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PCB Rigid-Flex de reforço de metal

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Com mais de uma década na área de protótipo e fabricação de PCB, estamos comprometidos em atender às necessidades de nossos clientes de diversos setores em termos de qualidade, entrega, economia e quaisquer outras solicitações exigentes. 

Como um dos fabricantes de PCB mais experientes do mundo, temos orgulho de ser seus melhores parceiros de negócios, bem como bons amigos em todos os aspectos de suas necessidades de PCB.
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VISÃO GERAL

Item PCB rígido-flexível
Camada máxima 36L
Traço/espaço mínimo da camada interna 3/3mil
Rastreamento/espaço mínimo da camada externa 3,5/4mil
Camada interna Max Copper 6 onças
Camada externa de cobre máximo 3 onças
Perfuração Mecânica Mínima 0,15mm
Perfuração mínima a laser 0,1 mm
Proporção de aspecto (perfuração mecânica) 12:1
Proporção de aspecto (perfuração a laser) 1:1
Tolerância do furo de ajuste de pressão ±0,05mm
Tolerância ao PTH ±0,075 mm
Tolerância NPTH ±0,15 mm
Tolerância de escareamento ±0,15 mm
Espessura da placa 0,4-3mm
Tolerância de espessura da placa (<1,0 mm) ±0,1 mm
Tolerância de espessura da placa (≥1,0 mm) ±10%
Tolerância de Impedância Single-Ended:±5Ω(≤50Ω),±10%(>50Ω)
Diferencial:±5Ω(≤50Ω),±10%(>50Ω)
Tamanho mínimo da placa 10*10mm
Tamanho máximo da placa 22,5*30 polegadas
Tolerância de contorno ±0,1 mm
BGA mínimo 7mil
SMT mínimo 7*10mil
Tratamento da superfície ENIG, dedo de ouro, prata de imersão, estanho de imersão, HASL (LF), OSP, ENEPIG, ouro flash; chapeamento de ouro duro
Máscara de solda Verde, preto, azul, vermelho, verde mate
Folga mínima da máscara de solda 1,5 mil
Barragem mínima de máscara de solda 3mil
Lenda Branco, preto, vermelho, amarelo
Largura/altura mínima da legenda 4/23mil
Largura do filé de tensão 1,5±0,5mm
Arco e torção 0.05%

Embora os reforços não sejam parte integrante do projeto de PCB rígido-flexível, seu uso torna-se vital em alguns casos onde é necessário aumentar a rigidez ou a resistência. Estes são selecionados com base na aplicação do PCB rígido-flexível. 

O PCB rígido-flexível, como sabemos, é um amálgama de dois tipos de circuitos - rígido e flexível. Enquanto o primeiro fortalece o circuito, o último é responsável por adicionar flexibilidade à placa PCB. Mas, como opinado anteriormente, algumas aplicações podem exigir mais robustez e estabilidade, e estas podem ser fornecidas com a ajuda de um material adicional - um reforço. 

Então, o que é um reforço? Para ajudá-lo a entender melhor, temos um artigo abrangente sobre reforços de PCB, seus tipos, vantagens e muito mais. Também esclareceremos como eles ajudam o referido PCB a ter um melhor desempenho, com foco especial em reforços de metal.  

O que são reforços de PCB?

São materiais ou metais que ajudam a aumentar a rigidez e também a resistência de uma parte do PCB. Depois que o reforço é aplicado, a conexão com outras peças rígidas fica mais fácil. Isso evita dobras e danos à placa. 

Lembre-se, a espessura normal de um reforço de PCB é de 0,002″ a 0,059″.

Tipos de reforços

Os reforços em uma PCB são de vários tipos, incluindo:

  • Poliimida
  • FR-4
  • Aço inoxidável e 
  • Alumínio 

De todos os itens acima, os dois últimos são metais e são utilizados em PCB rígido-flexível se a aplicação assim o exigir. Agora, vamos estudar esses dois um por um. Mas antes disso, é importante saber os motivos pelos quais os reforços são utilizados em PCBs.

Benefícios dos reforços 

Quando os componentes da PCB são posicionados na zona flexível, eles exercem pressão sobre a PCB flexível e, portanto, requerem uma superfície rígida. Os reforços proporcionam-lhes esta rigidez para que os componentes possam ser colocados de forma fácil e confortável.  

Embora os PCBs tradicionais tivessem restrições devido ao formato e design, os PCBs modernos exibem flexibilidade e podem ser feitos para caber em espaços menores. Os reforços os ajudam a alcançar esses benefícios sem perder potência. É assim reforços ajudam.

  • Apoie as partes da placa que contêm componentes passantes.
  • Adicione suporte aos conectores e componentes do PCB.
  • Certifique-se de que as peças flexíveis permanecem dentro das áreas rígidas conforme necessário.
  • Ajude a facilitar o manuseio de placas de circuito finas e delicadas.
  • Mantenha a espessura do circuito da placa impressa flexível.
  • Cumpra todas as especificações do conector Zero Insertion Force (ZIF).
  • Mantenha certas áreas da placa flexível planas e firmes.
  • Ajuda a aumentar o raio de curvatura do circuito onde as partes rígidas e flexíveis se encontram. Isto evita que a parte flexível fique tensa quando o circuito é dobrado.
  • Ajude a organizar e preservar arrays estendendo-os para dentro do array.

Reforços Metálicos para PCB Rigid-Flex

Reforço de aço inoxidável

Composta de ferro (Fe) e carbono (C), a liga de aço inoxidável é uma forma popular usada na produção de reforços. Possui 10,5% de cromo e níquel, com 0,2 a 2,11% de carbono. Também é conhecido como aço sem ferrugem ou aço resistente à corrosão. 

Em alguns circuitos rígidos, os projetistas são obrigados a verificar a proteção da PCB contra danos físicos. É aqui que o reforço de aço inoxidável entra em ação. 

O design exclusivo ganha vida pela tecnologia de sinterização que utiliza pó de aço inoxidável fundido para formar um tarugo. O processo não termina aqui, pois pode-se adicionar mais aço para aumentar sua resistência. No entanto, estes são usados principalmente em aplicações que requerem apenas montagem em superfície e sem perfuração.

Para tornar a conexão forte, o silicone desempenha a função de adesivo e é aplicado em eletrônicos militares, sistemas robustos e dispositivos médicos. O que torna o reforço de aço inoxidável perfeito para essas indústrias é sua capacidade de lidar com diversos desafios ambientais, incluindo temperaturas extremamente altas, vibração e manuseio brusco. 

Além disso, os reforços de aço inoxidável são extremamente leves e duram muito tempo. Estes podem ser revestidos na superfície ou durante o processo de montagem. No entanto, estes têm um preço elevado e, a menos que necessário, devem ser evitados. 

Reforço de aço inoxidável em um Flex PCB

As folhas finas de aço inoxidável podem dobrar, o que as torna as candidatas perfeitas para uso como reforço em uma placa de circuito impresso flexível. Basta cortá-lo com tesoura e cortador ou laser para criar o formato desejado.

Em uma PCB flexível, quando um designer deseja obter rigidez, mas tem espaço limitado, o aço inoxidável é a opção certa. Tanto a poliimida quanto o FR4 não fornecem, pois são limitados devido à espessura do reforço. O aço inoxidável, por outro lado, é simplesmente perfeito porque é fino e oferece a espessura necessária. 

Vantagens dos reforços de aço inoxidável

  • É extremamente não suscetível a danos que podem ocorrer devido à alta umidade. 
  • Um bom condutor de calor permite a dissipação de calor dos componentes do PCB
  • O aço inoxidável pode suportar muito calor em comparação com o aço padrão, tanto alto quanto baixo
  • Permite personalização, pois pode ser moldado em diferentes formas e tamanhos
  • Pode ser mais fino para aplicações com restrição de espaço 

Desvantagens do reforço de aço inoxidável

  • Embora mais fino que outros reforços, ainda tem mais peso
  • Fixar o aço na placa não é fácil e requer adesivos especiais
  • A alta plasticidade torna a usinagem do aço realmente resistente 
  • É mais caro do que a maioria dos reforços porque a matéria-prima tem um preço alto. 

Alumínio

Outro reforço de metal para PCB rígido-flexível é o alumínio. É feito de bauxita, tem aparência branca prateada e é macio. É considerado melhor que os reforços de vidro ou epóxi devido à sua dissipação de calor e maleabilidade. Portanto, para aplicações que geram muito calor, os reforços de alumínio são perfeitos. Eles não apenas suportam bem o calor, mas também podem se transformar em dissipadores de calor. 

Usá-los lhe dará tranquilidade, sabendo que os componentes e conectores estão seguros à medida que o calor se espalha uniformemente. Isso também é caro em comparação com o material FR4 ou poliimida. 

Vantagens do alumínio:

  • É muito bom porque torna os materiais finos muito mais resistentes.
  • O metal é mais barato do que usar filmes de poliimida.
  • O alumínio não pesa muito e é leve.
  • Você pode moldar o alumínio como quiser porque é fácil de trabalhar.
  • É ótimo para se livrar do calor porque é bom para conduzir calor.

Desvantagens do alumínio:

  • Às vezes, o alumínio pode mudar de forma quando a temperatura flutua, o que pode causar problemas.
  • Juntar peças de alumínio pode ser um pouco complicado e pode precisar de algum tratamento especializado.
  • O alumínio também pode começar a enferrujar se não estiver bem protegido
  • Fique atento ao manusear alumínio flexível, pois ele pode ricochetear se estiver quente.

Eles são usados em eletrônicos militares, fornos de micro-ondas e telefones celulares. Eles podem ser moldados de acordo com o formato e tamanho do PCB.

Outros reforços metálicos

Cobre e latão também são usados como reforços metálicos. Mas há uma diferença. Ambos os metais são usados para fazer barramentos. O barramento é um tipo de reforço de PCB e possui um revestimento dielétrico que auxilia na condução de energia. Ele vem em diferentes formatos, como tiras planas, hastes e barras. Observe que esses barramentos conduzem mais eletricidade do que um traço.

O cobre, como metal, é leve e é um bom condutor de calor. Para conectá-lo ao circuito flexível, a soldagem é o método de ligação preferido. Nenhum revestimento é necessário. O cobre é usado como barramento porque pode suportar muito bem altas temperaturas, além de conduzir eletricidade.

Outro metal utilizado na fabricação de barramentos é o latão. É uma liga de cobre (Cu) e zinco (Zn). O latão combina com cobre e alumínio (usado frequentemente) para manter o metal menos flexível, pois 

É exigido pelo aplicativo. 

Esses dois são componentes essenciais de um barramento. No entanto, não se deve esquecer que embora todo barramento seja considerado um reforço, nem todo reforço é um barramento.

Pré-requisitos para usar PCB Rigid-Flex de reforço de metal

O reforço de metal deve atender aos requisitos de projeto do PCB. Para garantir isso, os seguintes pontos são extremamente vitais.

  • O reforço escolhido deve ser feito de chapa metálica e não deve conduzir eletricidade.
  • Quando você o aplica em um lado da placa de circuito impresso rígida com os circuitos flexíveis, ele não deve dobrar a placa de circuito impresso rígida permanentemente.
  • Deve ser mais fino que 0,5 mm, mas não mais grosso que 2 mm.
  • Não deve haver arestas vivas.
  • Não deve atrapalhar o funcionamento da PCB rígida quando você a coloca de lado com os circuitos flexíveis.
  • A rigidez do metal deve variar entre 0,25 - 0,75 MPa. 
  • Deve funcionar bem com outros componentes e camadas usados em circuitos rígido-flexíveis.

A superfície do reforço deve ser lisa para evitar bagunçar a placa de circuito rígido-flexível durante a fabricação.

Como integrar um reforço de metal em um projeto de PCB

Posicionamento da camada

Eles são colocados em ambos os lados da placa de circuito. Isso ajuda na manutenção das camadas do PCB e evita expansão e contração devido ao alto calor e umidade. 

Adesão

Tanto o aço inoxidável quanto o alumínio requerem adesivos especiais. Os dois adesivos mais comuns usados incluem adesivos termicamente ligados ou PSA (adesivo sensível à pressão). Os adesivos termicamente colados vêm na forma de fita dupla-face ou pasta. PSA é um adesivo autoadesivo que requer apenas pressão para formar uma ligação e requer água ou calor para ativá-lo. 

Você também pode usar silicone como adesivo. Fixa-se bem ao aço inoxidável. Existem duas formas de fixá-lo na placa: manualmente com fita dupla-face ou com calor e pressão que o lamina. 

Contorno do reforço

Normalmente, máquinas a laser são usadas para cortar os materiais para que eles possam se ajustar com precisão ao formato do circuito. 

Montagem 

Para colocar os componentes, faça furos, almofadas e recortes. Isso ajuda a conectar a placa flexível à placa rígida.

Transição flexível para rígida

Ao adicionar reforços, certifique-se de que haja espaço suficiente ao redor das bordas do reforço. Isso ajudará o circuito flexível a dobrar e fazer a transição para a parte rígida facilmente.

Máquina automatizada produzindo peças eletrônicas verdes em uma fábrica

Dicas para adicionar reforços de metal a uma PCB Rigid-Flex 

Abaixo estão alguns pontos para ajudá-lo a tornar o processo fácil e viável:

  • Para aliviar a tensão em PCBs flexíveis, é importante ter um mínimo de 0,762 mm de sobreposição entre o reforço e a cobertura exposta.
  • Usar um adesivo térmico pode custar mais do que usar um adesivo sensível à pressão. 
  • Aplique o reforço no lado da PCB que possui componentes de furo passante (PTH). Isso permite que você insira os terminais dos componentes através dos orifícios e também alcance as almofadas de solda no circuito flexível. 

Espessuras comuns de reforços de metal usados em PCB rígido-flexível

Aço inoxidável: 0,15 mm e 0,2 mm

Alumínio: 0,2 mm, 0,25 mm, 0,3 mm, 0,35 mm, 0,4 mm, 0,5 mm, 1,5 mm, 0,15 mm e 0,45 mm 

Pensamentos de despedida

Acreditamos que agora você esteja bem familiarizado com os reforços de metal usados para PCBs rígidos e flexíveis. Tanto o alumínio quanto o aço inoxidável são ligas com excelentes propriedades mecânicas que os tornam adequados como reforços para PCBs rígidos-flexíveis.

Embora suas habilidades não possam ser negadas, é importante entrar em contato com um fabricante de PCB confiável e respeitável para garantir que seu produto final seja o melhor do mercado. Certifique-se de que eles tenham ampla experiência para ajudá-lo a alcançar o resultado desejado.

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