Quali tipi di dispositivi elettronici fanno parte della tua vita quotidiana? Potrebbero essere smartphone, computer, computer portatili, compresse, macchine fotografiche, e alcuni altri gadget elettronici. Un componente comune che questi dispositivi condividono è la loro dipendenza dai circuiti stampati (PCB) funzionare. Tra i vari tipi di PCB, I PCB flessibili si distinguono per le loro proprietà e applicazioni uniche. In questo blog, esamineremo da vicino il PCB flessibile dalla sua definizione e costruzione alle sue tipologie e applicazioni.
Cos'è il PCB flessibile?
Un PCB flessibile si riferisce a un tipo di circuito progettato per piegarsi, intrecciare, e conformarsi a forme diverse senza perdere funzionalità. Si differenzia dal tradizionale PCB rigidi in quanto utilizza un materiale polimerico flessibile, come poliimmide o poliestere, come substrato di base invece della fibra di vetro rigida. Le tracce di rame conduttivo sono laminate su questo strato di base polimerico flessibile, creando un circuito sottile e pieghevole. L'assenza di rinforzi rigidi consente al PCB flessibile di flettersi dinamicamente, intrecciare, e contorcersi durante il funzionamento, rendendolo adatto per applicazioni in cui lo spazio è limitato, il peso è una preoccupazione, oppure il PCB deve adattarsi a spazi ristretti o attorno a superfici curve.
Flex PCB: Costruzione e materiali utilizzati
Il PCB flessibile è costituito principalmente dai seguenti strati:
- Substrato flessibile dielettrico
Lo strato dielettrico fondamentale è essenziale per costruire i percorsi conduttivi. Perciò, la selezione di un materiale appropriato per il substrato flessibile è fondamentale. Le opzioni comuni includono la poliimmide, Poliestere, PTFE, e polimero a cristalli liquidi (LCP). Tra loro, La poliimmide è il tessuto flessibile più utilizzato materiale di supporto grazie alla sua durata superiore, caratteristiche termiche, e vantaggioso rapporto costo/prestazioni.
- Strato conduttivo
Gli strati conduttivi sono costituiti da un foglio di rame o da un rivestimento di rame laminato sul substrato. Questi strati vengono incisi per formare i modelli circuitali desiderati, comprese le tracce, pastiglie, e vie. Il rame è il materiale più popolare per gli strati conduttivi poiché è conveniente. Alcune altre scelte includono Silver Ink, Costantana, Carbonio, Alluminio, e Inconel.
- Strato adesivo
Fissa saldamente il conduttore metallico al substrato. Dovrai essere molto esigente nella scelta dei materiali adesivi. Sono disponibili diversi materiali adesivi per i circuiti stampati, inclusa la resina epossidica, Adesivi sensibili alla pressione, e acrilico.
- Sovrapposizione
Il rivestimento viene applicato sulla parte superiore del circuito flessibile e il suo ruolo è quello di salvaguardare le tracce di rame da fattori avversi come l'umidità, polvere, e contaminanti chimici. Può prevenire efficacemente problemi come cortocircuiti elettrici. Il materiale con cui è realizzato il rivestimento è tipicamente poliimmide, maschera di saldatura liquida fotoimaging, o altri materiali dielettrici.
- irrigidimento
In determinate situazioni, un ulteriore materiale di irrigidimento può essere aggiunto a regioni specifiche del circuito stampato flessibile. Lo scopo di questo rinforzo è quello di conferire rigidità e supporto strutturale dove è richiesto. I materiali di irrigidimento comunemente utilizzati includono poliimmide con supporto adesivo o laminati FR-4.
Diversi tipi di circuiti stampati flessibili
Ci sono 4 principali tipi di circuiti stampati flessibili disponibili sul mercato. Ecco come segue:
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Circuito flessibile su un solo lato
È uno dei progetti più comuni di circuiti. Ci sono diversi motivi alla base della sua popolarità. Per esempio, sono i meno costosi. Contengono varianti altamente efficaci per diverse applicazioni flessibili.
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Circuito flessibile bifacciale
È il secondo progetto più comune per circuiti stampati flessibili. È utile per tutte quelle applicazioni che richiedono l'interconnessione ad alta densità di circuiti. Scollega i circuiti unilaterali, presenta due strati metallici collegati con un foro passante placcato. Un circuito bifacciale standard contiene strati successivi di adesivo e pellicola di copertura su entrambi i lati di una pellicola di base.
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Flex PCB multistrato
I circuiti flessibili multistrato sono costituiti da tre o più strati di materiali conduttivi separati da strati dielettrici isolanti. Sono più costosi di altri tipi di PCB a causa della complessità della loro costruzione. Ma queste schede offrono numerosi vantaggi rispetto alle loro controparti a strato singolo o doppio, come prestazioni elettriche migliorate, funzionalità avanzate, e una migliore robustezza meccanica.
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PCB rigido-flessibile
Come suggerisce il nome, è una configurazione ibrida che è una combinazione di circuiti stampati rigidi e flessibili. La parte rigida supporta tutti i componenti e rinforza i connettori. nel frattempo, la sezione flessibile fornisce l'intera connettività per le diverse sezioni rigide. Grazie alla loro affidabilità, forza, gradi o inferiore a, sono popolari in applicazioni come quelle militari, aerospaziale, elettronica automobilistica e commerciale.
Le applicazioni della scheda PCB flessibile
Quando si parla di affidabilità, massima adattabilità e flessibilità, flex PCB è estremamente utile. Ecco alcune delle applicazioni più importanti dei circuiti stampati flessibili:
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PCB flessibili nell'elettronica per computer
Diversi componenti principali del computer si basano su circuiti flessibili per il corretto funzionamento. Per esempio, per stare al passo con le alte velocità, i componenti nei dischi rigidi devono essere flessibili. Durante l'utilizzo di dischi rigidi per un lungo periodo di tempo, può diventare caldo. Significa che le schede dei circuiti dovrebbero essere in grado di resistere alle alte temperature. È qui che entra in gioco il PCB flessibile. Allo stesso modo i computer, puoi trovare circuiti stampati flessibili in altri gadget elettronici, come i sistemi di gioco, televisori, e stampanti.
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Pannelli stampati flessibili nell'elettronica automobilistica
La maggior parte dell'hardware elettronico automobilistico utilizza circuiti flessibili. Per esempio, le unità di gestione del motore o i computer e i controller degli airbag utilizzano PCB flessibili. Possiamo anche trovare schede PCB flessibili nei sistemi Dash, sistemi di frenatura antibloccaggio, e cruscotti. Questa preferenza deriva dalla capacità unica dei PCB flessibili di conformarsi a forme irregolari e spazi compatti, eliminando la necessità di fascette o connettori ingombranti.
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PCB flessibili in campo medico
I circuiti stampati flessibili hanno un'importanza significativa in diverse applicazioni mediche e farmaceutiche. L'applicazione più popolare dei circuiti flessibili è una fotocamera inghiottibile, comunemente noto come PillCam. Questa fotocamera aiuta i medici o gli operatori sanitari ad avere una visione accurata del corpo umano. inoltre, i PCB flessibili vengono utilizzati per creare arti protesici realistici. I ricercatori hanno introdotto una tecnica per stampare circuiti su materiale flessibile e organico. Questo materiale è estremamente più piccolo dei tipici pannelli stampati flessibili, quindi può muoversi in modo naturale senza danneggiarsi.
Vantaggi e svantaggi del PCB flessibile
Allo stesso modo tutti gli altri tipi di circuiti stampati, ha anche pro e contro:
Vantaggi dei PCB flessibili
Ci sono molti vantaggi dei circuiti stampati flessibili rispetto ai collegamenti elettrici convenzionali. Ecco alcuni vantaggi dei circuiti flessibili:
- Elimina completamente i collegamenti meccanici.
- Avere la capacità di produrre un segnale forte e affidabile.
- Tollera una temperatura enorme.
- Grazie alla sua flessibilità, non è facilmente fragile che lo rende affidabile.
- Puoi piegarlo e piegarlo facilmente, risultando in una dimensione più piccola.
- Copre un'area molto piccola a causa delle sue dimensioni ridotte.
- I circuiti flessibili sono leggeri.
Svantaggi dei circuiti stampati flessibili
Ci sono alcuni svantaggi in questa scheda. Ecco alcuni svantaggi dei circuiti flessibili:
- Sebbene sia durevole, il costo iniziale di questo circuito stampato è piuttosto alto.
- È estremamente difficile apportare modifiche a questo circuito dopo averlo finalizzato.
- La sua rilavorazione e saldatura richiedono un team professionale di ingegneri.
Quando utilizzare il PCB flessibile?
I circuiti stampati flessibili sono costituiti da poliimmide o qualcosa di simile. Possono tollerare temperature estreme anche tra 200 e 400C. Pertanto è importante utilizzare un circuito flessibile quando si sviluppano applicazioni ad alta temperatura e densità. Per esempio, misurazioni di fori trivellati in diverse industrie del gas e del petrolio, avere un buon utilizzo. Inoltre, sono in grado di resistere alle alte temperature e offrono una forte resistenza agli agenti chimici, radiazione, ed esposizione ai raggi UV. Quindi è estremamente utile per tutte queste applicazioni che trattano prodotti chimici e così via.
Perché non utilizzare esclusivamente PCB flessibili?
Nonostante i numerosi vantaggi offerti dai PCB flessibili, compresa la loro versatilità e adattabilità, non hanno completamente sostituito i PCB rigidi. Il deterrente principale è il costo. I PCB flessibili in genere comportano costi di produzione e materiali più elevati rispetto alle loro controparti rigide. conseguentemente, molte aziende optano per PCB flessibili solo in applicazioni che beneficiano specificamente delle loro proprietà uniche. Per processi generali di produzione e assemblaggio, i PCB rigidi sono preferiti per gestire e ridurre i costi complessivi.
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