FPCB multicapa
Un PCB flexible multicapa es una placa de circuito hecha de circuitos de una cara o de doble cara alternados. Combina la flexibilidad de un PCB flexible con las capacidades de circuito de alta densidad de un PCB multicapa. Las capas están conectadas por agujeros conductivos (los agujeros conductivos comunes incluyen agujeros pasantes, agujeros ciegos y agujeros enterrados).
Durante todo el proceso de producción, varias capas pueden ser laminadas juntas de manera continua o discontinua. Como se muestra en nuestra imagen, hay partes flexibles y partes rígidas en un PCB flexible multicapa, las cuales están determinadas por su diseño.
apilamiento
Las placas de circuito flexible multicapa pueden estar compuestas por varias PCBs flexibles de una sola cara, varias PCBs flexibles de doble cara, o una mezcla de capas simples y dobles. Cuando decimos cuántas capas tiene una placa de circuito, nos referimos al número de capas conductoras. A continuación se muestra el diagrama de apilamiento para un PCB flexible de 4 capas.
Apilamiento de PCB flexible multicapa
Placa de circuito flexible multicapa
Especificaciones técnicas
Rango de recuento de capas:
PCB flexible multicapa estándar: 2-12 capas (personalizable hasta 16 capas para requisitos especiales)
Estructuras híbridas (PCBs rígido-flexibles): Diseño compuesto de capas flexibles + capas rígidas
Parámetros del circuito:
Ancho/espaciado mínimo de línea: 0.05mm/0.05mm (utilizando tecnología de impresión láser directa)
Diámetro mínimo del agujero (perforación mecánica): 0.1mm (las vías ciegas/enterradas requieren perforación láser, con un diámetro mínimo de agujero de 0.05mm)
Material Specifications:
Sustrato: Película de poliamida (PI), con un grosor que varía de 12.5μm a 50μm
Grosor de la lámina de cobre: 1/3 oz (12μm) a 2 oz (70μm)
Cobertura: Material basado en PI, con un grosor que varía de 12.5μm a 25μm
Electrical Performance:
Control de impedancia: ±10% de tolerancia (±5% para aplicaciones de alta frecuencia)
Resistencia dieléctrica: 500V~3kV (ajustada según el grosor de la capa de aislamiento)
Directrices de diseño de PCB flexibles multicapa
Optimización del diseño de curvas:
Flexión dinámica: El radio de curvatura ≥ 10 veces el grosor de la placa (por ejemplo, para una placa de 0.2mm de grosor, el radio de curvatura debe ser ≥ 2mm)
Flexión estática: El radio de curvatura ≥ 6 veces el grosor de la placa
Evite colocar vías o pads en el área de flexión para reducir la concentración de estrés.
Simetría de apilamiento de capas:
Las placas de circuito multicapa deben mantener un apilamiento simétrico
(por ejemplo, una estructura de 4 capas: FCCL + Adhesivo + Núcleo + Adhesivo + FCCL) para minimizar los riesgos de deformación.
Routing Considerations:
Las capas adyacentes deben tener diseños de rastro ortogonales (para minimizar el cruce de señales), y los rastros de señales críticas deben estar blindados con capas de tierra.
Gestión térmica:
Para áreas de alto poder, utilice lámina de cobre gruesa localmente (2 oz) o agregue adhesivo conductor térmico.
Beneficios de las PCB flexibles multicapa
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Alta densidad de circuitos: Adecuado para sistemas complejos que requieren una alta integración de circuitos.
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Mejor rendimiento eléctrico: La estructura multicapa de un circuito flexible puede reducir la interferencia electromagnética (EMI) y el cruce de señales, proporcionando una transmisión de señal estable.
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Tamaño más pequeño: Dado que los circuitos pueden realizarse en varias capas, el tamaño del producto puede reducirse, lo que es adecuado para diseños miniaturizados.
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Alta fiabilidad: Los circuitos flexibles multicapa son adecuados para condiciones ambientales extremas, como la electrónica aeroespacial y automotriz.
Aplicaciones
El PCB flexible multicapa es una solución eficaz cuando se enfrentan a los siguientes desafíos de diseño: cruces inevitables, requisitos específicos de impedancia, eliminación de cruce de señales (crosstalk), blindaje adicional y alta densidad de componentes.
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Aeroespacial: Debido a su excelente rendimiento y fiabilidad, el PCB flexible multicapa es adecuado para equipos e instrumentos aeroespaciales.
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Comunicación de alta frecuencia: Como en circuitos de alta frecuencia, como estaciones base 5G y sistemas de radar.
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Control industrial: Funciona bien en automatización de fábricas y sistemas de control de robots, etc.
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Equipos médicos: Perfecto para dispositivos médicos modernos que requieren circuitos compactos y confiables.
Funciones avanzadas
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Transmisión de señales de alta velocidad: El PCB flexible multicapa es adecuado para aplicaciones de transmisión de datos a alta velocidad, reduciendo retrasos y atenuación de señales.
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Resistencia a altas temperaturas: El diseño multicapa para circuitos flexibles proporciona mejores capacidades de gestión térmica y puede soportar temperaturas de operación más altas.
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Conexión precisa entre capas: Utiliza tecnología de microvías o agujeros ciegos para lograr una conexión eficiente entre diferentes capas y mejorar el rendimiento general.
Proceso de fabricación
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Preparación del material: Corte láser del sustrato PI, limpieza de la superficie de la lámina de cobre para eliminar óxidos.
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Formación del patrón de capa interna: Laminación de película seca → Exposición → Desarrollo → Grabado → Despojado (tolerancia de ancho de traza ±30μm).
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Laminado: Proceso de prensado en caliente (180-200℃, presión 15-30kg/cm²) utilizando adhesivo acrílico o epóxico para el enlace entre capas.
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Perforación y metalización de agujeros: Perforación mecánica (diámetro del agujero ≥0.1mm) o perforación con láser (diámetro del agujero ≥0.05mm) → Plating de cobre sin electrolito → Galvanizado completo de la placa (espesor mínimo de cobre en los agujeros ≥6μm).
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Patrón de capa externa y tratamiento de superficie: Grabado secundario → Apertura de la cobertura → ENIG/OSP/Oro electrochapado (según los requisitos de soldadura).
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Inspección final y pruebas: Prueba de conectividad eléctrica 100% → Inspección óptica automatizada (AOI) (tasa de defectos <0.1%) → Pruebas de impedancia (utilizando un analizador de red).
Quality Control Measures
Control de procesos:
Cada lote pasa por DSC (análisis térmico) y DMA (pruebas de rendimiento mecánico).
Inspección por rayos X de la alineación de capas después de la laminación (tolerancia <25μm).
Pruebas de confiabilidad:
Prueba de vida de flexión (flexión dinámica 100,000 veces sin fractura, cumpliendo con los estándares IPC-6013).
Prueba de alta temperatura y alta humedad (85℃/85%RH durante 1000 horas) garantizando una resistencia de aislamiento > 1GΩ.
Preguntas frecuentes
P1: ¿Cómo elegir el número de capas y materiales?
La complejidad de la señal determina el número de capas (por ejemplo, una placa de 4 capas es adecuada para circuitos de control generales, mientras que 8 capas o más se utilizan para señales de alta velocidad).
Para aplicaciones de alta frecuencia, elija sustratos PI con bajo Dk/Df (por ejemplo, DuPont Pyralux AP).
P2: ¿Cómo evitar que las placas flexibles se rompan durante la instalación?
Utilice refuerzos (FR4, PI, aluminio, etc.) en áreas fijas, y diseñe transiciones de ancho gradual en áreas de transición para evitar trazas de ángulos rectos.
P3: ¿Qué factores afectan el tiempo de entrega y el costo?
Tiempo de entrega: Las placas estándar de 4 capas tardan de 2 a 3 semanas, mientras que las placas rígido-flexibles complejas tardan de 4 a 6 semanas.
Factores que afectan el costo: Número de agujeros perforados con láser, tratamientos superficiales especiales (por ejemplo, plata de inmersión), proporción de capas con control de impedancia.
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