PCB Tecnico - Quale è più adatto per PCB rigido o flessibile

Comprendere il confronto tra PCB rigido e PCB flessibile, quando è meglio utilizzare un tipo su un altro e comprendere alcuni dei passaggi di produzione relativi a questi tipi di PCB.

I circuiti stampati non sono sempre "circuiti stampati"

Quando si utilizza il termine "PCB", molte persone pensano ai PCB rigidi (circuiti stampati). Tuttavia, il termine PCB può riferirsi a un PCB rigido o a un PCB flessibile. I PCB flessibili sono spesso chiamati circuiti flessibili, ma sono anche conosciuti con altri nomi, tra cui schede flessibili, schede di circuiti flessibili, schede di circuiti stampati flessibili e dispositivi elettronici flessibili più formali. I circuiti flessibili hanno guadagnato enorme popolarità recentemente perché possono essere modellati, piegati, attorcigliati e piegati in infinite configurazioni. Tuttavia, alla fine, PCB rigido e PCB flessibile svolgono la stessa funzione finale nel senso più basilare, cioè collegare vari componenti elettrici e meccanici insieme.

Quando usare la rigidità e quando usare la flessibilità

Il costo di un PCB rigido è generalmente inferiore a quello di un circuito flessibile. Dico "di solito" perché considerando il costo totale di proprietà, alcune applicazioni che utilizzano PCB flessibili possono essere più economiche dei PCB rigidi. Per comprendere veramente il costo totale di proprietà, la prima cosa che dovete capire è che i circuiti flessibili possono eliminare la necessità di connettori, cablaggi e altre schede di circuito. Rimuovendo questi componenti dalla progettazione, i costi del materiale, i costi del lavoro e del montaggio e i costi di rifiuti sono tutti ridotti.

Molti dispositivi elettronici (laptop e computer desktop, tastiere audio, unità a stato solido (SSD), TV a schermo piatto e monitor, giocattoli per bambini e vari dispositivi elettronici) utilizzano PCB rigidi invece di PCB flessibili. Tuttavia, i circuiti flessibili possono essere trovati in dispositivi ultra-compatti e/o ad alte prestazioni, tra cui unità GPS, tablet, smartphone, fotocamere e dispositivi indossabili.

Più complesso non è l'unico motivo per utilizzare circuiti flessibili; Le applicazioni low-tech possono utilizzare la tecnologia del circuito flessibile, che in alcuni casi renderà l'installazione più facile.

Infine, se necessario, circuiti flessibili e circuiti rigidi possono essere utilizzati insieme come PCB unificato. Forse questo metodo può fornire il meglio di entrambi i mondi.

Alcune somiglianze e differenze tra PCB rigido e circuito flessibile

Quando si progetta un PCB rigido, devono essere seguite alcune regole di progettazione, tra cui dimensioni minime del foro, spazio minimo e larghezza di traccia, distanza minima dal bordo della scheda, rame e spessore complessivo di progettazione. Inoltre, molte fasi del processo di produzione sono condivise tra PCB rigidi e flessibili. Queste fasi di processo includono foratura e placcatura di fori e fori passanti, imaging ottico e sviluppo, incisione di tracce di rame, pad, contorni e piani, e riscaldamento (cottura) del circuito stampato per rimuovere l'umidità nel PCB. A questo punto del processo di produzione, il PCB rigido conduce alla maschera di saldatura, mentre il circuito flessibile entra nella sovrapposizione.

Copertura flessibile del circuito

Flex Ad esempio, uno strato di copertura del circuito o uno strato di copertura è un processo di laminazione utilizzato per incapsulare e proteggere il circuito esterno di un circuito flessibile. Il film di copertura del circuito flessibile è simile alla maschera di saldatura del PCB rigido, con una grande differenza... la pellicola di copertina è molto flessibile! Secondo allflexinc.com, "Il film di copertura è solitamente un film di poliimide rivestito con un adesivo termoindurente. Lo spessore del film varia da .0005" a .005", con il più comune è .001" e .002".

I rivestimenti in poliimide e adesivi sono laminati con pressione e calore, dove il calore aiuta l'adesivo a fluire facilmente e riempire gli spazi tra eventuali tracce e tamponi; questo impedisce l'ingresso dell'aria tra gli strati. Da allflexinc.com ancora: "Il flusso adesivo è necessario perché aiuta a garantire il contatto completo della superficie e l'incapsulamento. L'adesivo tenderà a fuoriuscire leggermente intorno all'apertura mostrata nell'immagine qui sotto. Questa fuoriuscita viene solitamente chiamata "estrusione adesiva", in realtà è un fenomeno ideale.

Dopo il completamento del processo di laminazione della sovrapposizione, utilizzare foratura, cablaggio o taglio laser per realizzare qualsiasi componente e/o apertura di funzionalità. L'incisione non può essere utilizzata.

Norme IPC per PCB rigidi e flessibili

Il seguente elenco di norme IPC si applica ai PCB rigidi e ai circuiti flessibili. Si prega di notare che questo elenco non è esaustivo e potrebbe essere necessario prendere in considerazione altri standard IPC.

IPC-2221A, norma generale per la progettazione del circuito stampato

IPC-2223, standard per i circuiti stampati flessibili per la progettazione della partizione

IPC-4101, specifica per i materiali di base per i circuiti stampati rigidi e multistrato

IPC-4202, dielettrico flessibile di base per circuiti stampati flessibili

IPC-4203, film dielettrico di rivestimento adesivo, utilizzato come copertura per circuito stampato flessibile e film adesivo flessibile di incollaggio

IPC-4204, dielettrico flessibile rivestito in metallo, utilizzato per produrre circuiti stampati flessibili

IPC-6013, qualificazione e specificazione di prestazione per circuiti stampati flessibili

in conclusione

Sebbene i circuiti stampati rigidi e flessibili svolgano un ruolo fondamentale, collegando tra loro vari componenti elettrici e meccanici, queste due tecnologie hanno un posto nella vita. Sebbene molte delle stesse regole di progettazione siano utilizzate con PCB rigidi e flessibili, i PCB flessibili richiedono alcune regole aggiuntive a causa delle fasi aggiuntive del processo di produzione. Sebbene i PCB rigidi sembrino essere meno costosi (almeno nelle fasi iniziali), il costo totale di proprietà del progetto dovrebbe essere considerato prima di dichiarare che i circuiti flessibili sono troppo costosi.

Infine, è importante fare attenzione a non essere in grado di produrre PCB flessibili in tutte le case di cartone. Prima di iniziare la progettazione di circuiti flessibili, dovresti intervistare più schede e discutere le opzioni flessibili di costruzione PCB e i relativi costi.