Substrato Flexível

A tecnologia atual consiste em peças internas complexas que transmitem inúmeros sinais entre os comandos do usuário e a memória do sistema. À medida que os dispositivos se tornam menores e mais avançados, os fabricantes exigem materiais que possam lidar com as tensões e demandas de várias condições e usos.

Nas décadas passadas, a tecnologia era limitada por partes internas rígidas que podiam ceder sob níveis intensos de estresse. Em ambientes onde havia muito calor ou vibração, qualquer dispositivo que contivesse uma placa de circuito impresso (PCB) poderia deixar de funcionar facilmente. Recentemente, no entanto, a tecnologia melhorou muito graças à introdução de substratos flexíveis.

Índice

O que é um substrato flexível?
Usos de substrato flexível
Como os substratos flexíveis são usados ​​em PCBs?
Benefícios dos substratos flexíveis
O futuro dos substratos flexíveis
PCBs de substrato flexível da Millennium Circuits

O que é um substrato flexível?

Um substrato flexível é um material fino e resistente ao calor que normalmente é feito de polímeros como poliimida e tereftalato de polietileno (PET). Em muitos dos dispositivos eletrônicos e de computação de hoje, os minúsculos PCBs que transmitem sinais entre os prompts de controle e as telas geralmente são feitos de substratos flexíveis.

Os fabricantes têm se voltado cada vez mais para substratos flexíveis para PCBs porque o material tem uma qualidade flexível que facilita a inserção dessas placas em locais estreitos e finos. Além disso, o substrato PET pode lidar com as tensões e temperaturas de uma vasta gama de ambientes de trabalho e ainda fornecer frequências ideais com componentes mínimos.

Usos de substrato flexível

Materiais de substrato flexíveis são usados ​​em todos os setores industrial e médico para uma ampla gama de aplicações e tecnologias. A flexibilidade e a durabilidade do material o tornaram adequado para pequenos dispositivos e ambientes de trabalho intensos, onde fatores como vibração e altos níveis de calor geralmente entram em jogo. Alguns dos usos principais incluem o seguinte:

1. Recursos do automóvel

A indústria automotiva está adotando substratos flexíveis devido à maior dependência da tecnologia de computação nos automóveis atuais. Com o advento dos carros inteligentes, as montadoras precisam de maneiras de incorporar vários componentes inteligentes na estrutura automotiva sem adicionar peso extra aos projetos dos veículos.

Com substratos flexíveis, as montadoras podem equipar novos veículos com conectividade Wi-Fi, comandos de voz e recursos de detecção. Graças ao baixo custo dos componentes flexíveis, as montadoras também podem adicionar esses recursos a preços razoáveis. Além disso, substratos flexíveis podem lidar com os vários tremores e vibrações que acompanham os solavancos e muitas vezes o terreno pedregoso das estradas abertas do país.

2. Eletrônicos

Com a demanda atual por dispositivos que funcionem em trânsito, os fabricantes estão fabricando dispositivos eletrônicos e de computação mais compactos do que nunca. Todos esses desenvolvimentos foram possibilitados por placas de substrato flexíveis, que podem ser encaixadas em pequenos dispositivos que cabem na palma da mão. Os PCBs de substrato flexível são usados ​​em dispositivos finos e leves, como smartphones, câmeras digitais, gravadores de vídeo em miniatura e tablets.

3. Microondas

Em dispositivos que geram altas temperaturas, os componentes internos devem ter flexibilidade e durabilidade para suportar níveis intensos de calor. Por estas razões, os substratos flexíveis tornaram-se cruciais para o funcionamento dos fornos de micro-ondas. Cada vez que você aquece uma xícara de café em menos de 60 segundos, você conta com um conjunto de processos facilitados por PCBs de substrato flexível, que transmitem os sinais do pad de entrada para ativar as micro-ondas que aquecem alimentos e bebidas.

4. Aplicações Industriais

Nas fábricas e fábricas de processamento, as máquinas que revestem as correias transportadoras suportam grandes quantidades de estresse durante um dia de trabalho. Em décadas passadas, esses dispositivos dependiam principalmente de eletricidade convencional e energia de ar comprimido porque os PCBs eram muito sensíveis e pesados ​​para as tensões do ambiente industrial. Graças à durabilidade e resistência ao calor de substratos flexíveis, as máquinas industriais agora podem ser incorporadas à tecnologia de computação e realizar uma ampla gama de processos pesados.

5. Iluminação LED

A iluminação LED cresceu em popularidade como uma alternativa eficiente e economizadora de energia para tubos fluorescentes e lâmpadas incandescentes. Tal como acontece com todos os tipos de luzes concorrentes, uma das principais preocupações sobre os LEDs é a geração de calor, que pode desperdiçar energia e afetar a configuração da temperatura em um ambiente de trabalho. Graças às qualidades de dissipação de calor dos PCBs de substrato flexível, o calor tornou-se um fator irrelevante nos sistemas de iluminação LED.

6. Dispositivos médicos e implantes

Devido ao tamanho pequeno e à natureza flexível dos PCBs feitos com esse substrato superfino, o material tornou-se um elemento essencial dos dispositivos mais novos usados ​​na indústria médica. Substratos flexíveis são usados ​​hoje em tudo, desde ferramentas cirúrgicas até implantes eletrônicos.

7. Eletrônica de Potência

Quando combinados com finas camadas de cobre, substratos flexíveis podem ser usados ​​na indústria de eletrônica de potência. Para os dispositivos de grandes instalações que usam altos volumes de energia para operar em níveis máximos, substratos flexíveis são essenciais devido à sua durabilidade resistente ao estresse.

Como os substratos flexíveis são usados ​​em PCBs?

Substratos flexíveis são usados ​​para fazer placas multicamadas, completas com microchips, interfaces e circuitos integrados. Do lado de fora, essas placas têm a mesma aparência das PCBs elegantes, simples e desimpedidas de hoje. A principal diferença é que essas placas têm uma qualidade flexível com tolerância de flexão significativa.

Uma das outras grandes diferenças dos PCBs feitos com substratos flexíveis é a quantidade mínima de componentes necessária. Esses dispositivos podem funcionar em alta densidade com apenas uma pequena quantidade de espaço na superfície. Isso tornou os PCBs de substrato flexíveis ideais para pequenos dispositivos que exigem capacidades de alto desempenho para uma infinidade de funções.

Substratos flexíveis são usados ​​em PCBs porque sua flexibilidade o torna resistente aos impactos de tremores, vibrações e níveis intensos de calor. Ao mesmo tempo, os PCBs de substrato flexível podem suportar essas tensões com a máxima capacidade de desempenho. Em algumas das situações mais difíceis em fábricas e instalações de energia, substratos flexíveis possibilitam fornecer integridade de sinal ideal.

PCBs feitos de substrato flexível funcionam com erros mínimos, graças à falta de componentes de fiação ou conectores mecânicos. Os métodos de montagem também são relativamente semelhantes em PCBs flexíveis, o que torna essas placas funcionais e compatíveis em uma variedade de dispositivos aplicáveis. Em geral, os substratos flexíveis tornam os PCBs mais confiáveis, robustos e de alto desempenho. Como tal, os PCBs feitos deste material tornaram-se cada vez mais preferidos pelos fabricantes de hoje em relação aos seus homólogos rígidos.

Benefícios dos substratos flexíveis

Os materiais de substrato flexíveis oferecem vários benefícios aos fabricantes de PCBs e às empresas e organizações que usam essas placas em vastos arsenais de equipamentos de computação complexos. Substratos flexíveis tornam as placas menos complicadas e mais fáceis de manusear, instalar, desinstalar e reparar. Além disso, esses componentes são mais econômicos e menos complicados de fabricar em primeiro lugar. Os benefícios dos substratos flexíveis podem ser resumidos da seguinte forma:

1. Redução de peso e espaço

O tamanho e o peso reduzidos de um substrato flexível facilitam o encaixe em uma vasta gama de dispositivos eletrônicos. Substratos flexíveis podem ser instalados em alguns dos menores equipamentos de computação do mercado atual. Graças à natureza leve de um substrato flexível, é ideal para placas-mãe em laptops e dispositivos multifuncionais. No geral, os PCBs feitos de substrato flexível reduzem o volume do espaço em 50% e reduzem o peso em até 90%.

Substratos flexíveis também são ideais para dispositivos usados ​​nas indústrias aeroespacial e médica. Em equipamentos hospitalares, a qualidade leve de um substrato flexível facilita a construção de dispositivos mais compactos, porém elaborados, que podem ser transferidos de uma sala para outra. A natureza leve e compacta de um substrato flexível também o torna a melhor escolha para dispositivos usados ​​no ar.

2. Instalação e serviço mais fáceis

Substratos flexíveis são fáceis de instalar porque podem ser flexionados e dobrados em uma placa de circuito impresso. Para algumas das placas e dispositivos mais pequenos, a flexibilidade dos substratos reduz grandes quantidades de dificuldade e trabalho durante todo o processo de montagem. Assim, os custos de fabricação geralmente são menores quando se opta por substratos flexíveis.

Quando são necessários trabalhos de manutenção ou serviço, a tarefa torna-se muito mais fácil se o dispositivo em questão consistir em peças cobertas com substratos flexíveis. Assim como o material é fácil de colocar, também pode ser dobrado quando necessário para reparos e modificações.

3. Aumentando a confiabilidade

Substratos flexíveis são mais confiáveis ​​do que as opções anteriores no mercado porque requerem pouca ou nenhuma conexão de interface. Com um substrato flexível, você não precisa lidar tanto com conectores, juntas de solda, crimpagens de contato e outros componentes de interface. Graças à redução maciça de conectores, há menos possibilidades de falha com substratos flexíveis.

Os substratos flexíveis também têm a força para resistir aos impactos de vibrações, calor e choques. Como tal, o substrato é adequado para placas utilizadas em dispositivos destinados a lidar com temperaturas extremas e turbulências. Com substratos flexíveis, a maioria dos dispositivos geralmente terá força para suportar usos militares e médicos extenuantes.

4. Gerenciando o calor

Materiais de substrato flexíveis resistem ao calor e também oferecem flexibilidade muito superior a todas as opções concorrentes. Como tal, os componentes do dispositivo equipados com substratos flexíveis são mais adequados para suportar as tensões de altas temperaturas em ambientes industriais e ambientes úmidos. Substratos flexíveis também podem resistir aos efeitos das mudanças de temperatura que muitas vezes fazem com que outros materiais se expandam e contraiam ao longo do tempo.

Devido à resistência à temperatura dos substratos flexíveis, o material também é amplamente resistente aos efeitos do gás, óleo e ácido. Além disso, substratos flexíveis são principalmente resistentes aos efeitos da exposição e radiação UV.

5. Melhorando a estética

Substratos flexíveis têm uma aparência elegante e transparente que torna as peças dentro de dispositivos eletrônicos e de computação mais esteticamente agradáveis ​​e fáceis de identificar. Em componentes mais antigos, as partes internas eram muitas vezes sobrecarregadas com fios e outros componentes, dificultando a identificação de um leigo típico.

Em componentes mais novos, a aparência elegante de substratos flexíveis torna os componentes menos intimidantes para os usuários comuns. Em várias organizações do setor industrial, a equipe de computação e o pessoal de TI podem identificar instantaneamente várias peças que usam substratos flexíveis porque as peças não são cobertas com fios e componentes de orifícios.

6. Eliminando conectores

Substratos flexíveis eliminam amplamente a necessidade de conexões de interface em componentes eletrônicos ou de computação. Ao mesmo tempo, os circuitos flexíveis podem acomodar a maioria dos tipos de componentes, desde que as peças sejam aplicáveis ​​ao projeto de PCB rígido. Os contatos integrados de força de interface zero (ZIF) oferecem interfaces fáceis de peças pequenas que funcionam em infraestruturas de sistema.

Placas que são revestidas com substratos flexíveis são geralmente planas por natureza e elegantes na aparência. Devido a essa planicidade, PCBs com substrato flexível podem ser inseridos mais facilmente em slots estreitos em alguns dos menores dispositivos imagináveis, graças à falta de conectores complicados.

7. Reduzindo os custos de montagem

Devido à natureza fina e qualidade leve de substratos flexíveis, o material é fácil de aplicar em uma área confinada. Portanto, o custo de fabricação de componentes com substratos flexíveis requer relativamente pouco em termos de despesas gerais. Além disso, os custos associados a materiais e embalagens também são reduzidos quando substratos flexíveis são usados ​​para os componentes em mãos.

O futuro dos substratos flexíveis

A utilização de substratos flexíveis deverá aumentar nos próximos anos nas áreas de memória eletrônica, microeletrônica e optoeletrônica. Os materiais de substrato PET oferecem a flexibilidade e durabilidade ideais para avanços adicionais na tecnologia usada no controle de luz, transferência de sinal e armazenamento de memória nas áreas de computação e eletrônica.

Para equipamentos de computação, PCBs feitos de substratos flexíveis permitirão maiores quantidades de armazenamento de memória em pequenos dispositivos de computação. No devido tempo, os fabricantes poderiam produzir dispositivos do tamanho de um polegar com capacidade para armazenar milhares de filmes de alta taxa de bits e poder de processamento para executar vários programas, cada um ao comando de um comando de voz. Esses dispositivos podem ser compatíveis com telas do tamanho de parede que são exibidas em cores e resolução ideal, completas com sistemas de alto-falantes de som surround integrados. Todos esses recursos provavelmente serão controlados remotamente com tecnologia de IA ativada por voz, tudo possibilitado por PCBs de substrato flexíveis.

Os substratos flexíveis de PET também facilitarão novos desenvolvimentos em carros inteligentes. Se carros autônomos tomarem conta das estradas do país nas próximas décadas, PCBs flexíveis serão essenciais para o poder da memória, tecnologia de detecção, inteligência artificial e conectividade remota de tais automóveis. A mesma tecnologia também poderia ser usada para impulsionar veículos voadores que poderiam, em última análise, reduzir a necessidade do público por estradas e pontes.

Materiais de substrato flexíveis também podem ser parte integrante de tecnologias previstas, como empregadas robóticas e drones de entrega. À medida que o público se torna menos dependente do carro e as empresas expandem seu alcance pela internet, os clientes poderão pedir refeições e roupas para viagem em restaurantes e lojas localizadas a muitos quilômetros de distância, tudo graças a drones que provavelmente operarão na alta capacidade , resistência ao estresse e durabilidade de PCBs de substrato flexível.

PCBs de substrato flexível de circuitos Millennium

À medida que mais fabricantes aprendem sobre os benefícios dos substratos flexíveis e seu uso como material para placas de circuito impresso, mais e mais fabricantes de produtos estão trocando os materiais rígidos do passado. Com PCBs flexíveis, mesmo os dispositivos menores e mais finos podem ser facilmente equipados com potência e durabilidade em capacidades superiores às de seus equivalentes maiores. Na Millennium Circuits, fornecemos uma gama de placas de circuito flexíveis. Entre em contato conosco hoje para saber mais sobre os recursos de PCBs de substrato flexível e como eles podem beneficiar seus dispositivos.