Cos'è lo Stackup PCB Rigid Flex

Nel frenetico mondo tecnologico di oggi, i dispositivi elettronici stanno diventando sempre più avanzati e compatti. Per soddisfare le esigenze di questi dispositivi moderni, i circuiti stampati (PCB) continuano ad evolversi e incorporano nuove tecniche di progettazione. Una di queste tecnologie è lo stackup di circuiti stampati rigidi e flessibili, che offre numerosi vantaggi in termini di flessibilità e affidabilità.Questa guida completa esplorerà cos'è uno stackup di circuiti stampati rigido-flessibili, i suoi vantaggi e la sua costruzione.

Prima di immergerci nei dettagli, esaminiamo le basi dello stackup PCB:

Lo stackup del PCB si riferisce alla disposizione dei diversi strati del circuito stampato all'interno di un singolo PCB. Si tratta di combinare vari materiali per creare pannelli multistrato che forniscono collegamenti elettrici. Tradizionalmente, con uno stackup PCB rigido, vengono utilizzati solo materiali rigidi per l'intera scheda. Tuttavia, con l'introduzione dei materiali flessibili, è emerso un nuovo concetto: lo stackup PCB rigido-flessibile.

Quindi, cos’è esattamente un laminato rigido-flessibile?

Uno stackup PCB rigido-flessibile è un circuito ibrido che combina materiali PCB rigidi e flessibili. Consiste nell'alternanza di strati rigidi e flessibili, che consentono alla scheda di piegarsi o flettersi secondo necessità mantenendo la sua integrità strutturale e funzionalità elettrica. Questa combinazione unica rende gli stackup PCB rigidi-flessibili ideali per applicazioni in cui lo spazio è fondamentale ed è richiesta una flessione dinamica, come dispositivi indossabili, apparecchiature aerospaziali e dispositivi medici.

Ora esploriamo i vantaggi derivanti dalla scelta di uno stackup PCB rigido-flessibile per i tuoi dispositivi elettronici.

Innanzitutto, la sua flessibilità consente al pannello di adattarsi a spazi ristretti e conformarsi a forme irregolari, massimizzando lo spazio disponibile. Questa flessibilità riduce inoltre le dimensioni e il peso complessivi del dispositivo eliminando la necessità di connettori e cablaggi aggiuntivi. Inoltre, l'assenza di connettori riduce al minimo i potenziali punti di guasto, aumentando l'affidabilità. Inoltre, la riduzione del cablaggio migliora l'integrità del segnale e riduce i problemi di interferenza elettromagnetica (EMI).

La costruzione di uno stackup PCB rigido-flessibile coinvolge diversi elementi chiave:

Di solito è costituito da più strati rigidi interconnessi da strati flessibili. Il numero di strati dipende dalla complessità del progetto del circuito e dalla funzionalità desiderata. Gli strati rigidi sono tipicamente costituiti da FR-4 standard o laminati ad alta temperatura, mentre gli strati flessibili sono poliimmide o materiali flessibili simili. Per garantire un corretto collegamento elettrico tra gli strati rigidi e flessibili, viene utilizzato un tipo unico di adesivo chiamato adesivo conduttivo anisotropico (ACA). Questo adesivo fornisce collegamenti elettrici e meccanici, garantendo prestazioni affidabili.

Per comprendere la struttura di uno stack di PCB rigido-flessibile, ecco una ripartizione della struttura della scheda PCB rigido-flessibile a 4 strati:

Strato superiore:
La maschera di saldatura verde è uno strato protettivo applicato sul PCB (circuito stampato)
Livello 1 (livello segnale):
Strato di base in rame con tracce di rame placcato.
Strato 2 (strato interno/strato dielettrico):
FR4: questo è un materiale isolante comune utilizzato nei PCB, che fornisce supporto meccanico e isolamento elettrico.
Livello 3 (strato flessibile):
PP: lo strato adesivo in polipropilene (PP) può fornire protezione al circuito
Livello 4 (strato flessibile):
Strato di copertura PI: la poliimmide (PI) è un materiale flessibile e resistente al calore utilizzato come strato superiore protettivo nella parte flessibile del PCB.
Strato di copertura AD: fornisce protezione al materiale sottostante dai danni causati dall'ambiente esterno, da agenti chimici o da graffi fisici
Livello 5 (strato flessibile):
Strato di rame di base: un altro strato di rame, generalmente utilizzato per tracce di segnale o distribuzione di energia.
Livello 6 (strato flessibile):
PI: La poliimmide (PI) è un materiale flessibile e resistente al calore utilizzato come strato di base nella porzione flessibile del PCB.
Livello 7 (strato flessibile):
Strato di rame di base: ancora un altro strato di rame, tipicamente utilizzato per tracce di segnale o distribuzione di energia.
Strato 8 (strato flessibile):
PP: il polipropilene (PP) è un materiale flessibile utilizzato nella parte flessibile del PCB.
Cowerlayer AD: fornisce protezione al materiale sottostante dai danni causati dall'ambiente esterno, da agenti chimici o da graffi fisici
Strato di copertura PI: la poliimmide (PI) è un materiale flessibile e resistente al calore utilizzato come strato superiore protettivo nella parte flessibile del PCB.
Strato 9 (strato interno):
FR4: è incluso un altro strato di FR4 per ulteriore supporto meccanico e isolamento elettrico.
Livello 10 (strato inferiore):
Strato di base in rame con tracce di rame placcato.
Strato inferiore:
Maschera saldante verde.

Tieni presente che per una valutazione più accurata e considerazioni di progettazione specifiche, si consiglia di consultare un progettista o un produttore di PCB che può fornire analisi dettagliate e raccomandazioni in base ai requisiti e ai vincoli specifici.

In sintesi:

Lo stackup PCB rigido e flessibile è una soluzione innovativa che combina i vantaggi dei materiali PCB rigidi e flessibili. La sua flessibilità, compattezza e affidabilità lo rendono adatto a diverse applicazioni che richiedono ottimizzazione dello spazio e flessione dinamica. Comprendere le basi degli stackup rigido-flessibili e la loro costruzione può aiutarti a prendere decisioni informate durante la progettazione e la produzione di dispositivi elettronici. Con il continuo progresso della tecnologia, la domanda di stackup PCB rigidi-flessibili aumenterà senza dubbio, determinando un ulteriore sviluppo in questo campo.