Poiché l’elettronica si è ridotta in dimensioni e costi, i produttori di prodotti di consumo premevano per componenti altrettanto miniaturizzati e convenienti. Questa spinta ha catalizzato lo sviluppo del circuito stampato. Il PCB utilizza tracce e pad conduttivi per collegare i componenti su un circuito. Abilitazione del trasferimento di segnale e potenza tra l'hardware, il versatile PCB ha costituito la spina dorsale dell'elettronica moderna. Anche se Schede FR4 dominano ancora i PCB di consumo, I PCB in poliimmide stanno catturando l'attenzione del settore grazie alla loro flessibilità e resistenza alle alte temperature. Con substrati modellabili e circuiti multifunzionali, i circuiti stampati in poliimmide sono destinati al settore aerospaziale, settore automobilistico, e applicazioni a microonde. Andare oltre la diffusa tecnologia FR4, questa nuova classe di circuiti stampati apre nuove possibilità. In questo blog, esploreremo il PCB in poliimmide, dai tipi e caratteristiche alla sua definizione e agli usi nel mondo reale.
Cos'è il PCB in poliimmide?
I circuiti stampati in poliimmide utilizzano un polimero specializzato chiamato poliimmide come materiale del substrato. I polimeri contengono unità molecolari ripetitive, mentre l'immide si riferisce a un tipo di molecola specifica contenente un gruppo funzionale immidico. Le poliimmidi sintetiche possono essere progettate con una gamma di proprietà utili. I precursori polimerizzabili della poliimmide consentono la fabbricazione di substrati di circuiti flessibili. La forza e l'adattabilità della poliimmide aprono nuove possibilità per l'innovazione dei PCB in applicazioni impegnative. Che si tratti di circuiti tridimensionali dinamici o di componenti elettronici durevoli ad alta temperatura, I substrati in poliimmide consentono agli ingegneri elettrici di ampliare i limiti della tecnologia PCB.
Tipi di PCB in poliimmide
I circuiti stampati in poliimmide sono disponibili principalmente in due varietà: circuito flessibile in poliimmide e schede rigido-flessibili.
Il PCB flessibile in poliimmide è costruito utilizzando un materiale flessibile in poliimmide che consente alla scheda di torcersi, piega, e contorno senza fratturarsi. Queste schede adattabili funzionano bene nell'elettronica dove lo spazio è limitato e i circuiti devono conformarsi a varie forme. Le applicazioni comuni includono gadget indossabili, dispositivi medici, e altri dispositivi elettronici con fattore di forma compatto.
Le schede rigido-flessibili uniscono i vantaggi dei circuiti flessibili con la robustezza delle schede FR-4 convenzionali. Sono costituiti da più strati di poliimmide flessibile e substrati rigidi FR-4 legati insieme in un unico PCB. Il design a strati consente l'instradamento di circuiti complessi ed è altamente affidabile, rendendo le tavole rigido-flessibili popolari per usi mission-critical come le app aerospaziali e militari.
Ulteriori letture: PCB flessibile rigido vs. PCB flessibile
Proprietà del materiale PCB in poliimmide
- durabilità
Mentre i circuiti stampati rigidi possono sembrare robusti, la loro inflessibilità li rende inoltre soggetti a screpolature e rotture in caso di stress ripetuti e uso a lungo termine. La poliimmide è flessibile, qualità cinematografica, d'altra parte, lo rende resistente agli stress fisici. Questa durabilità rende la poliimmide ideale per ambienti estremi come le applicazioni aerospaziali e di difesa.
- Resistenza al calore
La poliimmide resiste a un ampio intervallo di temperature, funzionare correttamente da temperature estremamente fredde a 260°C a seconda della formulazione. La sua resilienza termica previene anche danni da calore durante le riparazioni. Ciò contrasta con materiali come FR-4 che raggiungono la temperatura di transizione vetrosa più velocemente.
- Resistenza chimica
La poliimmide possiede una resistenza chimica superiore rispetto a molte sostanze dei circuiti stampati, prevenendo l’erosione e i danni da agenti corrosivi. Questa tenacità chimica si adatta bene alle applicazioni più impegnative.
- Resistenza alla trazione
L'elasticità della poliimmide gli consente di sopportare carichi massimi più elevati senza rompersi rispetto ai materiali dei circuiti stampati più rigidi. Con alcuni tipi di poliimmide, le tavole possono anche essere attorcigliate e contorti per adattarsi a spazi specializzati.
- Flessibilità
La maggior parte dei dispositivi elettronici utilizza circuiti stampati rettangolari semplicemente da inserire nell'alloggiamento del dispositivo. Pannelli in poliimmide, tuttavia, non sono vincolati a queste forme rigide convenzionali. Questa flessibilità ha consentito innovazioni come dispositivi indossabili e dispositivi medici che possono curvarsi attorno al corpo umano.
Svantaggi del materiale PCB in poliimmide
- Costo alto – La poliimmide tende ad essere più costosa dell'FR-4 e di altri convenzionali Materiali del substrato PCB. La pellicola di poliimmide grezza e il processo di fabbricazione per trasformarla in un PCB possono aumentare i costi.
- Dimensioni limitate: la produzione di circuiti stampati in poliimmide di dimensioni maggiori e con fattori di forma diversi può rappresentare una sfida a causa della disponibilità limitata di pellicole di poliimmide larghe. Mantenere la coerenza tra fogli più grandi diventa difficile, poiché sono soggetti a distorsioni.
- Difficile da riparare – La loro fabbricazione e i materiali unici rendono le riparazioni complicate e le infrastrutture scarse. Le correzioni localizzate sono spesso poco pratiche. A differenza dei PCB standard, i pannelli in poliimmide di solito richiedono sostituzioni complete quando danneggiati.
Ampi usi del circuito in poliimmide
I circuiti stampati malleabili come la poliimmide offrono vantaggi che li hanno resi vitali in diversi settori:
- Nell'informatica, i rigori del funzionamento quotidiano e il caldo estremo richiedono tavole durevoli che non si arrendono. I laptop sono sottoposti a movimenti costanti che potrebbero danneggiare i materiali rigidi. Ma le tavole flessibili possono rotolare con le sollecitazioni.
- Allo stesso modo, l’elettronica automobilistica vive una vita dura, bombardato da vibrazioni e picchi di temperatura. Solo i circuiti flessibili rimangono affidabili nonostante le sollecitazioni della strada.
- Anche i gadget personali come i telefoni sfruttano la resilienza delle tavole flessibili a una manipolazione più intensa. E i prototipi prevedono dispositivi veramente flessibili grazie al mix di resistenza e flessibilità della poliimmide.
- Anche la medicina sceglie questa infrastruttura tollerante dove si impiantano, protesi, e gli strumenti di imaging devono torcersi e manovrare attraverso la carne senza guasti elettrici.
- Finalmente, i veicoli all'avanguardia spingono le tavole al limite. La sopravvivenza dei jet, navicella spaziale, e i sistemi di difesa dipendono dall’elettronica che funziona in extremis, tuttavia consentire riparazioni sul campo – compiti su misura per adattabili, circuiti stampati resistenti.
La linea di fondo
I substrati in poliimmide offrono un livello d'élite di circuiti stampati flessibili grazie alla notevole resistenza termica, chimico, e capacità di protezione elettrica intrinseche al materiale. Le capacità della poliimmide consentono funzionalità affidabili in condizioni estreme e in usi mission-critical che vanno dai jet militari ai dispositivi medici ai veicoli spaziali. Se stai pensando di utilizzare la poliimmide nei tuoi progetti, contattaci oggi per discutere la vostra applicazione e i vostri requisiti specifici. Il nostro team può quindi determinare se una soluzione PCB flessibile a base di poliimmide consente le prestazioni avanzate di cui il tuo prodotto ha bisogno pur rimanendo entro i limiti di budget.
