Sin dal suo primo utilizzo in apparecchiature militari ad alta affidabilità negli anni ’80,PCB flessibili-rigidisono stati ampiamente utilizzati nei campi high-tech. Fino ad ora, i circuiti stampati rigido-flessibili sono diventati uno dei punti caldi di ricerca nell’industria dei PCB. Combinando la funzione di supporto fornita dai circuiti rigidi e le funzioni di alta densità e flessibilità fornite dai circuiti flessibili, i circuiti rigido-flessibili sono in grado di realizzare l’assemblaggio 3D in diverse condizioni di montaggio, soddisfacendo i requisiti di leggerezza, sottigliezza e dimensioni ridotte dei prodotti elettronici. Pertanto, i circuiti rigido-flessibili godono di un ampio campo di applicazione.
La maggior parte delle schede flessibili-rigide hasepolto e cieco tramite. Quando si sceglie il tipo di PCB, ci sono molte opportunità per optare per schede rigido-flessibili con via interrati/ciechi, quindi è necessario conoscerle prima di fare un preventivo.
Vantaggi e benefici delle schede flessibili-rigide
Al giorno d’oggi, i PCB rigido-flessibili sono ampiamente utilizzati nei dispositivi portatili, nelle applicazioni medicali e militari. Tra tutti i tipi di PCB, i PCB rigido-flessibili presentano la resistenza più elevata agli ambienti di applicazione gravosi, sulla base della quale i loro campi di applicazione diventeranno più ampi. Grazie alla loro caratteristica di flessibilità, lo spazio e il peso del sistema possono essere ridotti al minimo tramite l’applicazione in 3D.
In termini di progettazione dei circuiti flessibili-rigidi, è diventata una tendenza principale la richiesta di fori ciechi/interrati e di High Density Interconnect (HDI) sui circuiti flessibili-rigidi. A causa del gran numero di tipologie di PCB flessibili-rigidi, il contenuto seguente verrà presentato prendendo come esempio un circuito flessibile-rigido asimmetrico a 6 strati.
Preparazione di Materiali Delicati
Lo strato superiore della scheda flessibile-rigida asimmetrica a 6 strati è una scheda flessibile, mentre i restanti cinque strati sono schede rigide. La larghezza/lo spazio delle piste è di 0,1 mm e sono presenti numerosi via ciechi/interrati nelle aree rigide e flessibili-rigide. Il materiale di base è mostrato nella Tabella 1:
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Livello 3 e 4
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Lamina di rame degli strati 2, 5 e 6
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Livello 1 (flessibile)
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| Strato interno in rame FR-4 a doppia faccia |
Lamina di rame (brunita su un lato) |
Piastra rivestita in rame su un solo lato in PI per la realizzazione di calendari |
A causa della facile insorgenza di delaminazione delle schede rigido-flessibili, si dovrebbe scegliere un adesivo a base di acido acrilico come pre-preg per la parte associata rigido-flessibile, al fine di soddisfare il requisito di viscosità. Per gli strati rigidi non viene scelto alcun pre-preg di incollaggio a flusso zero. La Tabella 2 mostra le caratteristiche del pre-preg di incollaggio a flusso zero.
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Elementi testati
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Unit
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Condizione di funzionamento
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Indice di prestazione
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Valore standard
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Valore di protezione
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| Quantità di flusso di resina |
% mm |
TPC TM650 2.3.17.2 |
<3.0 <1.0 |
<3.0 <2.0 |
| Temperatura di transizione vetrosa |
°C |
DSC TMA |
160 140 |
>160 >155 |
Asse X CTE Asse y CTE Asse Z CTE |
10⁻⁶/°C |
Ambiente a Tg |
15 13 60 |
<20 <15 <80 |
| Espansione dell'asse z |
% |
5°C-260°C |
4,5 |
<4.0 |
| Infiammabilità |
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UL94 (C-96/20/65)+(C-96/40/90) |
V-0 0,010-0,015 |
V-0 <0,025 |
| Galleggiamento della saldatura (260°C) |
s |
A |
>180 |
>120 |
| Resistenza al distacco |
kgf/cm |
A |
1,4-1,6 |
>1,43 |
| Resistenza a flessione |
kgf/mm2
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A |
40-50 |
<32,7 |
| Assorbimento d'acqua |
% |
A |
0,01-0,14 |
<0,20 |
Tecnica dei via ciechi/sepolti
• Metodo di laminazione
Esistono due tipi di metodi di laminazione: laminazione in un’unica fase e laminazione passo dopo passo. La laminazione in un’unica fase si riferisce al processo di laminazione di tutti gli strati interni in una sola volta. BreveTempo di produzione dei PCBe il basso costo è un vantaggio di questo metodo. Tuttavia, è difficile posizionare il coverlay nel processo di laminazione e i difetti di laminazione, la delaminazione e la deformazione dello strato interno non possono essere rilevati fino all’incisione del PCB. Al contrario, la laminazione passo-passo si riferisce alla rispettiva laminazione degli strati flessibili e degli strati rigidi, nella quale si riduce la difficoltà di posizionamento dello strato di copertura e lo scostamento del disegno nello strato interno, e i difetti di laminazione possono essere scoperti in tempo, sfruttando al meglio le caratteristiche dei materiali dei circuiti rigidi e flessibili. Tuttavia, rispetto alla laminazione in un solo passaggio, la laminazione passo-passo richiede più fasi operative, un maggiore consumo di tempo e di materiali ausiliari, con un conseguente aumento dei costi.
• Materiale
Per i circuiti flessibili-rigidi con via ciechi/sepolti, si consiglia di utilizzare una laminazione passo-passo per garantire la qualità dei via ciechi e un’elevata precisione di allineamento. Prima si esegue la laminazione degli strati interni e successivamente la laminazione tra strati interni ed esterni. In entrambe le laminazioni si utilizzano gomma siliconica come materiale di laminazione e film distaccante in PET come agente di pulizia dello stampo.
• Tecnica di perforazione
Per questo tipo di circuito flessibile-rigido asimmetrico a 6 strati sono richieste rispettivamente due lavorazioni di foratura NC e due di foratura laser, mentre la foratura UV viene utilizzata per i fori ciechi. Poiché la foratura UV è una tecnologia avanzata con un’operatività relativamente complessa, i produttori di PCB richiedono solitamente un costo aggiuntivo ragionevole.
• Pulizia al PLASMA
La pulizia al plasma viene utilizzata per eliminare lo sporco sulle pareti dei fori passanti delle schede flessibili-rigide. La pulizia al plasma segue il processo in cui plasmi ad alto stato attivo generano una reazione gas-solido insieme ad acido acrilico, poliimmide, epossidica e fibra di vetro. Quindi il gas generato e i plasmi che non hanno reagito vengono eliminati tramite pompe d’aria. Si tratta di una complessa reazione fisico-chimica. In breve, ci sono alcune cose che dovresti sapere sui via interrati/cecchi negli HDI flex-rigid PCB prima di richiedere un preventivo, perché tutti questi aspetti sono strettamente collegati ai tuoi costi, al consumo di tempo e alle prestazioni del prodotto.