Che cos’è un circuiti stampati flessibili? Il pcb flessibile, comunemente abbreviato in FPC, viene prodotto trasferendo i tracciati conduttori su un substrato flessibile tramite processi di fotolitografia e incisione. Nelle schede a doppia faccia e multistrato, i via metallizzati stabiliscono connessioni elettriche tra gli strati superficiali e quelli interni, mentre i tracciati dei circuiti sono protetti e isolati da strati di poliimmide (PI) e adesivi.
I circuiti stampati flessibili sono principalmente classificati come schede a singolo lato, schede cieche/a foro passante, schede a doppio lato, schede multistrato e schede rigido-flessibili.
Processo di produzione circuiti stampati flessibili:
Taglio del materiale
I substrati flessibili sono tipicamente forniti in rotoli e devono essere tagliati a misura secondo le specifiche delle istruzioni di produzione (MI).
Foratura CNC
Le attrezzature CNC creano fori passanti o fori di posizionamento nel substrato, fornendo percorsi per la successiva placcatura in rame per ottenere il collegamento elettrico tra gli strati di rame su entrambi i lati.
Trattamento dei fori neri e galvanoplastica
Dopo la foratura, gli strati di rame superiore e inferiore rimangono scollegati. Il trattamento dei fori neri forma prima uno strato conduttivo, seguito da una deposizione elettrochimica per placcare il rame sulle pareti dei fori, completando il collegamento dello strato di rame su entrambi i lati.
Laminazione a film secco e trasferimento del modello
Premere una pellicola secca fotosensibile sulla superficie elettroplaccata della scheda. Utilizzare la fotolitografia per trasferire con precisione i modelli dei circuiti sullo strato di pellicola secca.
Sviluppo, incisione e rimozione della pellicola
Sviluppo: rimuovere la pellicola secca non esposta per esporre la lamina di rame per l’incisione.
Incisione: incidere chimicamente la lamina di rame sviluppata.
Rimozione della pellicola: rimozione della pellicola secca dalle aree del modello del circuito utilizzando una soluzione di idrossido di sodio per formare la struttura finale del circuito.
Laminazione della pellicola di copertura
Per proteggere i circuiti e prevenire cortocircuiti indotti dall’ossidazione, viene laminata una pellicola di copertura isolante. Questo processo prevede il pretaglio dei pad esposti al rame nella pellicola di copertura prima di laminarla con precisione sulla superficie incisa della scheda. I colori della pellicola di copertura includono giallo, nero e bianco.
Trattamento superficiale con placcatura in oro
La superficie dell’FPC viene sottoposta a placcatura in oro chimico: viene depositato uno strato di nichel, seguito da uno strato di oro dello spessore di 1 μm o 2 μm per prevenire l’ossidazione dei pad e migliorare l’affidabilità della saldatura.
Stampa dei caratteri
I caratteri specificati dal cliente vengono stampati sulla superficie della scheda utilizzando la tecnologia a getto d’inchiostro. L’inchiostro viene polimerizzato tramite cottura per prevenirne il distacco.
Test delle prestazioni elettriche
Viene utilizzato un tester a sonda volante per verificare la conduttività della scheda, concentrandosi sull’identificazione di difetti quali circuiti aperti e cortocircuiti.
Rinforzo
Applicare materiali ausiliari secondo le specifiche del cliente, tra cui fogli di rinforzo PI, pellicole di schermatura elettromagnetica, piastre di rinforzo FR4, fogli di acciaio e materiali adesivi.
Taglio laser dei contorni
Utilizzare la tecnologia di taglio laser per modellare con precisione il contorno della scheda, separando il materiale di scarto per ottenere il contorno del prodotto finale.
Ispezione finale e imballaggio
Eseguire test completi in base ai requisiti personalizzati del cliente o agli standard IPC, eliminando gli articoli non conformi con difetti estetici per garantire la conformità alle specifiche di qualità.
L’FPC (circuiti stampati flessibili) comprende principalmente le seguenti categorie di materiali: substrato (ad esempio, poliimmide PI, poliestere PET), pellicola di copertura, materiali di rinforzo (tra cui FR4, lamina di acciaio, poliimmide PI, ecc.) e altri materiali ausiliari (come adesivi, pellicole di schermatura elettromagnetica). Le proprietà del substrato determinano la flessibilità e le prestazioni elettriche dell’FPC.
Substrato: come strato di base dell’FPC, vengono tipicamente utilizzati materiali flessibili come il poliimmide (PI) o il poliestere (PET).
Pellicola di copertura: ha principalmente la funzione di proteggere i circuiti stampati migliorando le proprietà isolanti.
Materiali di rinforzo: progettati per migliorare la resistenza meccanica e la durata dell’FPC.
Altri materiali ausiliari: come adesivi e materiali conduttivi, che svolgono un ruolo cruciale nel garantire un processo di produzione fluido e prestazioni stabili dell’FPC.
Vantaggi dei circuiti stampati flessibili
1.In grado di piegarsi, avvolgersi e ripiegarsi liberamente, possono essere disposti in base alle esigenze di layout spaziale e muoversi o espandersi liberamente all’interno dello spazio tridimensionale, ottenendo così un assemblaggio integrato dei componenti e il collegamento dei cavi;
2.L’utilizzo degli circuiti stampati flessibili riduce significativamente il volume e il peso dei prodotti elettronici, soddisfacendo la domanda del settore di dispositivi ad alta densità, miniaturizzati e altamente affidabili. Di conseguenza, gli circuiti stampati flessibili trovano ampia applicazione nei settori aerospaziale, militare, delle comunicazioni mobili, dei laptop, delle periferiche per computer, dei PDA, delle fotocamere digitali e dei prodotti correlati;
3.Gli circuiti stampati flessibili offrono anche un’eccellente dissipazione termica, saldabilità, facilità di assemblaggio e costi complessivi relativamente bassi. I design rigido-flessibili compensano in parte le lievi limitazioni nella capacità di carico dei componenti inerenti ai substrati flessibili.
I circuiti stampati flessibili presentano le seguenti limitazioni:
Elevati costi di investimento iniziali: i PCB flessibili sono progettati e realizzati per scenari applicativi specifici, il che richiede una spesa significativa nelle fasi preliminari, quali la progettazione dei circuiti, il routing e la produzione di fotomaschere. Di conseguenza, a meno che non siano richiesti requisiti applicativi specifici, non sono generalmente consigliati per applicazioni a basso volume.
Difficoltà di modifica e riparazione: una volta prodotto, la modifica di un PCB flessibile richiede la revisione del disegno originale o del programma di fototracciatura compilato, rendendo il processo altamente complesso. Inoltre, la superficie è ricoperta da una pellicola protettiva che deve essere rimossa prima della riparazione e riposizionata dopo, il che presenta notevoli difficoltà.
Specifiche dimensionali limitate: data l’attuale adozione limitata dei PCB flessibile, la produzione impiega prevalentemente processi in batch. Ciò limita le dimensioni dei prodotti alle specifiche delle attrezzature di produzione, impedendo la produzione di circuiti stampati flessibili eccessivamente lunghi o larghi.
Suscettibilità ai danni operativi: durante l’assemblaggio, una manipolazione impropria da parte dei tecnici può facilmente causare danni ai circuiti stampati flessibili. Di conseguenza, operazioni come la saldatura e la rilavorazione devono essere eseguite da personale con una formazione specializzata.
