Materiais e Construção de Circuitos Flexíveis: Criando PCBs Duráveis e de Alto Desempenho

Os circuitos flexíveis podem ser utilizados em uma ampla variedade de aplicações. Eles dobram com segurança em eletrônicos pequenos e complexos, tornando-os ideais para dispositivos modernos como smartphones. Absorvem choques e vibrações facilmente em aplicações de alto estresse.

Os circuitos rígido-flexíveis combinam a construção padrão de placas de circuito com design flexível para situações que exigem maior durabilidade. Já se perguntou sobre os materiais e layouts envolvidos na criação desses PCBs versáteis? Este artigo fornece uma visão geral rápida dos materiais e construções comuns em PCBs flex e rigid-flex.

Materiais Utilizados em Circuitos Flexíveis

Enquanto a maioria dos PCBs padrão possui base de fibra de vidro ou metal, os núcleos de circuitos flexíveis consistem em um polímero flexível. A maioria dos PCBs flex tem filme de poliamida (PI) como substrato. O filme PI não amolece quando aquecido, mas permanece flexível após a termofixação. Muitas resinas termofixas, como a PI, tornam-se rígidas após o aquecimento, tornando a PI um material superior na construção de PCBs flex. O filme PI padrão não tem boa resistência à umidade e rasgos, mas a escolha de filme PI aprimorado mitiga esses problemas.

Um PCB flex também requer adesivo ou material de base especial para suas camadas se fixarem. Fabricantes usavam anteriormente apenas adesivos, mas esse método reduzia a confiabilidade do PCB. Para resolver esses problemas, desenvolveram PI sem adesivo que se liga ao cobre sem adesivo. Este material permite designs mais finos com menor risco de quebra de vias. Em vez de usar máscara de solda para cobrir e proteger um circuito flex, os fabricantes usam um filme de cobertura (coverlay) também criado com PI. Se você quiser que a área no PCB flex seja rígida, o fabricante pode laminar um reforçador (stiffener) naquela porção, mas o sinal não pode trafegar entre o flex e o reforçador.

Materiais de PCB Rígido-Flex

Um PCB rigid-flex conecta materiais de PCB rígidos a materiais flexíveis. O resultado dobra apenas em certos locais, tornando a placa mais forte, mas ainda flexível. Se você quiser que o sinal seja transferido entre a parte rígida e a flex, precisará projetar um PCB rigid-flex. Em um design rigid-flex, a parte flexível da placa se assemelha a um circuito flex típico. Enquanto isso, as seções rígidas têm materiais semelhantes aos PCBs rígidos padrão. Assim como PCBs padrão, essas áreas rígidas frequentemente têm fibra de vidro como material de substrato. PCBs rigid-flex multicamadas também incluem fibra de vidro prepreg como camadas de substrato intermediárias.

Empilhamentos Populares para Construção de Circuitos Flexíveis Multicamadas

Circuitos flexíveis de camada única e dupla têm empilhamentos comuns encontrados em muitos eletrônicos. Um circuito flex de camada única frequentemente inclui reforçadores criados a partir de adesivo sensível à pressão (PSA) e fibra de vidro FR-4. Peças de FR-4 estabilizam cada extremidade do PCB, enquanto uma fina camada de PSA adiciona robustez ao meio da placa. Como PCBs flex de camada dupla têm múltiplas aplicações relacionadas a computadores, eles tendem a ter conectores de força de inserção zero (ZIF). Usar PI como reforçadores nas extremidades dá à placa a flexibilidade necessária para conectar ao conector ZIF.

PCBs rigid-flex têm várias construções, mas uma abordagem comum envolve quatro camadas rígidas e duas flexíveis. Inclui um núcleo feito de PI sem adesivo que reduz riscos de quebra. Acima desta camada e seu filme de cobre, duas camadas de prepreg conectam ao adesivo de cobertura e camadas de cobertura da seção flex. As seções rígidas recebem camadas adicionais de cobre, fibra de vidro e máscara de solda.

Escolhendo o Melhor Circuito Flexível para Sua Aplicação

A equipe de suporte ao cliente da MCL pode ajudá-lo a encontrar os melhores materiais e construção para seu PCB flex ou rigid-flex. Visite nossa página de contato para nos enviar uma mensagem online.