Wichtiger Leitfaden zu Buried & Blind Vias in HDI Flex-Rigid PCBs
Seit erster Nutzung in hochzuverlässiger Militärtechnik in den 1980ern sind Flex-Rigid-PCBs in High-Tech-Feldern weit verbreitet. Heute sind Flex-Rigid-Boards einer der Forschungsschwerpunkte der PCB-Industrie. Durch Kombination der Stützfunktion starrer Boards mit High-Density- und Flexibilitätsfunktionen flexibler Boards ermöglichen Flex-Rigid-Boards 3D-Assembly unter verschiedenen Montagebedingungen – erfüllen Anforderungen an Leichtigkeit, Dünne, Kleingröße elektronischer Produkte. Daher breites Anwendungsfeld.
Die meisten Flex-Rigid-Boards haben Buried und Blind Vias. Bei PCB-Typwahl gibt es viele Gelegenheiten, Flex-Rigid-Boards mit Buried/Blind Vias zu wählen – daher vor Angebotserstellung darüber Bescheid wissen.
Vorteile & Nutzen von Flex-Rigid-Boards
Heute: Flex-Rigid-PCBs weit verbreitet in Wearables, Medizintechnik, Militär. Unter allen PCB-Typen: stärkste Widerstandsfähigkeit gegen extreme Umgebungen → Anwendungsfelder werden breiter. Durch Flexibilität: Bauraum und Systemgewicht durch 3D-Anwendung minimierbar.
Im Flex-Rigid-Board-Design: Haupttrend = Blind/Buried Vias und High Density Interconnect (HDI) auf Flex-Rigid-Boards. Wegen vieler Flex-Rigid-PCB-Typen: Beispiel 6-Lagen asymmetrisches Flex-Rigid-Board.
Feine Materialvorbereitung
Erste Lage 6-Lagen asymmetrisches Flex-Rigid-Board = Flex-Board; restliche 5 Lagen = Rigid-Boards. Leiterbahnabstand = 0,1 mm; viele Blind/Buried Vias in Rigid- und Flex-Rigid-Bereich. Basismaterial Tabelle 1:
| Layer 3 und 4 | Layer 2, 5 und 6 Kupferfolie | Layer 1 (Flex) |
|---|---|---|
| FR-4 doppelseitig Kupfer Inner Layer | Kupferfolie (einseitig gebräunt) | Kalanderter PI einseitig kupferbeschichtetes Platte |
Wegen Delaminationsgefahr bei Flex-Rigid-Boards: Acrylsäure-Kleber als Prepreg für Flex-Rigid-Verbindungsbereich wählen für Viskositätsanforderung. Für Rigid-Lagen: No-Flow-Bonding-Prepreg. Tabelle 2 = Eigenschaften No-Flow-Bonding-Prepreg.
| Geprüfte Items | Einheit | Bedingung | Performance Index | |
|---|---|---|---|---|
| Standardwert | Schutz Wert | |||
| Harzdurchflussmenge | % / mm | TPC TM650 2.3.17.2 | <3,0 / <1,0 | <3,0 / <2,0 |
| Glasübergangstemperatur | °C | DSC / TMA | 160 / 140 | >160 / >155 |
| CTE x-Achse / y-Achse / z-Achse | 10⁻⁶/°C | Ambient to Tg | 15 / 13 / 60 | <20 / <15 / <80 |
| z-Achsen Expansion | % | 5°C–260°C | 4,5 | <4,0 |
| Entflammbarkeit | – | UL94 / (C-96/20/65)+(C-96/40/90) | V-0 / 0,010–0,015 | V-0 / <0,025 |
| Lötfloating (260°C) | s | A | >180 | >120 |
| Schälfestigkeit | kgf/cm | A | 1,4–1,6 | >1,43 |
| Biegefestigkeit | kgf/mm² | A | 40–50 | <32,7 |
| Wasseraufnahme | % | A | 0,01–0,14 | <0,20 |
Blind/Buried Via Technik
Laminationsmethode
Zwei Laminationsmethoden: One-Step-Lamination (alle Inner Layers einmal laminieren) und Step-by-Step-Lamination (jeweils Flex- und Rigid-Lagen separat). One-Step: Vorteil = kurze Fertigungszeit, niedrige Kosten. Nachteil: Cover-Layer-Positionierung schwierig; Laminationsdefekte, Delamination, Inner-Layer-Verformung erst nach Ätzung erkennbar. Step-by-Step: Reduziert Positionierungs-/Graph-Offset-Schwierigkeiten; Defekte frühzeitig erkennbar; nutzt Rigid/Flex-Materialeigenschaften optimal. Nachteil: Mehr Arbeitsschritte, Zeit, Hilfsmaterial → höhere Kosten.
Material
Für Flex-Rigid-Boards mit Blind/Buried Vias: Step-by-Step-Lamination empfohlen für Blind-Via-Qualität & hohe Ausrichtgenauigkeit. Zuerst Inner-Layer-Lamination, dann Inner-Outer-Layer-Lamination. Silikonkautschuk als Laminationsmaterial, PET-Release-Film als Formreiniger – in beiden Laminationsschritten.
Bohrtechnik
NC-Bohren und Laserbohren je zweimal bei diesem 6-Lagen asymmetrischen Flex-Rigid-Board; UV-Bohren für Blind-Vias. UV-Bohren = fortschrittliche Technologie mit komplexerem Betrieb → PCB-Häuser verlangen meist zusätzlichen angemessenen Kostenaufschlag.
PLASMA-Reinigung
Plasma-Reinigung beseitigt Schmutz an Via-Wänden von Flex-Rigid-Boards. Prozess: Hochaktive Plasmen erzeugen Gas-Feststoff-Reaktion mit Acrylsäure, Polyimid, Epoxid, Glasfaser. Erzeugte Gase & unbehandelte Plasmen durch Vakuumpumpen abgesaugt. Komplexe physikalisch-chemische Reaktion. Kurz: Bei Buried/Blind Vias in HDI Flex-Rigid PCBs vor Angebot Bescheid wissen – all dies eng mit Kosten, Zeit, Produktperformance verknüpft.
Weiterführende Ressourcen
• Was Sie über Buried & Blind Vias wissen müssen
• Blind/Buried Vias in High-Speed Digital Circuits designen
• HDI Flex-Rigid PCB Fertigungsservice PCBCart – Ab 1 Stück
Industrietechnik
- 5 Fakten über Leiterplatten, die Sie nicht kannten
- Laserschneiden meistern: Präzision, Leistung und praktische Anleitung
- Blind Vias vs. Buried Vias: Experten-Leitfaden für PCB-Prototyping
- MFD-Kondensatoren meistern: Wichtige Einblicke & Anwendungen
- Zahnstange & Ritzel erklärt: Wichtige Fakten & Design-Tipps
- Der vollständige Leitfaden zu Riemenscheiben und Riemen: Effiziente Kraftübertragung in Maschinen
- Nocken und Nockenfolger: Definition, Typen und Anwendungen
- Nut- & Feder-Verbindungen: Der komplette Leitfaden für Dielen, Paneele & Platten
- Zapfenloch-Verbindungen: Der Klassiker für Möbel & Holzbau – Typen, Herstellung & Tipps
- PCB-Silkscreen-Druck: Wichtige Grundlagen und Methoden