Que tipos de dispositivos eletrônicos fazem parte do seu dia a dia? Eles poderiam ser smartphones, computadores, laptops, comprimidos, máquinas fotográficas, e alguns outros aparelhos eletrônicos. Um componente comum que esses dispositivos compartilham é a dependência de placas de circuito impresso (PCB) funcionar. Entre os vários tipos de PCB, PCB flexível se destaca por suas propriedades e aplicações exclusivas. Neste blog, examinaremos atentamente o PCB flexível desde sua definição e construção até seus tipos e aplicações.
O que é PCB flexível?
Uma PCB flexível refere-se a um tipo de placa de circuito projetada para dobrar, torção, e se adapta a diferentes formatos sem perder funcionalidade. Difere do tradicional PCBs rígidos na medida em que utiliza um material polimérico flexível, como poliimida ou poliéster, como substrato base em vez de fibra de vidro rígida. Os traços condutores de cobre são laminados nesta camada base de polímero flexível, criando uma placa de circuito fina e dobrável. A ausência de reforço rígido permite que o PCB flexível flexione dinamicamente, torção, e contorcer durante a operação, tornando-o adequado para aplicações onde o espaço é limitado, peso é uma preocupação, ou o PCB precisa caber em espaços apertados ou em torno de superfícies curvas.
PCB flexível: Construção e materiais utilizados
PCB flexível consiste principalmente nas seguintes camadas:
- Substrato Dielétrico Flexível
A camada dielétrica fundamental é essencial para a construção dos caminhos condutores. Portanto, selecionar um material apropriado para o substrato flexível é crucial. As opções comuns incluem poliimida, Poliéster, PTFE, e polímero de cristal líquido (LCP). Entre eles, A poliimida é o cabo flexível mais utilizado material de substrato devido à sua durabilidade superior, características térmicas, e relação custo-desempenho vantajosa.
- Camada Condutiva
As camadas condutoras são compostas de folha de cobre ou revestimento de cobre laminado no substrato. Essas camadas são gravadas para formar os padrões de circuito desejados, incluindo vestígios, almofadas, e vias. O cobre é o material mais popular para camadas condutoras, pois é econômico. Algumas outras opções incluem tinta prateada, Constantan, Carbono, Alumínio, e Inconel.
- Camada adesiva
Ele fixa firmemente o metal condutor ao substrato. Você terá que ser muito exigente ao selecionar os materiais adesivos. Existem diferentes materiais adesivos disponíveis para placas de circuito, incluindo Epóxi, Adesivos Sensíveis à Pressão, e Acrílico.
- Sobreposição
A sobreposição é aplicada na parte superior do circuito flexível e sua função é proteger os vestígios de cobre de fatores adversos, como umidade, poeira, e contaminantes químicos. Pode prevenir eficazmente problemas como curtos-circuitos elétricos. O material do qual a cobertura é feita é normalmente poliimida, máscara de solda fotoimageável líquida, ou outros materiais dielétricos.
- Stiffener
Em certas situações, um material de reforço adicional pode ser adicionado a regiões específicas da placa de circuito impresso flexível. O objetivo deste reforço é transmitir rigidez e suporte estrutural onde for necessário. Os materiais de reforço comumente utilizados incluem poliimida com adesivo ou laminados FR-4.
Diferentes tipos de placas de circuito flexíveis
tem 4 principais tipos de placas de circuito flexível disponíveis no mercado. Aqui estão os seguintes:
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Circuito flexível unilateral
É um dos projetos de circuitos mais comuns. Existem várias razões por trás de sua popularidade. Por exemplo, eles são os menos caros. Eles contêm variantes altamente eficazes para diferentes aplicações flexíveis.
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Circuito Flexível Dupla Face
É o segundo design mais comum para circuitos impressos flex. É útil para todas as aplicações que requerem interconexão de alta densidade de circuitos. Desvincular circuitos de um lado, possui duas camadas de metal conectadas por um orifício folheado. Um circuito de dupla face padrão contém camadas sucessivas de adesivo e filme de cobertura em ambos os lados de um filme base.
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PCB Flex multicamada
Os circuitos flexíveis multicamadas consistem em três ou mais camadas de materiais condutores separados por camadas dielétricas isolantes.. Eles são mais caros que outros tipos de PCB devido à complexidade de sua construção. Mas essas placas oferecem diversas vantagens em relação às suas contrapartes de camada única ou dupla, como desempenho elétrico aprimorado, funcionalidades avançadas, e maior robustez mecânica.
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PCB Rigid-Flex
Como o nome sugere, é uma configuração híbrida que é uma combinação de placas de circuito impresso rígidas e flexíveis. A parte rígida suporta todos os componentes e reforça os conectores. Enquanto isso, a seção flexível fornece toda a conectividade para diferentes seções rígidas. Devido à sua confiabilidade, força, e flexibilidade, eles são populares em aplicações como militar, aeroespacial, eletrônica automotiva e comercial.
As aplicações da placa PCB flexível
Quando se trata de confiabilidade, máxima adaptabilidade e flexibilidade, flex PCB é extremamente útil. Aqui estão algumas das aplicações mais importantes de placas de circuito flexível:
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PCBs flexíveis em eletrônicos de computador
Vários componentes principais do computador contam com circuitos flexíveis para operação adequada. Por exemplo, para acompanhar as altas velocidades, os componentes dos discos rígidos precisam ser flexíveis. Ao usar discos rígidos por um longo período de tempo, pode ficar quente. Isso significa que as placas de circuito devem ser capazes de suportar altas temperaturas. É aqui que entra o PCB flexível. Da mesma forma computadores, você pode encontrar placas de circuito flexíveis em outros aparelhos eletrônicos, como sistemas de jogos, televisores, e impressoras.
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Placas Impressas Flex em Eletrônica Automotiva
A maioria do hardware eletrônico automotivo usa circuitos flexíveis. Por exemplo, unidades de gerenciamento de motor ou computadores e controladores de airbag usam PCBs flexíveis. Também podemos encontrar placas PCB flexíveis em sistemas Dash, sistemas de travagem anti-bloqueio, e painéis de instrumentos. Esta preferência decorre da capacidade única dos PCBs flexíveis de se adaptarem a formas irregulares e espaços compactos, eliminando a necessidade de abraçadeiras ou conectores volumosos.
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PCBs flexíveis na área médica
Placas de circuito impresso flexíveis têm importância significativa em diferentes aplicações médicas e farmacêuticas. A aplicação mais popular de circuitos flexíveis é uma câmera engolível, comumente conhecido como PillCam. Esta câmera ajuda médicos ou profissionais médicos a ter uma visão precisa do corpo humano. Além disso, PCBs flexíveis são usados para criar membros protéticos realistas. Os pesquisadores introduziram uma técnica para imprimir circuitos em material flexível e orgânico. Este material é extremamente menor do que as típicas placas impressas flex, então ele pode se mover naturalmente sem danificar.
Vantagens e desvantagens do PCB flexível
Da mesma forma todos os outros tipos de placas de circuito impresso, também tem prós e contras:
Vantagens de PCBs flexíveis
Existem vários prós das placas de circuito flexível em comparação com as conexões elétricas convencionais. Aqui estão alguns prós dos circuitos flexíveis:
- Elimina completamente as conexões mecânicas.
- Ter a capacidade de produzir um sinal forte e confiável.
- Tolera uma temperatura enorme.
- Devido à sua flexibilidade, não é facilmente quebrável, o que o torna confiável.
- Você pode facilmente dobrar e dobrar, resultando em um tamanho menor.
- Cobre uma área muito pequena devido ao seu tamanho menor.
- Os circuitos flex são leves.
Desvantagens das placas de circuito flexível
Existem algumas desvantagens para esta placa. Aqui estão alguns contras dos circuitos flexíveis:
- Embora seja durável, o custo inicial desta placa de circuito é bastante alto.
- É extremamente difícil fazer qualquer alteração nesta placa de circuito após finalizá-la.
- Seu retrabalho e solda requerem uma equipe profissional de engenheiros.
Quando usar PCB flexível?
Placas de circuito impresso flexíveis consistem em poliimida ou algo semelhante. Eles podem tolerar temperaturas extremas, mesmo entre 200 e 400C. Portanto, é importante usar um circuito flexível ao desenvolver aplicações de alta temperatura e densidade. Por exemplo, medições de poços em diferentes indústrias de gás e petróleo, tenha um bom uso. Além disso, eles são capazes de suportar altas temperaturas e oferecem forte resistência a produtos químicos, radiação, e exposição UV. Portanto, é extremamente útil para todas as aplicações que lidam com produtos químicos e assim por diante.
Por que não usar PCBs flexíveis exclusivamente?
Apesar das inúmeras vantagens oferecidas pelos PCBs flexíveis, incluindo sua versatilidade e adaptabilidade, eles não substituíram completamente os PCBs rígidos. O principal impedimento é o custo. PCBs flexíveis normalmente incorrem em custos de produção e materiais mais elevados em comparação com seus equivalentes rígidos. Consequentemente, muitas empresas optam por PCBs flexíveis apenas em aplicações que se beneficiam especificamente de suas propriedades exclusivas. Para processos gerais de fabricação e montagem, PCBs rígidos são preferidos para gerenciar e reduzir custos gerais.
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