Sapete cosa sono i rinforzi per PCB? Sono ampiamente utilizzati nei circuiti stampati flessibili e rigido-flessibili. Sebbene i PCB flessibili abbiano una notevole adattabilità e possano essere piegati, ripiegati e attorcigliati per soddisfare requisiti di progettazione complessi, la loro flessibilità crea difficoltà nell'assemblaggio dei componenti sulla scheda, rendendo più complessa l'integrazione delle interconnessioni. È qui che entrano in gioco i rinforzi per PCB, fornendo un supporto strutturale mirato e migliorando la funzionalità della scheda.
Cos'è l'irrigidimento nei PCB?
Innanzitutto, è necessario comprendere che il rinforzo del PCB non è parte integrante del circuito stampato, ma è uno strato di materiale aggiunto per rinforzare o irrobustire il PCB. Generalmente, viene utilizzato nelle aree che richiedono rigidità o supporto strutturale. È importante sottolineare che contribuisce a risolvere i problemi di produzione e operativi dei circuiti flessibili, migliorandone le prestazioni e l'affidabilità complessive.
3 tipi di irrigidimenti per PCB
A seconda dei diversi materiali dei rinforzi, questi possono essere suddivisi in 3 tipologie:
Rinforzi in poliimmide (PI).
I rinforzi in poliimmide sono una soluzione specializzata per la progettazione di circuiti flessibili, ampiamente utilizzati in applicazioni che richiedono spessore preciso e proprietà leggere, come ZIF (forza di inserimento zero) Applicazioni di connettori. Il loro principale vantaggio è che forniscono un rinforzo mirato mantenendo la flessibilità del circuito. Inoltre, i rinforzi per PCB PI flex garantiscono un innesto affidabile del connettore e prestazioni elettriche ottimali, fondamentali per applicazioni precise e adattabili.
Rinforzi FR-4
Per circuiti flessibili con configurazioni complesse dei componenti, i rinforzi in FR-4 rappresentano il metodo di rinforzo standard. Il loro scopo principale è evitare la flessione del circuito in prossimità di aree sensibili, proteggendo i delicati giunti di saldatura dalle sollecitazioni meccaniche. I rinforzi in FR-4 offrono una gamma di spessori più ampia e un'applicazione più versatile, trovando impiego principalmente nell'elettronica di consumo e nelle apparecchiature industriali.
Rinforzi metallici specializzati: alluminio e acciaio inossidabile
I rinforzi in alluminio sono eccellenti materiali per la dissipazione del calore, adatti ad applicazioni in cui è fondamentale un'efficiente gestione termica. I rinforzi in acciaio inossidabile sono particolarmente utili in progetti con vincoli di spazio, offrendo un supporto superiore per l'area dei componenti rispetto alle tradizionali opzioni FR-4. Questi rinforzi metallici sono più costosi e richiedono tempi di produzione più lunghi, ma offrono vantaggi straordinari per le applicazioni elettroniche specializzate che richiedono una straordinaria resistenza meccanica e prestazioni termiche.
Usi comuni degli irrigidimenti per PCB
I rinforzi per schede PCB svolgono molteplici funzioni essenziali nella progettazione di circuiti flessibili:
- Rinforzo meccanico: fornisce un supporto fondamentale per l'area in cui è necessario assemblare componenti PTH e SMT.
- Mantenimento dello spessore: i rinforzi flessibili del circuito aiutano a mantenere uno spessore costante del circuito.
- Supporto dei componenti: offre supporto per un'ampia varietà di Componenti PCBe connettori.
- Vincolo di flessibilità: gli irrigidimenti possono limitare le sezioni flessibili ad aree rigide predeterminate, a seconda dei requisiti di progettazione.
- Miglioramento della maneggevolezza: facilitano la manipolazione di circuiti stampati sottili e delicati.
- Miglioramento della stabilità: alcune aree dei circuiti flessibili possono essere mantenute piatte e stabili grazie al posizionamento strategico degli elementi di rinforzo.
- Compatibilità del connettore: Contribuiscono a soddisfare le specifiche del connettore Zero Insertion Force (ZIF).
- Attenuazione delle sollecitazioni: gli irrigidimenti possono aumentare il raggio di curvatura nelle intersezioni rigido-flessibile, riducendo le sollecitazioni durante le ripetute operazioni di curvatura.
Come fissare i rinforzi a un PCB flessibile?
Esistono due metodi principali per fissare i rinforzi ai circuiti stampati flessibili: la saldatura termica e gli adesivi sensibili alla pressione (PSA). Ognuno di essi ha caratteristiche e applicazioni specifiche, come mostra la tabella seguente:
| Caratteristica | Legame termico | Adesivi sensibili alla pressione (PSA) |
| Metodo di legame | Utilizza una combinazione di calore e pressione per creare un legame permanente | Si basa esclusivamente sull'applicazione della pressione |
| Forza di legame | Produce la connessione più sicura e durevole tra il rinforzo e il circuito flessibile | Fornisce una connessione funzionale ma meno robusta rispetto alla saldatura termica |
| Costo | Costo più alto | Costo più basso |
| Tempi di elaborazione visto | Più a lungo | Minore |
| Applicazioni | · Equipaggiamento militare · Sistemi aerospaziali · Dispositivi medici critici · Infrastruttura di telecomunicazioni | · Produzione televisiva · Produzione di computer e laptop · Dispositivi elettronici di consumo · Elettronica commerciale generale |
| Vantaggi | · Massima integrità strutturale ·Eccezionale resistenza agli stress ambientali · Ideale per applicazioni che richiedono estrema durata | · Costi di implementazione inferiori · Processo di allegato più veloce · Rimozione più semplice del rinforzo con danni minimi al circuito · Più adattabile a vari requisiti di progettazione |
| Limiti | · Costi di implementazione più elevati · Processo che richiede più tempo · Rischio di danni significativi al circuito durante la rimozione del rinforzo · Richiede attrezzature specializzate e controllo preciso della temperatura | · Legame meno permanente ·Ridotta affidabilità a lungo termine · Potrebbe non resistere a condizioni ambientali estreme |
La differenza tra PCB rigidi-flessibili e rigidizzati flessibili
Hai dubbi sulla differenza tra PCB rigid-flex e rigidized flex? Molti si chiedono se siano la stessa cosa, ma la risposta è NO. Hanno design e funzionalità diverse:
I circuiti flessibili rigidizzati sono essenzialmente PCB flessibili rinforzati da un rinforzo in FR4 per supportare l'assemblaggio meccanico, ma senza tracce elettriche sulle parti rigide. Al contrario, i PCB rigido-flessibili sono circuiti ibridi sofisticati, che combinano un substrato rigido e uno flessibile per formare un'unica struttura laminata. Sono presenti tracce elettriche e interconnessioni sia nel componente rigido che in quello flessibile.
I PCB flessibili rigidi sono destinati principalmente al rinforzo meccanico, mentre i PCB rigido-flessibili garantiscono connettività elettrica e integrazione strutturale totali, risultando quindi adatti ad applicazioni elettroniche più complesse che richiedono sia prestazioni elettriche sia adattabilità strutturale.
Consiglia di leggere: PCB rigido flessibile vs. PCB flessibile
Spessori tipici degli irrigidimenti
La scelta del giusto spessore del rinforzo è fondamentale in quanto influisce sulla flessibilità, sulle prestazioni e sull'affidabilità della scheda. Lo spessore dei rinforzi nei PCB varia a seconda dell'applicazione e del tipo di materiale utilizzato:
- Rinforzi in poliimmide: normalmente più sottili per mantenere la flessibilità, con strati che vanno da 25 μm a 125 μm (da 0.025 mm a 0.125 mm). Offrono anche una gamma di spessori personalizzati da 0.025 mm a 0.25 mm per progetti PCB flessibili.
- Rinforzi FR4: questi rinforzi sono progettati tenendo a mente la rigidità e solitamente con una gamma più ampia di spessori (da 0.08 mm a 3.18 mm).
- Rinforzi metallici: per supporti più pesanti, i rinforzi in alluminio o acciaio inossidabile hanno spessori che generalmente vanno da 0.1 mm a 0.45 mm per mantenere una solida resistenza meccanica in determinate aree.
Conclusione
I rinforzi per PCB rappresentano una soluzione sofisticata nella moderna progettazione di circuiti flessibili, contribuendo a migliorare la funzionalità complessiva, semplificare il processo di assemblaggio e creare un prodotto più affidabile. Se state affrontando la sfida della progettazione di circuiti flessibili, la consulenza di produttori di PCB esperti come MOKO Technology può aiutarvi a selezionare e implementare l'opzione di rinforzo più adatta. Per saperne di più o richiedere un preventivo per PCB flessibili con rinforzi, contattaci subito!
