Como fabricar PCB rígido-flexível ?

PCBs rígido-flexíveis tornou-se um elemento vital na indústria eletrônica porque combina o melhor de ambos placas de circuito rígidas e flexíveis Estes conjuntos de cartões híbridos são muito comuns em indústrias como aeroespacial, automotivo, dispositivos médicos e produtos de consumo porque são versáteis, leves e confiáveis. Se você leu minhas publicações anteriores sobre placas de circuito impresso flex rígidas, você vai se lembrar de que projetar para flex rígido é bastante diferente do que para placas rígidas ou para placas flexíveis. Neste post você terá uma análise técnica de como projetar um PCB rígido-flexível Concentre-se em áreas que farão o uso mais eficaz desta tecnologia única e levará você passo a passo através do verdadeiro processo ideal para criar um design rígido de circuito impresso flex!

O que faz um PCB rígido-flexível Diferente?

Vejamos primeiro o que faz com que um PCB rígido-flexível tão singularmente diferente da sua construção de placa padrão e exatamente como um design rígido flex parece (Como funciona) …

O que é um PCB rígido-flexível ?

Um PCB rígido-flexível é um placa de circuito impresso que combina camadas rígidas e flexíveis em um design. As regiões inflexíveis suportam estruturalmente os componentes, e as regiões flexíveis permitem que a placa se flexe ou dobre para oferecer uma vantagem de poupança de espaço e / ou móvel. Esta combinação faz PCBs rígido-flexíveis um must-have para eletrônica compacta de alta funcionalidade.

PCB rígido-flexível Materiais usados na fabricação

A escolha dos materiais utilizados na produção PCBs rígido-flexíveis é igualmente crítico na definição da confiabilidade e desempenho da aplicação flexível final. Os materiais comumente usados incluem:

• Filme de poliimida: A poliimida é tipicamente usada como as camadas flexíveis de um circuito flexível devido à sua extrema resistência térmica e flexibilidade.
• FR4: Um material sólido comum que dá rigidez e tenacidade física.
• Folha de cobre: servir como camadas condutoras de transmissão de sinal.
• Camadas adesivas: aderem às porções rígidas e flexíveis e são duráveis e confiáveis.

A seleção dos materiais dependerá das necessidades da aplicação em particular: estabilidade térmica, flexibilidade, especificações elétricas.

O processo de fabricação de PCBs rígidos flexíveis

A produção de um PCB rígido-flexível é um processo multietapa, que exige precisão e proficiência em cada processo. Aqui está um resumo detalhado do processo:

Design e Layout

O layout do circuito do PCB rígido-flexível deve ser projetado no início. O esquema e o layout são criados por engenheiros com ferramentas CAD sofisticadas, como o Altium Designer ou o KiCad. O projeto precisa incluir controle de impedância, raio de curvatura e empilhamento de camadas para fornecer um desempenho óptimo.

Isso também envolve, até certo ponto, prototipagem. Um protótipo é feito para testar a eficácia do projeto - ele pode ajudar a descobrir quaisquer falhas de projeto e na produção em massa. Preparação de materiais

Uma vez que o projeto é concluído, os materiais para as peças duras e suaves precisam ser feitos. Os laminados revestidos de cobre são usados como substratos e os filmes de poliimida são adicionados à região flexível. Colas são usadas para fixar os materiais.

Os materiais preparados também são cuidadosamente rastreados para a ausência de arranhões ou contaminação que possam afetar adversamente o artigo final.

Laminação

A laminação é um dos processos mais vitais na fabricação de PCBs rígido-flexíveis Nessa operação, os rígidos e flexíveis são laminados uns aos outros sob calor e pressão a partir de camadas. Isso aperta as camadas no lugar, sem endurecer a placa.

É importante alinhar durante a laminação para não ter erros de registro, o que pode causar má conexão ou desempenho.

Perfuração e formação de buracos

Após a laminação, os vias são perfurados para conectar várias camadas eletricamente. A perfuração a laser ou a perfuração mecânica podem ser empregadas para este propósito, dependendo do projeto.

Após a perfuração dos buracos, o cobre é chapado nos buracos em um processo chamado de chapagem de buraco. Esta soldagem garante um bom contato elétrico entre as folhas. Gravação de padrão de circuito

Os padrões dos circuitos para as camadas de cobre são formados por gravação. Um fotoresist é pulverizado na placa e o layout do circuito é transferido na placa pela exposição à luz UV (Opcional). Os vestígios expostos são gravados químicamente, deixando os vestígios de cobre desejados.

É necessária uma grande precisão nesta fase para não gravar ou subgravar, caso contrário, ocorrerão defeitos de circuito.

Aplicação Máscara Solda

Uma máscara de solda é depositada sobre os vestígios para evitar a oxidação do cobre e para isolar os vestígios do curto corte enquanto os componentes são soldados no lugar, (Figura 6-5). A máscara de solda é tradicionalmente verde, embora possa ser de uma cor diferente.

As telas são usadas para aplicar a máscara de solda na placa e, em seguida, é curada com luz ultravioleta (UV) ou calor.

Acabamento de superfície

O acabamento da superfície mantém a sua placa no jogo (em termos de durabilidade, soldabilidade e desempenho a longo prazo). Alguns acabamentos de superfície comuns para PCBs rígido-flexíveis são:

• ENIG (Electroless níquel imersão ouro): Fornece resistência à corrosão superior e superfície soldável.
• HASL (Nivelamento de solda a ar quente): salvaguarda de baixo custo para a superfície de cobre.
• OSP (Conservante de soldabilidade orgânica): Um acabamento sem chumbo para aplicações amigáveis com a terra.

O acabamento de superfície pode ser selecionado conforme necessário para a aplicação.

Teste Elétrico

O PCB rígido-flexível é testado eletricamente antes da entrega para verificar se cumpre com os parâmetros de projeto padrão. Os trabalhos de teste de continuidade e impedância são conduzidos para provar a operabilidade e confiabilidade da placa.

Inspeção Final e Controle de Qualidade

A última etapa consiste em uma inspeção manual completa da placa para cumprir a inspeção final de qualidade. Metodologia de ponta esporádica, incluindo inspeção óptica automatizada (AOI) e raios-X, são usadas para identificar defeitos que são impossíveis de ver a olhos nus.

Aplicações de PCBs rígido-flexíveis

Aplicações de PCBs rígido-flexíveis PCBs rígido-flexíveis são aplicados em muitas áreas e mercados diferentes.

• Médico: placas de circuito pequenas e confiáveis ​​para dispositivos aderidos ao corpo, diagnósticos individuais e implantes.
• Aeroespacial: Outro exemplo poderia ser a aviônica e os sistemas de satélite onde PCBs leves mas fortes são necessários.
• Automotivo: circuitos flexíveis para sensores, sistemas de controle e infoentretenimento.
• Eletrônica de Consumo: PCBs pequenos para smartphones, câmeras e dispositivos vestíveis.

Sua capacidade de incorporar dureza e suavidade os torna a escolha perfeita para projetos econômicos de espaço com alta confiabilidade.

Perguntas frequentes para PCB rígido-flexível

Quais são as vantagens de PCBs rígido-flexíveis ?

Benefícios de PCBs rígido-flexíveis PCBs rígido-flexíveis fornecer inúmeros benefícios, como projetos mais leves e menores, maior confiabilidade, maior flexibilidade e vida útil e desempenho mais duradouros em ambientes resistentes e agressivos.

Qual é a diferença entre um padrão PCB e um rígido placa de {{{14|||circuito impresso flexível}}} ?

A combinação de rígido e flexível na mesma placa é chamada de um PCB rígido-flexível e no extremo oposto, os PCBs padrão são todos rígidos ou todas as placas flexíveis. Esta arquitetura híbrida permite a flexibilidade necessária para aplicações avançadas.

Quais são as dificuldades em fazer PCBs rígido-flexíveis ?

Entre as questões desafiadoras estão as preocupações de alinhamento preciso durante o processo de laminação, conexão elétrica consistente, bem como a durabilidade dos segmentos flexíveis. São necessários métodos sofisticados de fabricação e controle para lidar com esses problemas.

Como controlar a qualidade de um PCB rígido-flexível ?

Para manter a qualidade, considere trabalhar com um fabricante confiável que use as máquinas mais recentes e siga rigorosos padrões de controle de qualidade. Testes e inspeções rigorosos também são essenciais.

São PCBs rígido-flexíveis econômico?

Apesar de um PCB rígido-flexível tem um custo único maior do que o de um rígido PCB sua confiabilidade a longo prazo, características econômicas de espaço e durabilidade geralmente se traduzem em poupanças.

Conclusão

A produção de PCBs rígido-flexíveis É uma missão complexa mas atraente. Desde o design e a seleção de materiais, através da laminação e testes, cada etapa do processo é crítica para garantir que o produto final seja da mais alta qualidade e desempenho. Com o melhor dos PCBs rígidos e flexíveis, PCBs rígido-flexíveis revolucionaram a eletrônica e são uma solução crucial quando desafiados com qualquer combinação de placas de circuito rígidas e flexíveis que exigem designs inovadores, em embalagens menores.

PCB rígido-flexível para dispositivos médicos