 260 microns, les couches étant constituées d'une protection de surface, d'un noyau, d'un pré-imprégné et d'un cuivre conducteur.
Actuellement, la couche extérieure d'un circuit imprimé multicouche ultra-mince a une épaisseur de 12 µm pour le polyimide et l'adhésif.
Quels sont les matériaux diélectriques courants pour les PCB ultra-minces ?
Il existe une grande variété de matériaux utilisés dans les PCB extra fins.
Des matériaux comme le polyimide et le polyester sont des standards pour l'industrie depuis plusieurs années.
Les substrats à base d'époxy, à la fois non renforcés et renforcés, sont également utilisés lorsque le coût est une considération.
D'autres matériaux de PCB tels que l'aramide, le verre et le composite sont appliqués pour des applications particulières dans lesquelles des caractéristiques de performance spécifiques sont nécessaires.
Pour établir le meilleur matériau PCB ultra-fin pour une application spécifique, vous devez comprendre les principales propriétés de performance de chaque matériau.
Connaître les caractéristiques chimiques, électriques, mécaniques et thermiques du matériau vous permettra de faire le bon choix de matériau de base.
Certaines des caractéristiques mécaniques à rechercher incluent la stabilité dimensionnelle, la résistance à la propagation des déchirures, la résistance à la traction et la flexibilité.
De même, les caractéristiques électriques comprennent la résistivité volumique, la constante diélectrique et la rigidité diélectrique.
Les caractéristiques thermiques à prendre en compte comprennent le coefficient de dilatation thermique, la plage de température de service et la température de transition vitreuse.
De plus, vous devez vous assurer que la résistance aux alcalins ou aux acides et l'absorption d'humidité sont équilibrées pour répondre aux caractéristiques de conception souhaitées.
Quelle est la signification de l'impédance contrôlée dans les PCB ultra-minces ?
Le contrôle d'impédance coordonne les emplacements et les dimensions des traces de PCB avec le matériau du substrat.
Ceci est fait pour s'assurer que l'intensité du signal traversant une trace ne dépasse pas une plage requise.
C'est important si les signaux à haute fréquence voyagent sur les lignes de transmission du PCB ultra-mince.
Impédance contrôlée est crucial pour l'intégrité du signal : il fait référence à la propagation du signal sans distorsion.
Étant donné que des antennes complexes, des processeurs et d'autres composants sont montés directement sur la surface du circuit imprimé, la vitesse du signal de commutation sur la carte augmente.
Cela rend les propriétés électriques des pistes de transmission du signal très cruciales.
Par conséquent, la plupart des conceptions de PCB ultra-minces nécessitent un contrôle d'impédance.
Pourquoi le coefficient de dilatation thermique dans les PCB rigides ultra-minces ?
Le CTE du stratifié rigide est l'une des caractéristiques les plus essentielles des matériaux de substrat de PCB ultra-minces.
Une mauvaise correspondance avec la puce en silicium peut entraîner des fissures, qui affectent considérablement la fabrication des PCB et l'assemblage des composants sur le substrat.
De plus, des problèmes de dilatation thermique peuvent également entraîner des défaillances lors de l'utilisation du PCB.
Les matériaux de substrat de PCB ultra-fins doivent également avoir d'excellentes caractéristiques haute fréquence pour répondre aux besoins des applications PCB modernes à grande vitesse.
Quel est le but du blindage dans les PCB ultra-minces ?
Le blindage des PCB nécessite qu'il soit enfermé de chaque côté à l'aide d'une couche de matériau qui fonctionne comme barrière au rayonnement ou à l'absorption EMI.
Les couches sont reliées à la terre pour assurer une dissipation inoffensive de toute EMI.
La plupart des assemblages électroniques qui utilisent des PCB ultra-minces sont réactifs à l'émission ou à l'absorption d'interférences électromagnétiques.
Lorsque l'EMI n'est pas réglementé, il peut nuire au fonctionnement de la carte et, dans les cas graves, l'empêcher totalement de fonctionner.
Pour la plupart des types de PCB ultra-minces, le blindage EMI est un paramètre instrumental qui garantit les performances générales du produit final.
Il existe différents types de techniques de blindage disponibles qui vous permettent de répondre à toutes les exigences mécaniques et électriques du PCB.
Quelle est la différence entre un PCB ultra-mince simple face et un PCB ultra-mince double face ?
La carte PCB ultra-mince à une face a les composants et le cuivre conducteur montés fixés sur un bord de la carte, avec un câblage conducteur sur l'autre surface.
Ce sont les types de PCB ultra-minces couramment fabriqués en raison de leur simplicité et de leur nature basique.
Certaines des applications courantes des PCB extra-fins à une face incluent l'utilisation dans les calculatrices, les imprimantes, les systèmes de caméras et les équipements radio, entre autres.
À l'inverse, le PCB ultra-mince double face a des traces double face ayant une couche inférieure et supérieure.
Ils peuvent adapter les composants et le cuivre conducteur sur les deux surfaces de la carte, ce qui permet aux traces de passer les unes sur les autres.
Cela conduit à un circuit haute densité sans la nécessité d'une soudure point à point.
Étant donné que ces types de PCB ultra-minces sont plus sophistiqués que les versions à simple face, ils peuvent être plus difficiles à fabriquer.
Cependant, les avantages des PCB double face dépassent largement les inconvénients.
Les cartes double face sont parmi les types les plus courants de PCB ultra-minces, car elles facilitent la production de cartes plus sophistiquées.
Cela profite aux applications dans l'électronique de haute technologie et les utilisations de PCB.
Les applications courantes des PCB ultra-minces double face consistent en une utilisation dans les distributeurs automatiques, les tableaux de bord de voitures, les systèmes d'éclairage et les amplificateurs, entre autres applications.
Quelles sont les considérations importantes lors de la construction d'un PCB ultra-mince ?
Examinons quelques-uns des facteurs importants à prendre en compte lors de la fabrication de PCB ultra-minces :
· Utiliser un fabricant expérimenté
Il est important de rechercher les services d'un fabricant de PCB expérimenté ayant des compétences avancées en ingénierie.
Cela est dû au fait que les matériaux PCB ultra-fins nécessitent une technologie de fabrication unique, des approches de conception, entre autres considérations.
· Procédures d'inscription précises
Vous pouvez utiliser des méthodes avancées telles que l'imagerie laser directe avec des matériaux PCB extra fins.
Cependant, des processus d'enregistrement très précis sont nécessaires car les caractéristiques sont généralement plus minces lorsque vous utilisez un matériau PCB plus fin.
· La manipulation correcte
Une manipulation correcte lors de l'assemblage de PCB ultra-minces est plus cruciale qu'avec des matériaux ordinaires.
En effet, des matériaux de substrat plus minces peuvent entraîner un gauchissement et une plus grande flexibilité.
Les plaquettes plus petites et les dimensions réduites nécessitent une plus grande précision lors de l'assemblage.
De plus, avec des matériaux PCB ultra-fins, il peut être plus difficile de monter des circuits finalisés sur la carte sans les endommager.
Par conséquent, il est essentiel de discuter tôt avec votre fabricant de PCB des exigences de manipulation et de la quantité d'unités dans un panneau de livraison.
· Coût de fabrication
Les fixations et la manipulation supplémentaires requises avec les matériaux PCB ultra-fins augmentent les coûts de manipulation et d'assemblage.
Néanmoins, des coûts de matériaux et de processus inférieurs peuvent aider à les équilibrer.
Vous pouvez réduire le coût des matériaux en utilisant moins de cuivre.
La consultation de l'équipe d'ingénierie lors de la conception peut aider à garantir une solution rentable qui répond à vos exigences de performance.
En fonction de vos besoins spécifiques uniques, Venture Electronics propose des PCB ultra-minces personnalisés.
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