Montagem de PCB flexível: um guia completo para iniciantes

Você sabe tA mágica por trás da flexão e dobra de dispositivos eletrônicos é a Flex PCB Assembly? A montagem de PCB flexível é um pilar inestimável da inovação e eficiência da eletrônica moderna.

Imagine uma placa de circuito que pode se torcer e se transformar nos menores espaços do seu gadget favorito. É isso que a Flex PCB Assembly faz. Ela traz um novo nível de flexibilidade ao mundo da eletrônica. A montagem de componentes em uma placa flexível é conhecida como montagem de PCB flexível. 

       

       

Este blog explorará a essência do processo de montagem de PCBs Flexíveis. Também discutiremos as aplicações, os resultados futuros e as tendências emergentes relacionadas a PCBs Flexíveis. Vamos explorar o cenário dinâmico da montagem de PCBs Flexíveis.

  

Quais são PCB flexívels?

PCB flexível, também conhecido como FPC (Circuito Impresso Flexível), é um tipo de placa de circuito que pode ser dobrada, curvada e torcida. É feito de materiais muito finos e flexíveis, como filme de poliamida ou poliéster, o que o torna mais leve e fino do que as placas rígidas tradicionais.

Placas flexíveis podem ser instaladas em espaços pequenos ou estruturalmente complexos. São amplamente utilizadas em celulares, laptops, câmeras digitais, dispositivos vestíveis, instrumentos médicos e eletrônicos automotivos. FPCs são comumente usadas para conectar diferentes módulos e transmitir sinais, especialmente em áreas onde peças móveis precisam ser conectadas.

O que é Flex PCB Montagem?

A montagem de PCB flexível significa montar componentes eletrônicos em uma placa flexível. Como a placa é macia e não pode ser montada diretamente como uma placa rígida, ela deve primeiro ser fixada em uma placa de suporte especial antes de realizar operações como posicionamento dos componentes, soldagem e inspeção.

Como as placas flexíveis são mais propensas à deformação, os requisitos de equipamento e a habilidade do operador são maiores. Este tipo de montagem é adequado para produtos eletrônicos que exigem alta densidade de circuito e tamanho compacto.

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A evolução da tecnologia de PCB flexível ao longo dos anos

No início do século XX, pesquisadores da florescente indústria telefônica sentiram a necessidade de camadas alternativas de condutores para produzir circuitos elétricos flexíveis.

Na mesma época, os cadernos de Thomas Edison propuseram revestir papel de linho com goma de celulose. Isso deu a ideia de delinear circuitos na goma com pó de grafite.

No final da década de 1940, muitas empresas registraram patentes para circuitos de fotogravação em um substrato flexível.

As placas de circuito impresso flexíveis percorreram um longo caminho desde que foram introduzidas.

Nas últimas duas décadas, os PCBs flexíveis tornaram-se parte essencial das tecnologias emergentes. Hoje, você pode observar seu uso em eletrônicos, medicina, dispositivos IoT e wearables.

Tipos de PCB Flex

Existem vários tipos de PCBs flexíveis disponíveis no mercado. Cada um deles oferece suas próprias vantagens.

Os mais comuns incluem: 

De um lado

Double-sided

Placas multicamadas

PCBs flexíveis de um lado são mais indicadas para sistemas mais simples, como lâmpadas LED ou módulos LCD. Oferecem, portanto, maior robustez do que suas contrapartes de dois lados e simplificam a montagem.

Placas de circuito impresso flexíveis de dupla face (PCBs flexíveis) são circuitos impressos flexíveis. Elas contêm duas camadas condutoras separadas por isolamento de poliamida. São indicadas para aplicações que exigem acesso a ambos os lados das trilhas. 

Embora mais duráveis ​​do que os circuitos flexíveis de um lado, as placas de dois lados exigem espaço adicional. Isso se deve às camadas adicionais.

Aqui está uma comparação detalhada entre diferentes tipos de PCBs flexíveis.

item	PCB flexível de um lado	PCB flexível de dupla face	PCB flexível multicamadas
Número de camadas condutoras	1 camada de cobre	2 camadas de cobre	3 ou mais camadas de cobre
Orifícios passantes banhados (PTH)	Não é necessária	Exigido	Exigido
Complexidade Estrutural	simples	Moderado	Alta
Flexibilidade	Melhor (mais flexível)	Moderado	Inferior (devido às múltiplas camadas)
Custo	Menor	Moderado	A maior
Aplicações típicas	Conexões simples, interruptores de membrana, tiras de LED	Módulos de câmera, dispositivos portáteis	Médico, aeroespacial, militar
Dificuldade de fabricação	Baixa	Médio	Alta
Integridade do Sinal	Ruim (sem blindagem ou pares diferenciais)	Bom (suporta design diferencial)	Excelente (gerenciamento completo de sinal)
Capacidade de carga do componente	Baixa	Médio	Alta

Vantagens dos PCBs flexíveis

O uso de PCBs Flex tem muitas vantagens:

• Flexibilidade: PCBs flexíveis podem ser dobrados, torcidos e dobrados, permitindo o roteamento em espaços tridimensionais. Isso é ideal para projetos de dispositivos complexos e compactos.

• Economia de espaço e peso: Em comparação com PCBs rígidos, os PCBs flexíveis são mais finos e leves, ajudando a reduzir o tamanho e o peso geral dos produtos eletrônicos.

• Resistência à vibração e ao choque: Sua natureza flexível permite que absorvam o estresse mecânico, tornando-os mais duráveis ​​em ambientes de alta vibração ou impacto.

• Maior liberdade de design: Os designers podem criar configurações inovadoras e integrar eletrônicos em formas e espaços não tradicionais.

• Alta Confiabilidade: Menos interconexões e juntas de solda significam menos pontos potenciais de falha, melhorando a confiabilidade geral do circuito.

• Adequado para aplicações dinâmicas: Perfeito para dispositivos que exigem movimento ou dobragem constantes, como celulares flip, módulos de câmera e dispositivos vestíveis.

  

 

Aplicações of PCB flexívels

Dispositivos eletrônicos vêm em todos os tipos de formatos e tamanhos. O que todos eles têm em comum é o uso de placas de circuito rígido-flexíveis.

PCBs rígido-flexíveis permitem que os projetistas maximizem a utilização do espaço e alcancem formatos exclusivos, permitindo-lhes, assim, concentrar mais funções em espaços menores. Ao mesmo tempo, seu desempenho térmico superior os torna adequados para aplicações aeroespaciais.

Aplicações Industriais: Aqui estão as aplicações industriais dos PCBs flexíveis.

Eletrônica automotiva

Há anos, as PCBs flexíveis se tornaram um componente essencial da eletrônica automotiva. Elas proporcionam mais funcionalidade a carros e outros veículos. Esta indústria enfrenta o desafio de criar sistemas eletrônicos mais inteligentes e eficientes para veículos modernos. 

O fabricante pôde projetar sistemas eletrônicos adaptados aos contornos do veículo incorporando circuitos dobráveis. Essa abordagem reduziu o peso total dos componentes eletrônicos. Além disso, permite layouts mais criativos e com melhor aproveitamento de espaço.

Indústria aeroespacial

O setor aeroespacial é outro setor que depende fortemente de circuitos flexíveis. O desafio era aprimorar componentes eletrônicos para suportar os rigores das condições aeroespaciais. Além disso, reduzir o peso total dos sistemas críticos. A empresa alcançou um equilíbrio notável entre durabilidade e flexibilidade. 

Eles fazem isso integrando circuitos dobráveis ​​em componentes eletrônicos aeroespaciais cruciais. Sistemas de navegação, dispositivos de comunicação e painéis de controle adotam a natureza leve e adaptável dos PCBs flexíveis.

maravilhas médicas

Na área médica, PCBs flexíveis não são apenas componentes; são linhas de vida. O desafio era criar dispositivos médicos avançados que oferecessem precisão e flexibilidade.

Ao incorporar circuitos dobráveis ​​ao design de dispositivos médicos, o fabricante alcançou um avanço em forma e função. Monitores de saúde vestíveis, dispositivos implantáveis ​​e ferramentas de diagnóstico agora ostentavam um nível de flexibilidade antes impensável.

Revolução da Eletrônica de Consumo

PCBs flexíveis são os heróis silenciosos por trás de dispositivos elegantes e inovadores em eletrônicos de consumo. Explore estudos de caso que destacam seu papel em smartphones, smartwatches e outros gadgets de ponta. O desafio era integrar tecnologia avançada, mantendo um design fino e elegante.

A empresa alcançou um avanço em flexibilidade de design ao adotar o Flex PCB Assembly. Esses circuitos dobráveis ​​permitiram layouts complexos, adaptando-se perfeitamente aos contornos finos de smartphones, smartwatches e outros dispositivos portáteis.

O processo de montagem do PCB flexível

A montagem de circuitos flexíveis requer habilidades e equipamentos especiais devido à flexibilidade dos materiais. Lembre-se: qualquer erro durante a produção pode causar danos graves ao produto final. 

A escolha dos materiais tem um impacto imenso tanto no desempenho quanto na aplicação. O substrato e o adesivo usados ​​em PCBs flexíveis precisam ser resistentes. Eles têm adesão suficiente, pois serão dobrados e flexionados repetidamente.

Um adesivo flexível de alto desempenho e um substrato flexível dinâmico e de alta qualidade podem evitar falhas induzidas por estresse. A seleção de materiais condutores adequados também ajuda a prevenir a fadiga relacionada ao estresse. Além disso, garante que as classificações de corrente permaneçam controladas.

Abaixo estão as etapas para montar PCBs flexíveis.

Preparação de Material

Primeiro, um fabricante de montagem flexível reúne os componentes e materiais utilizados em todo o processo. Isso garante um ambiente de trabalho limpo e organizado. 

Alguns materiais primários incluem:

PCB flexível

Equipamento de solda

Componentes eletrônicos

Equipamentos de segurança, etc.

Cozimento de PCB flexível

O processo ajuda a minimizar o teor de umidade dentro da placa flexível. O processo de cozimento pode durar até 6 horas a 120 °C. No entanto, tudo depende da espessura da placa flexível. Placas flexíveis finas levam menos tempo.

Impressão de pasta de solda

Assim que a placa flexível estiver completamente seca, é hora de aplicar a pasta de solda em sua superfície. O objetivo é criar pads de solda na placa de circuito. Geralmente, os profissionais fazem isso serigrafando a pasta de solda com a ajuda de um estêncil.

Serigrafia

Nesse processo, engenheiros de PCB criam caminhos de tinta isolante no circuito. Isso ajuda a identificar pontos de teste, símbolos de advertência e componentes.

Montagem de Componente

Nesta etapa, os engenheiros colocam todos os componentes na PCB flexível. Geralmente, o processo começa com os componentes de montagem em superfície.

De solda

Uma vez posicionados, os componentes são cuidadosamente soldados. Conexões menores e juntas frias exigem mais atenção durante o processo.

 

Inspeção final

Nesta etapa, os engenheiros inspecionam a placa de circuito impresso montada em busca de todos os possíveis defeitos. A verificação envolve a soldagem, o posicionamento dos componentes e os danos físicos.

Ensaios

Na última etapa, o fabricante do conjunto de PCB flexível verifica se a placa está funcionando conforme o esperado. Ele também verifica se há conexões defeituosas e curtos-circuitos.

Tendências emergentes

À medida que os fabricantes de celulares adicionam recursos avançados como câmeras, sensores de impressão digital, módulos de detecção 3D e muito mais, as placas de circuito rígido-flexíveis estão cada vez mais em demanda. 

PCBs flexíveis podem reduzir custos ao suportar esses recursos em volumes menores em comparação com suas contrapartes não rígidas. Isso se deve à redução do número de conectores/cabos extras necessários, além da redução do tempo de montagem, resultando em economia de custos.

Novos materiais estão revolucionando o design e a fabricação de PCBs flexíveis. Um desses materiais, o polímero de cristal líquido (LCP), permite a produção de PCBs mais finos, além de serem mais resistentes à umidade e a produtos químicos do que seus antecessores.

Isso faz do LCP uma excelente escolha de material para eletrônicos que precisam suportar ambientes adversos, como displays de pilotagem aeroespacial ou aparelhos médicos com requisitos de espaço limitados.

Técnicas avançadas de fabricação também estão ajudando a flexibilizar os custos de produção de PCBs, otimizando a produção e aumentando a produtividade. Isso resulta em custos unitários mais baixos e em relações equilibradas entre desempenho e acessibilidade entre substratos e materiais. Por exemplo, materiais de alto desempenho podem ter um preço mais alto, mas oferecem maior durabilidade e benefícios de miniaturização.

Perspectiva futura

A indústria de PCBs está em constante evolução e progresso em ritmo acelerado. Como avanço, as placas de circuito flexíveis podem se adaptar a diversos formatos e tamanhos e suportar temperaturas sem quebrar ou superaquecer. Infelizmente, a montagem dessas placas pode ser complexa e demorada.

Diversas abordagens têm sido adotadas para reduzir os custos de montagem de circuitos flexíveis. Isso inclui o uso de filmes de poliamida e poliéster, que ajudam a reduzir os custos de montagem e, ao mesmo tempo, a melhorar a qualidade do produto final. A soldagem por refluxo é uma técnica adicional que incorpora o pré-aquecimento dos componentes para derreter a solda e o resfriamento progressivo para formar uma ligação forte.

Em aplicações de satélite, circuitos flexíveis são ideais para alocação de espaço e desempenho térmico. Circuitos flexíveis podem suportar formatos únicos que placas rígidas não conseguem suportar devido à sua capacidade de absorver vibração e calor. 

Muitos setores estão observando um aumento no uso de PCBs rígidos-flexíveis. Ao contrário das placas rígidas convencionais, essas placas podem dobrar e flexionar em locais específicos, simplificando a montagem por exigir menos interconexões e conectores.

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Conclusão

Concluindo, as PCBs Flexíveis têm um futuro promissor devido às suas vantagens em diversas aplicações. Sua flexibilidade as torna super-heróis da eletrônica, adaptando-se a espaços apertados e dobrando-se sem quebrar. Desde alimentar seus gadgets favoritos até auxiliar médicos com dispositivos médicos avançados, as PCBs Flexíveis estão mudando a forma como vivemos e vivenciamos a tecnologia.

Olhando para o futuro, seu papel nos setores aeroespacial, de eletrônicos de consumo e da saúde tende a crescer ainda mais. Eles estão em uma jornada para tornar nossas vidas mais fáceis e nossos dispositivos mais inteligentes. 

Portanto, tenha em mente que as PCBs Flexíveis são as heroínas anônimas que tornam tudo possível, seja para você um entusiasta da ciência por trás delas ou apenas para quem gosta de gadgets interessantes. Mantenha a curiosidade, pois o mundo da Montagem de PCBs Flexíveis está repleto de possibilidades empolgantes!