Що таке Rigid Flex PCB Stackup

У сучасному швидкому технологічному світі електронні пристрої стають все більш досконалими та компактними. Щоб задовольнити вимоги цих сучасних пристроїв, друковані плати (PCB) продовжують розвиватися та включати нові методи проектування. Однією з таких технологій є жорстка гнучка друкована плата, яка пропонує багато переваг у плані гнучкості та надійності.Цей вичерпний посібник дослідить, що таке жорстка гнучка друкована плата, її переваги та конструкція.

Перш ніж занурюватися в деталі, давайте спершу розглянемо основи друкованої плати:

Скупчення друкованих плат означає розташування різних шарів друкованих плат в одній друкованій платі. Він передбачає поєднання різних матеріалів для створення багатошарових плат, які забезпечують електричні з’єднання. Традиційно, при жорсткій збірці друкованих плат для всієї плати використовуються лише жорсткі матеріали. Однак із появою гнучких матеріалів з’явилася нова концепція — збірка жорстких і гнучких друкованих плат.

Отже, що ж таке ламінат rigid-flex?

Жорстко-гнучка друкована плата — це гібридна друкована плата, яка поєднує в собі жорсткі та гнучкі матеріали друкованої плати. Він складається з чергування жорстких і гнучких шарів, що дозволяє платі згинатися або згинатися за потреби, зберігаючи її структурну цілісність і електричну функціональність. Завдяки цій унікальній комбінації жорстко-гнучкі друковані плати ідеально підходять для застосувань, де критично важливий простір і потрібне динамічне згинання, наприклад для носіїв, аерокосмічного обладнання та медичних пристроїв.

Тепер давайте дослідимо переваги вибору жорстко-гнучкої друкованої плати для вашої електроніки.

По-перше, її гнучкість дозволяє дошці поміщатися в тісному просторі та відповідати неправильній формі, максимально збільшуючи доступний простір. Ця гнучкість також зменшує загальний розмір і вагу пристрою, усуваючи потребу в роз’ємах і додатковій проводці. Крім того, відсутність роз’ємів зводить до мінімуму потенційні точки відмови, підвищуючи надійність. Крім того, зменшення кількості проводів покращує цілісність сигналу та зменшує проблеми з електромагнітними перешкодами (EMI).

Конструкція жорстко-гнучкої друкованої плати складається з кількох ключових елементів:

Зазвичай він складається з кількох жорстких шарів, з’єднаних між собою гнучкими шарами. Кількість шарів залежить від складності конструкції схеми та бажаної функціональності. Жорсткі шари зазвичай складаються зі стандартного FR-4 або високотемпературного ламінату, тоді як гнучкі шари складаються з полііміду або подібних гнучких матеріалів. Для забезпечення належного електричного з’єднання між жорсткими та гнучкими шарами використовується унікальний тип клею, який називається анізотропним провідним клеєм (ACA). Цей клей забезпечує як електричні, так і механічні з’єднання, забезпечуючи надійну роботу.

Щоб зрозуміти структуру жорсткої гнучкої друкованої плати, ось розбивка структури 4-шарової жорсткої гнучкої друкованої плати:

Верхній шар:
Зелена паяльна маска - це захисний шар, нанесений на друковану плату (друковану плату)
Рівень 1 (рівень сигналу):
Базовий мідний шар із гальованими мідними слідами.
Шар 2 (внутрішній шар/діелектричний шар):
FR4: це звичайний ізоляційний матеріал, який використовується в друкованих платах, забезпечує механічну підтримку та електричну ізоляцію.
Рівень 3 (Flex Layer):
PP: клейовий шар поліпропілену (PP) може забезпечити захист друкованої плати
Рівень 4 (Flex Layer):
Покривний шар PI: поліімід (PI) — це гнучкий і термостійкий матеріал, який використовується як захисний верхній шар у гнучкій частині друкованої плати.
Покривний шар AD: забезпечує захист основного матеріалу від пошкодження зовнішнім середовищем, хімічними речовинами або фізичними подряпинами
Шар 5 (Flex Layer):
Базовий мідний шар: інший шар міді, який зазвичай використовується для трасування сигналу або розподілу живлення.
Рівень 6 (Flex Layer):
PI: Поліімід (PI) — це гнучкий і термостійкий матеріал, який використовується як базовий шар у гнучкій частині друкованої плати.
Рівень 7 (Flex Layer):
Базовий шар міді: ще один шар міді, який зазвичай використовується для трасування сигналу або розподілу живлення.
Рівень 8 (Flex Layer):
PP: поліпропілен (PP) — це гнучкий матеріал, який використовується у гнучкій частині друкованої плати.
Cowerlayer AD: забезпечує захист основного матеріалу від пошкодження зовнішнім середовищем, хімічними речовинами або фізичними подряпинами
Покривний шар PI: поліімід (PI) — це гнучкий і термостійкий матеріал, який використовується як захисний верхній шар у гнучкій частині друкованої плати.
Шар 9 (внутрішній шар):
FR4: додається ще один шар FR4 для додаткової механічної підтримки та електричної ізоляції.
Шар 10 (нижній шар):
Базовий мідний шар із гальованими мідними слідами.
Нижній шар:
Зелена паяльна маска.

Будь ласка, зверніть увагу, що для більш точної оцінки та конкретних міркувань дизайну рекомендується проконсультуватися з розробником друкованої плати або виробником, який може надати детальний аналіз і рекомендації на основі ваших конкретних вимог і обмежень.

Коротко:

Rigid flex PCB stackup — це інноваційне рішення, яке поєднує в собі переваги жорстких і гнучких матеріалів для друкованих плат. Його гнучкість, компактність і надійність роблять його придатним для різних застосувань, що вимагають оптимізації простору та динамічного згинання. Розуміння основ жорстко-гнучких стекапів та їх конструкції може допомогти вам приймати зважені рішення під час проектування та виробництва електронних пристроїв. Оскільки технології продовжують розвиватися, попит на жорсткі гнучкі друковані плати, безсумнівно, зростатиме, що стимулюватиме подальший розвиток у цій галузі.