Fabricação de PCBs Flexíveis

O Que é Flex PCB?

Os circuitos impressos flexíveis, também conhecidos como circuitos flexíveis, às vezes são considerados como uma placa de circuito impresso (PCB) que pode se dobrar, quando, na realidade, há diferenças significativas entre PCBs e circuitos flexíveis no que se refere a projeto, fabricação e funcionalidade. Um erro comum que os projetistas cometem é projetar um circuito flexível usando as mesmas regras de uma PCB. As PCBs flexíveis exigem uma configuração exclusiva e têm seu próprio conjunto de regras de projeto que a equipe da Hitechpcb denominou "flexibilização" e trabalhou arduamente para aperfeiçoar nos últimos anos.

A PCB flexível, também chamada de Flex PCB, placa de circuito flexível ou circuito flexível, consiste em material de base PI, camada adesiva, camada de cobre, camada de cobertura e, às vezes, com reforços. Atualmente, as PCBs flexíveis estão sendo amplamente utilizadas para substituir a tradicional PCB FR4 em várias aplicações diferentes devido aos benefícios da PCB flexível, especialmente. Embora seja mais cara do que uma PCB rígida normal, o projeto certo na aplicação certa pode economizar peso e tempo na montagem, além da confiabilidade que torna a placa de circuito flexível uma consideração que vale a pena.

Um circuito impresso flexível consiste em uma camada metálica de traços, geralmente de cobre, ligada a uma camada dielétrica, geralmente de poliimida. A espessura da camada metálica pode ser muito fina (< 0,0001″) ou muito grossa (> 0,010″) e a espessura do dielétrico pode variar de 0,0005″ a 0,010″. Geralmente, um adesivo é usado para unir o metal ao substrato, mas outros tipos de união, como a deposição de vapor, podem ser usados para unir o metal.

Como Calcular o Raio de Curvatura de Sua Placa de Circuito Impresso Flexível?

Como o cobre tende a se oxidar prontamente, as superfícies expostas geralmente são cobertas com uma camada protetora; ouro ou solda são os dois materiais mais comuns devido à sua condutividade e durabilidade ambiental. Para áreas sem contato, um material dielétrico é usado para proteger o circuito contra oxidação ou curto-circuito elétrico.

O número de combinações de materiais que podem ser usados em um circuito impresso flexível é praticamente infinito; corrente, capacitância, resistência química e mecânica, temperaturas extremas e tipo de flexão são apenas alguns dos critérios que afetam as seleções de materiais que melhor atendem às necessidades funcionais. Um engenheiro de projeto experiente da Hitechpcb leva em consideração os requisitos críticos ao projetar um circuito para atender às suas necessidades.

As placas de circuito impresso flexíveis (FPC) tornaram-se um componente comum de produtos eletrônicos devido ao seu desempenho de leveza e flexibilidade. Ela é amplamente utilizada em terminais inteligentes, eletrônicos vestíveis, produtos de consumo, automotivos, industriais e médicos. A miniaturização e a função integrada do desenvolvimento de produtos eletrônicos estão levando a FPC a um design de linhas finas e multicamadas.

O Que é PCB Flexível Multicamada?

Esse tipo de placa de fiação impressa flexível é multicamada (com três ou mais camadas condutoras) e requer furos de passagem revestidos. Podemos usar vias passantes, vias enterradas e vias cegas.

Um circuito flexível multicamada combina vários circuitos de um ou dois lados com interconexões complexas, blindagem e/ou tecnologias montadas na superfície em um projeto multicamada. As multicamadas podem ou não ser continuamente laminadas juntas durante todo o processo de produção. Se as necessidades de seu projeto exigirem o máximo de flexibilidade, a laminação contínua pode não ser adequada. Os circuitos multicamadas são uma solução eficaz quando confrontados com desafios de projeto como: crossovers inevitáveis, requisitos específicos de impedância, eliminação de diafonia, blindagem adicional e alta densidade de componentes. Você também pode clicar aqui para saber mais sobre o raio de curvatura da placa de circuito impresso flexível.

Os Benefícios do Flex PCB Incluem:

Redução de erros de montagem

Diminuição do tempo e dos custos de montagem

Liberdade de design

Flexibilidade durante a instalação

Aplicações de alta densidade

Fluxo de ar aprimorado

Maior dissipação de calor

Maior confiabilidade do sistema

Substituição de fios ponto a ponto

Confiabilidade e durabilidade

Roteiros repetíveis

Geometria de circuito simplificada

Redução do tamanho e do peso do pacote

Aplicação estática de PCB flexível

Uma aplicação em que os circuitos flexíveis são flexionados apenas para instalar o circuito e encaixá-lo em sua aplicação (também conhecida como flex-to-fit ou flex-to-install). Uma aplicação estática normalmente é feita com o uso do cobre eletrodepositado (ED), que é mais barato.

Aplicações de Flexão Dinâmica de PCB Flexível

Uma situação em que o próprio circuito flexível é flexionado dinamicamente (repetidamente) durante o uso real do produto final. Exemplos comuns incluem telefones celulares do tipo flip, laptops, cabeças de impressora e braços robóticos. Uma aplicação dinâmica exigirá o uso de cobre recozido laminado (RA).

Aplicações de PCB Flexível de Alta Densidade

Os circuitos flexíveis permitem linhas minuciosamente estreitas, dando lugar a uma população de dispositivos de alta densidade. Populações de dispositivos mais densas e condutores mais leves podem ser projetados em um produto, liberando espaço para recursos adicionais do produto.

Com um grande número de investimentos nas instalações de placas de circuito impresso flexíveis e inovando continuamente a tecnologia de fabricação de placas de circuito flexível, a Hitech Circuits é capaz de fabricar PCBs flexíveis com uma grande variedade de tecnologias, desde PCB flexível simples de um lado, PCB flexível de dois lados até PCB flexível multicamada complexa, PCB flexível rígida e suporte a protótipos de FPC com corte a laser e teste de sonda voadora para produção em massa com ferramentas.

Encadernação de PCB Flexível Multicamada

A encadernação de circuitos é uma das melhores práticas empregadas pelos engenheiros da Hitechpcb para criar PCBs empilhadas. Para PCBs flexíveis, oferecemos uma placa de PCB flexível de 12 camadas com encadernação. Um pequeno comprimento adicional é adicionado ao circuito, fazendo com que ele se mova em uma direção externa a partir do raio de curvatura. Há traços de cobre colocados em ângulos retos em relação à dobra. Isso ajuda a restringir a curvatura do circuito em uma direção.

O comprimento a ser adicionado depende do número total de camadas na placa de circuito impresso, bem como da rigidez da dobra. A vantagem da encadernação de circuitos é que ela remove uma grande quantidade de tensão das várias camadas do circuito durante o processo de dobra. O método também ajuda a evitar a deformação dos circuitos no raio exato da dobra.

As PCBs com encadernação podem atender facilmente aos requisitos de tolerância rígida em comparação com as PCBs com encadernação. É por isso que essa PCB flexível de 12 camadas é a escolha perfeita para aplicações em que são necessárias tolerâncias mais rígidas. Sua construção em poliamida oferece imensa resistência e flexibilidade. Essa PCB flexível pode facilmente realizar curvas de 180°. Além disso, a construção ajuda a evitar o encurvamento das camadas internas, que geralmente ocorre em um uso prolongado. Essa flexibilidade também ajuda a reduzir o estresse sobre os componentes internos. Essa placa de circuito impresso flexível de 12 camadas tem uma vida útil melhor do que uma placa de circuito ligado de 12 camadas. O revestimento de ouro por imersão oferece baixa resistência de contato, boa umectação e excelente prazo de validade. Podemos fornecer a placa PCB flexível de 12 camadas com encadernação em largura de 4/4 mil, com espessura mínima de acabamento de 0,15 mm flexível e máxima de 1,6 mm.

Vantagens da PCB Flexível

A tecnologia de PCB flexível geralmente oferece uma ampla gama de possibilidades para diferentes designs e produtos.

O recurso flexível está entre os melhores atributos dos cabos, fios, conectores e até mesmo das PCBs.

Algumas das vantagens de usar o circuito flexível incluem:

Reduz o peso e o tamanho total.

Um circuito flexível pode reduzir o peso de um dispositivo em até 70%.

Melhora o empacotamento de eletrônicos

Ele permite resolver problemas de interconexão e empacotamento, pois pode dobrar, formar e se mover.

Solução de interconexão, pois reduz a quantidade de interconexões, como cabos, fios, placas de circuito impresso e conectores.

Conformabilidade, pois a natureza delgada do material permite a fabricação de embalagens 3D

Integração elétrica - Você pode facilmente criar soluções personalizadas baseando seu projeto em uma infinidade de opções de materiais. Além disso, você tem a liberdade de escolher entre uma infinidade de designs e procedimentos de revestimento.

Capacidade de dissipação de calor ou potência - O dielétrico de poliimida tem a capacidade de suportar temperaturas muito altas. Portanto, você pode usá-lo em aplicações de alta potência.

Repetibilidade elétrica e mecânica

Economia de custos, pois você pode economizar até 30% do custo total da fiação manual e de outros processos de montagem.

Você também pode economizar espaço em quase 30%

É mais confiável, pois não apresenta erros de fiação

Apesar das inúmeras vantagens, a PCB flexível também tem suas desvantagens.

Vamos dar uma olhada.

Desvantagens da PCB Flexível

Toda solução eletrônica deve ter certos deméritos.

Algumas das desvantagens incluem:

PCB flexível

Um custo inicial mais alto - Uma vez que o circuito flexível é geralmente personalizado para determinados componentes eletrônicos. O custo inicial do projeto, da chapa fotográfica e do layout é muito alto. Isso limita o uso em grandes quantidades para economizar nos custos.

Os reparos e as alterações do circuito flexível são muito difíceis - O processo inicial não é apenas caro, mas também difícil de ser feito. Depois que você tem o mapa básico, fica difícil fazer mais alterações. A remoção e a substituição do filme de cobertura para reparo também são extremamente difíceis.

Geralmente é pequeno em tamanho - O processo em lote de fabricação dos circuitos flexíveis geralmente limita o tamanho do circuito flexível. O equipamento de produção impede que você faça tamanhos maiores e mais longos.

Fácil de danificar - Operações pessoais inadequadas podem danificar facilmente os circuitos flexíveis. O retrabalho e a soldagem exigem a experiência de um técnico.

O processo de montagem também é muito difícil.

Não deixe que as desvantagens acabem com seu ânimo.

Por Que Não Tornar Flexíveis Todas as Placas de Circuito?

As placas de circuito flexíveis são certamente úteis, mas não substituirão as placas de circuito rígidas em todas as aplicações. A eficiência de custo é o principal obstáculo à implementação de um projeto de placa de circuito exclusivamente flexível em um produto de consumo. As placas de circuito rígido são mais baratas de fabricar e instalar em uma instalação típica de fabricação automatizada de alto volume.

Normalmente, a solução ideal para um produto inovador é aquela que incorpora circuitos flexíveis quando necessário e emprega placas de circuito rígido sólidas e confiáveis sempre que possível para manter baixos os custos de fabricação e montagem.

Alguns fabricantes até usam placas de circuito impresso híbridas rígido-flexíveis expressamente para essa finalidade. Isso é comum em laptops e dispositivos médicos, nos quais as placas de circuito rígido podem ser conectadas umas às outras usando circuitos flexíveis do tipo fita. Essas placas podem ser compostas e projetadas para atender a qualquer número de necessidades de engenharia, concentrando-se nos respectivos pontos fortes de cada tecnologia de base de placa de circuito.

A Hitech Circuits cria placas de circuito impresso e flexíveis para fabricantes de produtos. Aproveite uma consulta com um de nossos representantes de vendas para descobrir se o projeto do protótipo de seu produto é melhor atendido por tipos de placas de circuito rígido ou flexível.

O Que é PCB Flexível e Seu Processo de Produção?

O PCB flexível (Circuito Impresso Flexível, FPC) é muito popular, com excelentes características, como baixo peso e espessura fina, entre outras. Ela também pode ser dobrada livremente. A PCB flexível depende principalmente da inspeção visual manual, com alto custo e baixa eficiência. Com o rápido desenvolvimento da indústria eletrônica, o design da placa de circuito impresso tornou-se cada vez mais de alta precisão e alta densidade, e os métodos tradicionais de teste manual não conseguem mais atender às necessidades de produção. O teste de automação de defeitos de FPC tornou-se uma tendência inevitável do desenvolvimento industrial.

O circuito impresso flexível (FPC) é uma tecnologia desenvolvida pelos Estados Unidos para desenvolver a tecnologia de foguetes aeroespaciais na década de 1970. É de alta confiabilidade e excelente deflexão, fabricado com filme de poliéster ou poliimida como material de substrato. Um circuito flexível é formado pela incorporação de um projeto de circuito em uma folha de plástico fina e flexível que é flexível, permitindo que um grande número de componentes de precisão seja empilhado em um espaço estreito e limitado. Esse circuito pode ser dobrado e dobrado à vontade. O circuito flexível tem características como leveza, tamanho pequeno, boa dissipação de calor, fácil instalação, etc. Ele rompe com a tecnologia de interconexão tradicional na estrutura do circuito flexível, o material é composto de filme condutor isolante e adesivo

O PCB flexível inclui o FPC de um lado, o FPC de dois lados e o FPC multicamada, etc. O FPC simples tem uma camada de padrão condutor gravada quimicamente, a camada de padrão condutor na superfície do substrato isolante flexível é uma folha de cobre calandrada. O substrato isolante pode ser de poliimida, tereftalato de polietileno, éster de fibra de arilamida e cloreto de polivinila. O FPC de dupla face em ambos os lados da base isolante tem um gráfico condutor feito de gravação, o que aumenta a densidade de fiação da área da unidade. O orifício de metal conecta a conexão gráfica em ambos os lados do material de isolamento para formar um caminho condutor para atender ao design e à função flexíveis. O filme de cobertura pode proteger o fio de um ou dois lados e indicar a posição do componente colocado. De acordo com a demanda, os furos de metal e as camadas de cobertura são opcionais. Esse tipo de PCB flexível tem menos aplicações. A PCB flexível multicamada consiste em pressionar a camada de circuito flexível de face única ou dupla face de 3 ou mais camadas juntas. O orifício de metal é formado por perfuração e galvanoplastia, e canais condutores são formados entre diferentes camadas. Dessa forma, não há necessidade de usar um processo de soldagem complexo. Os circuitos multicamadas têm grandes diferenças funcionais em termos de maior confiabilidade, melhor condutividade térmica e desempenho de montagem mais conveniente.

Atualmente, o processo de produção de PCB flexível inclui principalmente looping, dimensionamento do condutor, gravação, roteamento dos condutores, planos de aterramento, dimensionamento dos orifícios, filetagem, revestimento de botões, filmes adesivos, revestimentos líquidos de serigrafia, líquido fotográfico imaginável, polímeros de filme e outros processos. Consulte a figura para ver o processo de produção específico.