Apilamiento de PCB flexible de 2 capas

La relevancia de la placa de circuito impreso (PCB) continúa disparándose. El avance de la tecnología hace posible hacer mucho con los PCB.

Un área es la Pila de PCB el PCB, y la acumulación viene en numerosas capas. Sin embargo, discutiremos el apilamiento de PCB flexible de dos capas en este artículo.

Varias preguntas rodean este tema, y ​​obtendrá las respuestas que necesita en este artículo. Así que profundicemos en ello.

¿Qué significa un apilamiento de PCB flexible de 2 capas?

Lo mejor es entender lo que significa un PCB flexible. Una PCB flexible es un tipo de placa de circuito que comprende materiales electrónicos flexibles.

Entonces, un flex de 2 capas PCB stack-up es un arreglo o pila de circuitos flexibles. Es decir, hay 2 capas de PCB flexible.

Apilamiento de PCB flexible de 2 capas

¿Por qué elegir poliimida en lugar de FR-4 para el apilamiento de PCB flexible de 2 capas?

El FR-4 y la poliimida son materiales cruciales en las PCB. Y es cierto que FR-4 es menos costoso en comparación con la poliimida.

Pero, ¿por qué la gente sigue eligiendo la poliimida en lugar del FR-4?

La poliimida es más adecuada para circuitos flexibles debido a sus cualidades únicas. Hagamos una breve comparación de ambos materiales;

• Flexibilidad: La flexibilidad es fundamental, y Polyimide posee mayor flexibilidad que el FR-4
• Durabilidad: aunque el FR-4 es razonablemente fuerte, tiene sus limitaciones, ya que enfrenta estrés físico y calor. Sin embargo, la poliimida funciona mejor en estas circunstancias.
• Resistencia al calor: FR-4 no es la mejor opción para situaciones de alta disipación de calor. Por el contrario, la poliimida tiene una gran resistencia al calor ya que se adapta a una amplia gama de temperaturas.
• La poliimida facilita el reemplazo futuro de componentes debido a su flexibilidad.

¿Cuáles son los elementos específicos de un apilamiento de PCB flexible de 2 capas?

Muchas cosas se unen para hacer que el apilamiento de PCB flexible de 2 capas sea un elemento de gran valor en varias industrias.

Estos incluirán el diseño, el grosor de los materiales, etc. Sin embargo, algunos elementos específicos son cruciales para la composición del apilamiento de PCB flexible de 2 capas.

Tengamos una vista;

• Las cubiertas
• El preimpregnado sin flujo
• Los núcleos Flex

¿Cuáles son los materiales para un apilamiento de PCB flexible de 2 capas?

Los siguientes materiales componen el apilamiento de PCB flexible de 2 capas.

refuerzos

El refuerzo ayuda a proporcionar soporte mecánico al tablero. Además, hace que algunas partes de la placa sean estables y, como resultado, los componentes del circuito de soldadura se vuelven más fáciles.

Los refuerzos adecuados para el apilamiento de PCB flexible de 2 capas incluyen:

• Poliimida
• Inoxidable
• FR4
• Aluminio, etc.

Núcleos flexibles

El núcleo flexible es otro material esencial para el apilamiento de PCB flexible de 2 capas. Los núcleos flexibles pueden ser adhesivos o no adhesivos.

En cuanto al espesor, tenemos pesos de cobre. En el proceso de fabricación, se puede utilizar la lámina de cobre electrodepositado (cobre ED) y la lámina de cobre recocido laminado (RA).

El cobre electrodepositado tiene una mejor conductividad en comparación con el cobre recocido laminado. Por otro lado, el cobre recocido laminado tiene mejor extensibilidad.

Por lo tanto, su elección dependerá de lo que desee para la placa de circuito impreso flexible.

Máscara para soldar

También podemos llamar a la máscara de soldadura una cubierta. Es una capa de polímero que protege la PCB de contaminantes, polvo, etc.

También protege al cobre de la oxidación y los cortocircuitos.

Los tipos de adhesivos para la máscara de soldadura incluyen acrílico, epoxi, etc.

Veamos algunos otros materiales;

• Películas protectoras contra interferencias electromagnéticas
• Adhesivo sensible a la presión
• Alivios de tensión de epoxi

¿Cuáles son las diferencias entre una placa de circuito impreso flexible y una placa de circuito impreso rígida en términos de una acumulación de placa de circuito impreso flexible de 2 capas?

Por supuesto, el PCB flexible y al PCB rígido no son lo mismo. Resaltaremos sus diferencias usando los siguientes encabezados.

PCB flexible

PCB rígido

Flexibilidad

Tal como lo implica su melena, el PCB flexible es flexible. Puede doblar la PCB flexible a longitudes razonables. Como resultado, pueden encajar en numerosos diseños y aplicaciones.

Por otro lado, la PCB rígida no es flexible. Como resultado, atraen algunas limitaciones a diseños y sistemas específicos.

Costo

Aunque el PCB flexible es versátil, acumulan mucho costo. No es de extrañar que la PCB rígida sea más popular debido a su bajo costo.

Otras diferencias incluyen;

• La característica PCB flexible en diseños que requieren pocos espacios en comparación con la PCB rígida, que se presenta en aplicaciones con espacios más grandes

¿Cuáles son los beneficios de un apilamiento de PCB flexible de 2 capas?

En una escala general, el apilamiento de PCB proporciona inmensos beneficios. Sin embargo, la PCB flexible de 2 capas lleva estas ventajas a un nivel completamente nuevo.

Veamos algunos de los alucinantes beneficios del apilamiento de PCB flexible de 2 capas

Flexibilidad

Por supuesto, recibe su nombre “flexionarporque es flexible. El apilamiento de PCB flexible de 2 capas es flexible. Puede doblar, plegar y manipular el circuito para adaptarse a varias aplicaciones.

El apilamiento de PCB flexible de 2 capas le da al fabricante la capacidad de adaptar el circuito a cualquier dispositivo. Esto contrasta con las situaciones en las que los fabricantes tienen que construir el dispositivo alrededor de la PCB.

Pesos más pequeños

El apilamiento de PCB flexible de 2 capas es liviano debido a sus componentes. Como resultado, su uso promueve la existencia de productos electrónicos más ligeros.

Los fabricantes e incluso los consumidores prefieren dispositivos electrónicos de menor peso, y la PCB flexible de 2 capas ayuda en este curso.

Alta resistencia

Uno de los principales desafíos de los circuitos es su reacción a los factores ambientales. Sin embargo, la PCB flexible de 2 capas tiene una alta resistencia a factores ambientales como radiaciones, calor y productos químicos.

No es de extrañar que tenga una amplia aplicación en dispositivos externos como automóviles.

Mayor Conectividad

Por supuesto, la calidad de la conexión de los componentes del circuito juega un papel importante en la eficiencia de los dispositivos electrónicos.

El PCB flexible de 2 capas proporciona una buena conectividad de los componentes independientemente de su longitud y tamaño.

Durabilidad

La flexibilidad, la capacidad de absorber impactos y la resistencia a las influencias ambientales le dan a la placa de circuito impreso Flex de 2 capas una buena durabilidad.

¿Cuáles son las características de una pila de PCB flexible de 2 capas?

El PCB flexible de 2 capas es un tipo de PCB sobresaliente que prospera en temperaturas extremas y espacios de diseño limitados.

Desde el fondo, se compone de una base de poliimida y dos capas conductoras. Sin embargo, profundicemos más para ver algunas otras características.

• Tiene conexiones establecidas por agujeros pasantes chapados.
• Tiene refuerzos, pasadores y conectores que actúan como medios de soporte.
• El tapado de vías es posible utilizando pads expuestos sin tapas

¿Cuáles son las aplicaciones de un apilamiento de PCB flexible de 2 capas?

Las cualidades únicas del apilamiento de PCB flexible de 2 capas lo convierten en una demanda popular en todo el mundo de la electrónica.

Como resultado, su aplicación es bastante numerosa, y es hora de que echemos un vistazo a un buen número de ellas.

Sistemas de identificación por radiofrecuencia (RFID)

El RFID es un sistema de identificación que utiliza ondas de radio. El flex de 2 capas forma el circuito de este sistema. Con RFID, el seguimiento de pacientes y ganado se vuelve fácil.

Células solares

La energía solar como fuente de energía continúa acumulando atención y relevancia en todo el mundo. Varias celdas solares tienen el apilamiento de PCB flexible de 2 capas como su circuito.

Otras aplicaciones incluyen;

• Uso en robótica y varios sistemas de inteligencia artificial.
• Aplicación en la fabricación de circuitos para cámaras digitales.
• Tiene gran aplicación en la industria del automóvil.
• Buen uso en el diseño de formas novedosas.
• Dispositivos móviles
• Producción de sensores flexibles
• Embalaje IC
• Dispositivos de salud como audífonos, dispositivos de ejercicio.
• Aplicación aeroespacial que involucra energía y plano de tierra
• El montaje de superficie densa
• Producción de blindaje o dispositivos de protección, etc.

¿Cuáles son las pautas para preparar un esquema de placa de apilamiento de PCB flexible de 2 capas?

A menudo prestamos atención a la destreza del apilamiento de PCB flexible de 2 capas; sin embargo, su eficiencia depende de varios factores.

Y un factor es el contorno del tablero. Un contorno de placa preciso marca la pauta para producir una eficiente acumulación de PCB de 2 capas.

Por lo tanto, las siguientes son pautas para obtener los mejores resultados. Primero, sin embargo, presentaremos las pautas en dos secciones: esquema del tablero y esquema de muestra.

Esquema del tablero

Esta es la primera sección de toda la mezcla. Primero, es mejor presentar la imagen que tiene en mente en papel. Luego, se trata de cortar un trozo de papel con la forma del diseño del tablero.

Para obtener los mejores resultados, debe representar las áreas rígidas y los refuerzos con cartones. Entonces, cuando tenga todo esto en su lugar, siga los pasos a continuación.

• Comience su diseño, pero no enrute
• Dibujar el contorno del tablero
• Identificar y dibujar las áreas de diferentes espesores
• Realizar una colocación preliminar de componentes
• Debe verificar si los componentes necesitarán refuerzos desde la colocación del componente, es decir, refuerzos.
• Extraiga las áreas rígidas y los rigidizadores.

esquema de muestra

Después del esquema de la pizarra, el siguiente paso es el esquema de muestra. Implica la apariencia de la muestra, que debe ser lo más simple posible.

• En un intento por minimizar el desperdicio de material, utilice la técnica de plegado en el diseño del contorno
• Lo mejor es aumentar la resistencia al desgarro. Puedes hacer esto agregando cobre a las esquinas del contorno.
• Ahora es el momento de considerar el radio del ángulo interior del contorno. Sin embargo, para obtener los mejores resultados, el radio mayor aumentará la resistencia al desgarro y la confiabilidad.
• En el caso de que el circuito requiera una flexión dinámica, lo mejor es un radio superior a 1 mm.
• Se debe colocar un orificio de 1.5 mm de diámetro o más en los extremos de la ranura y el corte.

Nota: Si habrá un montaje en superficie (SMT) del panel, es mejor diseñar marcas de referencia, ya que erradicará la desalineación.

¿Cuáles son las pautas para el grosor de una pila de PCB flexible de 2 capas?

El concepto de grosor es crucial para las PCB flexibles porque un grosor excesivo afectará su flexibilidad.

El radio de curvatura que requiere el circuito contribuye en gran medida a determinar el grosor de la PCB flexible. Pero si el circuito requiere mayor espesor, utilice refuerzos.

Pero la pregunta es, ¿cómo sabes el grosor que requiere tu circuito? Consulte los siguientes consejos que responden a su pregunta.

• Espesor dieléctrico
• Diseño de materiales
• Espesor adhesivo
• Peso base de cobre
• Recuento de capas de cobre
• el espesor del material

Bonificación:

Para obtener resultados de alta calidad, puede consultar los siguientes consejos.

• Siempre que use un cobre de 1/2 oz, debe ir junto con una capa de cobertura de 1/2 mil. Esto dará como resultado un adhesivo de 15 μm entre la poliimida y el cobre. Entonces, alta fuerza de unión.
• Cuando utilice 1 oz de cobre, continúe con una capa de cobertura de 1 mil.
• Hazte con el cobre de 1/2 oz para evitar cortocircuitos.
• Para PCB flexibles resistentes a altas temperaturas, los refuerzos FR-4, PI y de acero inoxidable servirán.
• Utilizar refuerzo de PET en caso de resistencia a bajas temperaturas

¿Cuál es el diseño de Vias para un apilamiento de PCB flexible de 2 capas?

Vía son pequeños agujeros perforados que cortan dos o más capas adyacentes. Sirven como conexión eléctrica entre capas de cobre en la PCB.

Cuando se trata del uso de vías en PCB flexibles, hay que tener cuidado. Esto se debe a que las Vias en flex son muy susceptibles a la descamación.

 Diseño de Vias para un apilamiento de PCB flexible de 2 capas

Ahora, veamos el diseño de Vias para un apilamiento de PCB flexible de 2 capas.

• Los anillos anulares de las Vias deben ser razonablemente grandes.
• El diseño de vías debe tener una lágrima.
• Asegúrese de agregar anclajes o pestañas a las vías, ya que ayuda a evitar que se pele
• No coloque vías en áreas flexionadas
• Es bastante arriesgado colocar vías en el borde de un refuerzo. Esto causará grietas.

¿Cuál es el papel de la poliimida en un apilamiento de PCB flexible de 2 capas?

La poliamida es otro nombre para la poliimida. Son polímeros cuya estructura química comprende monómeros de imida. La poliimida puede ser natural y sintética.

La demanda de poliamida en la fabricación de PCB flexibles de 2 capas es alta. Por supuesto, esto se debe al papel vital que desempeña como componente de la PCB flexible.

Por lo tanto, el papel de la poliimida incluye lo siguiente;

Flexibilidad

Las poliimidas son materiales flexibles; es por eso que aparecen en la producción de PCB flexibles para promover la flexibilidad.

Alta resistencia a la tracción

Las poliimidas no tienen problemas con la deformación. Tienen la máxima resistencia a la tracción, que es un factor crítico en la durabilidad del apilamiento de PCB flexible de 2 capas.

Alta resistencia a los productos químicos

Una ventaja clave del apilamiento de PCB flexible de 2 capas es que es altamente resistente a los factores ambientales. Sin embargo, la presencia de poliimidas lo hace todo posible.

Son altamente resistentes a los productos químicos y otros factores ambientales.

Estabilidad térmica

La temperatura es un gran desafío para los componentes electrónicos. Sin embargo, las poliimidas muestran una excelente estabilidad dentro de un amplio rango de temperatura.

Como resultado, hacen que la pila de PCB flexible de 2 capas sea térmicamente estable. Dado que son térmicamente estables, no hay temor de daño térmico.

Alta resistencia

Las poliimidas tienen una alta resistencia al estrés físico; como resultado, aumentan la durabilidad. Además, las poliimidas garantizan que los PCB no cambien de forma con el tiempo.

¿Cuáles son las cosas a considerar antes de diseñar un apilamiento de PCB flexible de 2 capas?

Para conocer las mejores prácticas en términos de apilamiento de su PCB flexible, hay algunas cosas que debe saber. Estas cosas impulsan la construcción de un apilamiento eficiente.

Echemos un vistazo a lo que son;

La capacidad de flexión de la placa de circuito impreso flexible

Por supuesto, este es uno de los principales objetivos de trabajar con una PCB flexible en primer lugar. Dos preguntas son cruciales en esta etapa:

¿Hasta qué punto se flexionará la PCB? ¿Y cuál es la cantidad de veces que se flexionará la PCB?

Además, estos conceptos contribuyen en gran medida a establecer los tableros apilables como dinámicos o estáticos.

En el caso de una placa estática, debe esperar que la PCB se flexione menos de cien veces en su ciclo de vida. Por otro lado, la flexión ocurrirá innumerables veces en una tabla dinámica.

En resumen, identifique el radio de curvatura lo antes posible.

Materiales

Qué materiales componen la PCB flexible que desea apilar. En este concepto, las cosas que debe considerar incluyen;

• Núcleos flexibles
• ¿Sus materiales flexibles son a base de adhesivo o sin adhesivo?
• Poliimidas, cobre, etc.

Enrutamiento de seguimiento flexible

Esto implica el diseño del circuito. Aquí entra en juego el radio de curvatura. Asegúrese de mantener los trazos perpendiculares a toda la curva.

Colocación de capas flexibles

El mejor movimiento es colocar capas flexibles en el centro de la acumulación. ¿La gran pregunta es por qué?

• Aumenta la impedancia en las áreas flexionadas
• Simplifica la fabricación
• Evita la exposición del revestimiento de la capa exterior.

Otras cosas a considerar incluyen;

Agujeros y Almohadillas: Debe anclar cada agujero en el tablero. Y asegúrese de que los tamaños de las almohadillas sean razonablemente grandes.

Planos de tierra: Emplear un patrón de sombreado cruzado para los planos de tierra ayudará a frenar el problema de la reducción de la flexibilidad y el sobrepeso.

¿Cuál es el costo de un apilamiento de PCB flexible de 2 capas?

El costo de un apilamiento de PCB de 2 capas está dentro del rango de $0.50 - $25. Sin embargo, hay algunos factores de costo que debemos considerar.

Los materiales del tablero

En el ámbito habitual de las PCB, el sustrato FR-4 encajará perfectamente. Sin embargo, para una PCB flexible, el sustrato FR-4 ocupa el segundo lugar ya que hay más demanda de sustratos de poliimidas.

Los materiales de poliimida producen el sustrato flexible, que es más caro que el FR-4 normal.

Otro punto de discusión es el concepto adhesivo. Los materiales con base adhesiva son menos costosos en comparación con los materiales sin adhesivo.

Recuento de capas

Un aumento en el número de capas aumenta el costo del apilamiento. Esto se debe a que los fabricantes emplean más procesos de laminación, más materiales y un tiempo de trabajo más prolongado.

La acción del mercado predice un aumento del 35 al 40 % en el costo al pasar de un apilamiento de PCB de una sola capa a uno de 2 capas.

Forma y tamaño del tablero

La forma y el tamaño de una PCB son una función de su área superficial. Y las grandes superficies acumulan más costes.

Por lo tanto, apilar PCB flexibles de grandes áreas costará más de lo habitual.

Espesor de cobre

Un aumento en las capas aumentará el espesor del cobre. Cuando los fabricantes usan capas gruesas de cobre, requerirán preimpregnados para los procesos de laminación.

El cobre grueso también aumenta los pasos entre trazas. La combinación de todos estos factores tiende a aumentar el costo de la placa de circuito impreso flexible.

Ancho de trazo y espaciado

El ancho de la traza actúa como un canal de propagación de señales. Por lo tanto, los diseños que requieren trazas estrechas aumentarán el costo de la PCB. Esto se debe a que hace que sea más difícil para los fabricantes grabar las huellas.

Tamaños de agujeros de perforación

Los pequeños agujeros de perforación son todo un desafío para los ingenieros, lo que aumenta el costo.

Tipo de refuerzos

Los refuerzos son una parte esencial de la PCB, pero el tipo de refuerzo influye en su costo. El FR-4 es el refuerzo regular que cuenta con varios PCB flexibles.

Pero algunos diseños requieren otros tipos de refuerzos como acero inoxidable o aluminio. Tanto el acero inoxidable como el aluminio son más caros que el FR-4.

¿Cuáles son las reglas que guían un apilamiento de PCB flexible de 2 capas?

Apilar su PCB no es un proceso con pautas estándar. A continuación se encuentran las reglas que guían un apilamiento efectivo de PCB de 2 capas.

• Integrar los planos de masa y potencia juntos.
• Coloque las capas de señal cerca una de la otra.
• Enrutar señales de alta velocidad. Esto debería estar en las capas intermedias. Esto colocará el plano de tierra como escudos contra la radiación.
• Siempre coloque cada capa de señal adyacente a un plano
• Si es posible, utilice varios planos de tierra. Porque ayudarán a reducir la impedancia de tierra.
• Asegúrese de que las configuraciones sean simétricas.
• Haga que el aislamiento entre una capa de señal y un plano adyacente sea más delgado. Esto mejorará su comportamiento frente al ruido.
• Puede evitar la deformación aplicando sección transversal

¿Cómo calcular el radio de curvatura de un apilamiento de PCB flexible de 2 capas?

Afortunadamente, calcular el radio de curvatura no es tan difícil como parece. Y por supuesto, es un aspecto muy vital de este tema.

Para calcular el radio de curvatura del PCB Flex de 2 capas, debe usar la fórmula a continuación

2 capas = Grosor flexible x 12

¿Cómo afecta el Instituto de Circuitos Impresos (IPC) al apilamiento de PCB flexible de 2 capas?

El Instituto de Circuitos Impresos es un organismo que conecta a los actores de la industria electrónica. Proporcionan pautas sobre todas las formas de PCB e incluso brindan un estándar de prueba de calidad.

No podemos socavar el peso de probar el apilamiento de PCB flexible de 2 capas. Es una forma de comprobar la calidad del producto. Existen varias pautas y medidas de prueba en toda la industria, pero el IPC es una fuerza a tener en cuenta.

Veamos los diferentes aspectos de la influencia del IPC en el stack-up.

IPC-2223C

Esto proporciona pautas sobre los estándares de diseño seccional. Sirve de guía en la elección de los materiales adhesivos, las vías Flex y los orificios pasantes enchapados.

CIP-6013

Esto proporciona una gran cantidad de estándares, que incluyen;

• Especificaciones de cualificación
• Especificaciones de rendimiento
• Métodos de prueba como pruebas de flexión, pruebas térmicas y pruebas de impedancia
• Prueba de conformidad de calidad

IPC-FC-234

Este documento cubre el uso de adhesivos sensibles a la presión (PSA). Los documentos brindan un estándar para todo lo relacionado con el adhesivo, como tipo, resistencias, limitaciones, etc.

CIP-2221

Esto cubre el montaje de componentes y la interconexión de estructuras.

La prueba de la acumulación dependerá de su aplicación. Sin embargo, para probar cualquier forma de PCB, los documentos IP-FC-234 e IPC-2223 son los estándares.

El buen cumplimiento de las directrices de los documentos garantizará un apilamiento de PCB flexible de 2 capas a su máxima capacidad.

Para todos sus apilamientos de PCB flexibles de 2 capas, Póngase en contacto con Venture Electronics ahora.