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PCB ultrafino: o guia definitivo de perguntas frequentes

Ultra-Thin-PCB-The-Ultimate-FAQs-Guide

Este guia tem tudo o que você procura sobre PCB ultrafino como classificação, padrões de qualidade, coeficiente de expansão térmica, aplicações, entre outros.

Então, se você quer ser um especialista em PCBs ultrafinos, leia este guia.

O que é PCB ultrafino?

Como o nome sugere, extra fino PCB é um tipo de placa de circuito impresso com espessura menor que a PCB padrão.

É mais leve e compacto, pois diminuiu os materiais da placa e o volume de recursos de cobre.

Ultra-Thin PCB é ideal para aplicações de PCB onde a miniaturização e o alto nível de confiabilidade desempenham um papel fundamental.

Facilita a miniaturização com desempenho aprimorado por meio de designs de PCB de alta densidade.

PCB ultrafino

PCB ultrafino

Quais são as vantagens do PCB ultrafino?

A seguir estão os principais benefícios do PCB Extra-fino:

· Tempo de Montagem Curto

Todas as linhas de PCB ultrafinas são configuradas, o que economiza tempo durante a conexão de linhas em excesso.

· Menor e Compacto

Este tipo de PCB pode efetivamente minimizar o volume do produto final, tornando-o convenientemente portátil.

· Peso mais leve

Materiais de PCB mais finos resultam em vias menores, menos revestimento de cobre, espaços e linhas menores e menor proporção de aspecto das vias. Isso leva a um produto PCB mais compacto e leve.

· Espessura Reduzida

A miniaturização nos eixos X e Y pode minimizar consideravelmente o espaço ocupado por PCBs ultrafinos. No entanto, a miniaturização na direção Z permite mais espaço para componentes suplementares e minimiza a espessura geral da placa de circuito.

Outros benefícios do PCB ultrafino incluem fácil montagem, boa soldabilidade, baixo custo geral e boa dissipação de calor, entre outros fatores.

O design do PCB extra fino também compensa a inadequação do substrato do PCB em relação à capacidade de carga dos componentes.

Quais são os tipos de PCB ultrafina?

Existem três tipos principais de PCB extra fino, incluindo:

· PCB Rígido Ultrafino

Existem ultrafinos PCB rígido materiais para aplicações que requerem uma placa de circuito impresso 2D.

Geralmente são aplicados como substratos de embalagem para circuitos integrados, nos quais auxiliam a tornar todo o componente extremamente fino.

Você pode atingir espaços ou linhas de 25 mícrons de largura, arremessos abaixo de 175 mícrons e 50 e 100 mícrons vias e diâmetros de pastilhas, respectivamente.

· PCB Ultrafino Flexível

Também conhecido como flex ultra-fino PCB, este é um tipo de PCB extra-fino fabricado com laminados flexíveis.

Isso permite a dobra da placa de circuito impresso, o que reduz o volume e a área de superfície necessários para abrigar a placa, aumentando assim a densidade de integração.

Além disso, o PCB extrafino também facilita uma melhor flexão.

Isso implica que é prático dobrar a placa de circuito através de raios de curvatura menores, tornando possível atingir volumes ainda menores.

Uma das principais aplicações do ultrafino PCB flexível devido à sua capacidade de flexão avançada é a fabricação de cabos que exigem flexão dinâmica.

· PCB rígido flexível ultrafino

Esses tipos de PCB extra fino apresentam condutores nas camadas rígidas e flexíveis da placa de circuito impresso.

Os orifícios de passagem chapeados se estendem entre os segmentos rígidos e flexíveis e ligam eletricamente várias camadas de condutor.

Através da integração de seções rígidas aos componentes flexíveis, ele permite que você aprimore as habilidades de design do seu PCB ultrafino.

Os segmentos rígidos oferecem locais de montagem rígidos perfeitos para componentes, chassis e conectores.

Por outro lado, os segmentos flexíveis fornecem zonas de flexão dinâmica, flex-to-fit e resistência à vibração.

Essa combinação oferece várias opções para obter soluções inovadoras para os mais exigentes rígida flex PCB aplicações.

Quais são as aplicações do PCB ultrafino?

Aqui estão alguns dos usos do PCB ultrafino:

  • Cartão TF/cartão SIM
  • Dispositivos médicos, como implantes ativos e aparelhos auditivos
  • Moedas do metrô
  • dispositivo de tecnologia NFC
  • Controles do motor automotivo
  • Equipamento de código de barras
  • Wearable
  • Sistema GPS
  • Impressoras
  • Módulo de carregamento de celular

O que é PCB HDI Ultrafino?

High-Density Interconnect PCB é simplesmente um PCB ultrafino com mais interconexões, cobrindo um espaço mínimo, levando à miniaturização da placa de circuito.

Os componentes de PCB HDI estão posicionados mais próximos, reduzindo significativamente o espaço da placa, mas não comprometendo seu desempenho.

PCB HDI

PCB HDI

O HDI está entre as tecnologias de PCB de avanço mais rápido, capaz de integrar blocos e vias de captura menores e densidades mais altas de bloco de conexão.

As placas HDI possuem vias enterradas e cegas e geralmente são compostas por microvias com diâmetro de 0.006 ou inferior.

Os PCBs HDI extra finos oferecem melhores opções de construção, layout e design, integrando recursos excelentes, como microvias.

Eles fornecem fator de forma menor, maior funcionalidade e circuitos flexíveis ultrafinos altamente densos.

Além disso, embora empreguem materiais de PCB mais finos, as placas HDI oferecem melhor desempenho elétrico, melhor confiabilidade e PCB extra fino avançado.

Ao aplicar a tecnologia HDI, é possível montar mais componentes em qualquer superfície do PCB Ultrafino, se necessário.

Além disso, com o avanço da tecnologia blind via e via in pad, você pode posicionar componentes menores mais próximos uns dos outros.

Isso significa uma transmissão de sinal mais rápida e uma redução substancial nos atrasos de cruzamento e na perda de sinal.

As aplicações comuns do Ultra-fino HDI PCB incluem o uso em:

  • Os telefones móveis
  • Câmeras digitais
  • Dispositivos médicos
  • Computadores portáteis
  • Dispositivos de tela sensível ao toque
  • Comunicações de rede 4G

Como as Microvias são perfuradas em PCB ultrafina?

Existem três técnicas diferentes de perfuração de microvias em PCB ultrafina:

1. Técnica de Gravação com Plasma

Este método de microvia de perfuração grava material PCB para formação de furos usando plasma.

Com esta técnica, você pode obter um diâmetro de orifício de passagem de 75 µm em um material de 25 µm de espessura.

No entanto, juntamente com os custos em máquinas especiais a vácuo, a gravação a plasma é a técnica menos promissora para perfuração via furo.

2. Técnica de Perfuração por Fotovia

A tecnologia Photo-via emprega padrões de litografia e material dielétrico foto-imaginável.

O método promoveu o avanço do PCB HDI ultrafino.

Possui um tamanho de furo de aproximadamente 25 µm para profundidade e diâmetro.

No entanto, é um método caro de perfuração de microvias de PCB ultrafinas devido ao material dielétrico exclusivo.

3. Técnica de Perfuração a Laser

Esta é a tecnologia de perfuração microvia mais promissora.

Através da perfuração a laser, você pode obter diâmetros de furo tão baixos quanto 5 µm em um material dielétrico com 5 µm de espessura.

Os principais fatores que controlam esta técnica de perfuração microvia são a densidade de energia, o material do substrato, o comprimento de onda e a espessura do material do substrato.

É o método de perfuração mais preferido para microvias, que envolve focar um feixe de laser em uma área extremamente pequena.

As vias criadas tendem a ser tão limpas quanto as desenvolvidas por meio de furação mecânica.

Isso garante a deposição uniforme do revestimento no interior das vias.

A furação a laser apresenta uma velocidade de furação reduzida em comparação com a furação mecânica.

A técnica pode ser aplicada para perfurar microvias densas sem esforço em um PCB ultrafino, aplicando comprimentos de onda que vão do ultravioleta ao infravermelho profundo.

No entanto, a principal desvantagem da perfuração a laser é a profundidade limitada do feixe de laser que você pode perfurar de forma confiável e reprodutível.

Quando uma lente é utilizada para a concentração do feixe, a profundidade perfurável pelo laser é limitada devido à profundidade de foco restrita.

Mas, um feixe de laser colimado permite que o laser via perfuração a uma profundidade maior.

No entanto, o desafio é o tamanho extremamente pequeno da via, que causa difração de Fresnel no feixe.

Isso, por sua vez, pode afetar a intensidade do feixe em orifícios de microvia excepcionalmente profundos.

Tipos de vias

Tipos de vias

Como a umidade afeta o pré-impregnado usado no PCB ultrafino?

Os poliimidesprepregs são mais sensíveis à umidade do que os epóxis pelo fato de que tendem a absorver a umidade do ar mais rapidamente.

A umidade dentro dopré-impregnado causa pouco dano, embora possa levar à delaminação, vazios e outras falhas em PCBs ultrafinos laminados.

Um indicador perfeito de umidade no pré-impregnado de PCB é o fluxo espumoso, que é comum com a poliimida porque absorve a umidade mais rapidamente.

A secagem a vácuo ou o armazenamento de qualquer prepreg com dessecante em baixa umidade reduzirá esse efeito.

A umidade pode resultar em problemas adicionais no PCB ultrafino acabado.

A umidade excessiva pode comprometer a integridade de uma PCB de múltiplas camadas em ambientes de alta temperatura.

Portanto, é crucial regular a umidade mesmo em placas de circuito nuas completas antes do refluxo da solda ou do processo de montagem da PCB.

Além disso, controlar a umidade é igualmente essencial em PCBs ultrafinos acabados, caso sejam eventualmente submetidos a altas temperaturas.

É aconselhável aspirar pré-impregnados secos a 29″ de vácuo por várias horas.

A dessecação a vácuo sob temperatura ambiente é a mais preferida em relação a qualquer forma de secagem em estufa para pré-impregnados de PCB de poliimida ou epóxi.

É o melhor método de secagem de pré-impregnados de PCB ultrafinos, mesmo que o processo de secagem em forno seja submetido a condições controladas.

A secagem em estufa pode inclinar para melhorar o pré-impregnação e pode levar a ligações ou fluxo marginais ou inadequados.

Isso pode causar delaminação ou falhas adicionais no processamento térmico bem-sucedido.

No entanto, a poliimida de aramida não tecida é a única exceção.

Aqui, a temperatura do forno não superior a 32 graus Celsius a 29'' de Hg por 4 a 5 horas pode ajudar a eliminar o excesso de umidade.

Quais são os padrões de qualidade para PCB ultrafino?

Alguns dos padrões de qualidade importantes para PCB ultrafino incluem:

  • Padrões REACH
  • Padrões IPC
  • Padrões RoHS
  • Normas UL
  • Padrões ISO
  • Padrões CE
  • Padrões ITAR

Como a Microvias auxilia no roteamento de rastreamento em PCB ultrafina?

PCB ultrafino

PCB ultrapensa

O principal objetivo na fabricação de PCB ultrafina é ter mais roteamento de rastreamento para seções menores à medida que a densidade de PCB aumenta com a tecnologia.

Isso resultou no uso de vias de embutimento, bem como vias enterradas e cegas em almofadas montadas em superfície.

No entanto, vias enterradas e cegas são mais difíceis de fabricar devido aos procedimentos de perfuração adicionais envolvidos.

Além disso, a perfuração pode deixar detritos nos furos levando a falhas de fabricação.

Vias comuns são igualmente largas demais para serem integradas nas minúsculas almofadas de montagem em superfície encontradas em PCBs modernos de alta densidade.

No entanto, a microvia pode ajudar com todos esses desafios:

  • A fabricação de microvias é mais fácil em comparação com vias enterradas e cegas.
  • Microvias em PCB ultrafino serão fixados em almofadas de montagem em superfície mais finas. Isso os torna instrumentais para dispositivos de alta contagem de pinos, como matrizes de grade de bola (BGA).
  • Eles facilitarão mais roteamento de rastreamento sobre eles devido ao seu tamanho menor.
  • Microvias de PCB extrafinas podem igualmente ajudar na redução de EMI e aumentar outros problemas de integridade de sinal devido ao seu tamanho.

Quais são as desvantagens do PCB ultrafino?

Aqui estão algumas das principais deficiências do PCB ultrafino:

Alto custo inicial

Placas de circuito impresso ultrafinas são projetadas e construídas para aplicações distintas.

Isso leva a um alto custo inicial de design de PCB, layout e revestimento fotográfico.

Portanto, é aconselhável não usá-los em pequenas quantidades.

Mudanças e Reparos Difíceis

Uma vez fabricada, a PCB extrafina deve ser modificada a partir do programa de litografia configurado ou do mapa base, dificultando a mudança.

Além disso, possui uma camada protetora na superfície, que deve ser removida antes dos reparos. Remover e restaurar a cobertura da superfície é uma tarefa bastante desafiadora.

Tamanho limitado

PCBs ultrafinos são frequentemente fabricados por meio de um processo em lote.

Portanto, eles não podem ser muito longos e amplos devido à restrição do tamanho do equipamento de produção.

Facilmente danificado

Este tipo de PCB é facilmente destruído por manuseio inadequado. O retrabalho e a soldagem de PCBs ultrafinos precisam ser manuseados por pessoal treinado.

Existem PCBs ultrafinos multicamadas?

Sim, você pode encontrar PCBs multicamadas, que geralmente são 50% mais finos que os PCBs multicamadas tradicionais.

Um típico PCB extra fino de 6 camadas tem uma espessura de 260 mícrons, com as camadas consistindo de proteção de superfície, núcleo, pré-impregnado e cobre condutor.

Atualmente, a camada externa de um PCB ultrafino de múltiplas camadas tem 12 µm de espessura para a poliimida e o adesivo.

Quais são os materiais dielétricos comuns para PCB ultrafino?

Há uma grande variedade de materiais usados ​​em PCBs extra finos.

Materiais como poliimida e poliéster são padrões para a indústria há vários anos.

Substratos à base de epóxi, tanto não reforçados quanto reforçados, são igualmente utilizados onde o custo é uma consideração.

Outros materiais de PCB, como aramida, vidro e compósito, são aplicados para aplicações específicas nas quais são necessárias características de desempenho específicas.

Para estabelecer o melhor material de PCB ultrafino para uma aplicação específica, você deve entender as principais propriedades de desempenho de cada material.

Conhecer as características químicas, elétricas, mecânicas e térmicas do material permitirá que você faça a escolha certa do material de base.

Algumas das características mecânicas a serem procuradas incluem estabilidade dimensional, resistência à propagação do rasgo, resistência à tração e flexibilidade.

Da mesma forma, as características elétricas incluem resistividade de volume, constante dielétrica e rigidez dielétrica.

As características térmicas a serem consideradas incluem coeficiente de expansão térmica, faixa de temperatura de serviço e temperatura de transição vítrea.

Além disso, você deve garantir que a resistência a alcalinos ou ácidos e a absorção de umidade sejam equilibradas para atender às características de projeto desejadas.

Qual é o significado da impedância controlada no PCB ultrafino?

O controle de impedância está coordenando as localizações e dimensões dos traços de PCB com o material do substrato.

Isso é feito para garantir que a intensidade do sinal que percorre um traço não exceda um intervalo necessário.

É importante que os sinais de alta frequência trafeguem nas linhas de transmissão do PCB ultrafino.

Impedância controlada é crucial para a integridade do sinal: refere-se à propagação do sinal sem distorção.

Como antenas complexas, processadores e outros componentes são montados diretamente na superfície do PCB, a comutação da velocidade do sinal na placa aumenta.

Isso torna as propriedades elétricas das faixas de transmissão de sinal muito cruciais.

Portanto, a maioria dos projetos de PCB ultrafinos requerem controle de impedância.

Por que o Coeficiente de Expansão Térmica em PCB Rígido Ultrafino?

O CTE do laminado rígido está entre as características mais essenciais dos materiais de substrato de PCB ultrafinos.

A má correspondência com a matriz de silício pode resultar em rachaduras, que afetam muito a fabricação de PCB e a montagem de componentes no substrato.

Além disso, problemas com expansão térmica também podem resultar em falhas ao usar o PCB.

Os materiais de substrato de PCB ultrafinos também devem ter excelentes recursos de alta frequência para atender às necessidades das aplicações modernas de PCB de alta velocidade.

Qual é o objetivo da blindagem no PCB ultrafino?

A blindagem da PCB requer que ela seja fechada em ambos os lados usando uma camada de material que funcione como barreira à radiação ou absorção EMI.

As camadas são ligadas ao solo para garantir a dissipação inofensiva de qualquer EMI.

A maioria dos conjuntos eletrônicos que empregam PCBs ultrafinos são reativos à emissão ou absorção de interferência eletromagnética.

Quando o EMI não é regulamentado, pode afetar negativamente o funcionamento do conselho e, em casos graves, impedi-lo totalmente de funcionar.

Para a maioria dos tipos de PCB ultrafinos, a blindagem EMI é um parâmetro instrumental que garante o desempenho geral do produto final.

Existem vários tipos de técnicas de blindagem disponíveis que permitem atender a todos os requisitos mecânicos e elétricos da PCB.

Qual é a diferença entre o PCB ultrafino de um lado e o PCB ultrafino de dois lados?

O PCB ultrafino de um lado tem os componentes e o cobre condutor montados fixos em uma borda da placa, com fiação condutora na outra superfície.

Eles são os tipos comumente fabricados de PCB ultrafino devido à sua simplicidade e natureza básica.

Algumas das aplicações comuns do PCB extrafino de face única incluem o uso em calculadoras, impressoras, sistemas de câmeras e equipamentos de rádio, entre outros.

Por outro lado, o PCB ultrafino de dupla face tem traços de dois lados com uma camada inferior e superior.

Eles podem encaixar os componentes e o cobre condutor em qualquer superfície da placa, o que permite que os traços passem um sobre o outro.

Isso leva a um circuito de alta densidade sem a necessidade de solda ponto a ponto.

Como esses tipos de PCB ultrafinos são mais sofisticados em comparação com as versões de um lado, eles podem ser mais difíceis de fabricar.

No entanto, as vantagens dos PCBs de dupla face superam em muito as desvantagens.

As placas de dupla face estão entre os tipos mais comuns de PCB ultrafina, pois facilitam a produção de placas mais sofisticadas.

Isso beneficia aplicações em eletrônicos de alta tecnologia e usos de PCB.

As aplicações comuns do PCB ultrafino de dupla face consistem no uso em máquinas de venda automática, painéis de carros, sistemas de iluminação e amplificadores, entre outras aplicações.

Quais são as considerações importantes durante a construção do PCB ultrafino?

Vejamos alguns dos fatores importantes a serem considerados durante a fabricação de PCB ultrafina:

· Use fabricante experiente

É importante procurar os serviços de um fabricante de PCB experiente com habilidades avançadas de engenharia.

Isso se deve ao fato de que materiais PCB ultrafinos precisam de tecnologia de fabricação exclusiva, abordagens de projeto, entre outras considerações.

· Procedimentos de registro precisos

Você pode usar métodos avançados como imagens diretas a laser com materiais PCB extra finos.

No entanto, são necessários processos de registro altamente precisos, pois os recursos geralmente são menores quando você usa um material de PCB mais fino.

· Manuseio apropriado

O manuseio correto durante a montagem de PCB ultrafina é mais crucial do que com materiais comuns.

Isso ocorre porque materiais de substrato mais finos podem resultar em empenamento e maior flexibilidade.

As pastilhas menores e as dimensões reduzidas precisam de maior precisão durante a montagem.

Além disso, com materiais de PCB ultrafinos, pode ser mais desafiador montar circuitos finalizados na placa sem danificá-los.

Portanto, é vital discutir antecipadamente com o fabricante da placa de circuito impresso sobre os requisitos de manuseio e a quantidade de unidades em um painel de entrega.

· Custo de Fabricação

Os acessórios extras e o manuseio necessários com materiais PCB ultrafinos aumentam os custos de manuseio e montagem.

No entanto, custos mais baixos de material e processo podem ajudar a equilibrá-los.

Você pode reduzir o custo dos materiais usando menos cobre.

Consultar a equipe de engenharia durante o projeto pode ajudar a garantir uma solução econômica que satisfaça seus requisitos de desempenho.

Dependendo de suas necessidades específicas exclusivas, a Venture Electronics oferece PCBs ultrafinos personalizados.

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