Un rigido-PCB flessibile è un nuovo tipo di circuito stampato che combina la durevolezza del PCB rigido con la flessibilità del PCB flessibile (FPC). Tra tutti i tipi di circuito stampato, i PCB rigido-flessibili offrono la maggiore resistenza agli ambienti più difficili, rendendoli popolari tra i produttori di apparecchiature di controllo industriale, medicali e militari. WonderfulPCB sta inoltre gradualmente aumentando la quota di PCB rigido-flessibili nella sua produzione totale.
I vantaggi dei PCB rigidi-flessibili sono le loro eccellenti proprietà da entrambi PCB rigido e FPC flessibili. Possono essere piegati, curvati e risparmiano spazio, pur consentendo la complessa saldatura dei componenti. Rispetto ai cavi tradizionali, offrono una maggiore durata, una maggiore stabilità e sono meno soggetti a rotture, ossidazioni o distacchi, migliorando notevolmente le prestazioni del prodotto. Tuttavia, i PCB rigido-flessibili presentano alcuni svantaggi: la loro produzione prevede numerosi processi, sono difficili da produrre, hanno un basso tasso di rendimento, richiedono una grande quantità di materiale e manodopera, il che li rende costosi e richiede un ciclo di produzione più lungo.
Quali sono le applicazioni del rigido-flessibile? PCB?
1.Uso industriale – Questo include applicazioni in settori come quello militare e medico. La maggior parte dei componenti industriali richiede precisione, sicurezza e durata, rendendo le proprietà richieste per i PCB rigido-flessibili elevata affidabilità, elevata precisione, bassa perdita di impedenza, eccellente qualità di trasmissione del segnale e durata. Tuttavia, a causa della complessità del processo, il volume di produzione è ridotto e il prezzo unitario è relativamente elevato.
2. Telefoni cellulari – Applicazioni comuni di PCB rigido-flessibile Nei telefoni cellulari sono incluse le cerniere dei telefoni pieghevoli, i moduli della fotocamera, i tasti numerici e i moduli RF.
3.Elettronica di consumo – Nei prodotti di consumo, DSC (fotocamere digitali) e DV (video digitali) sono dispositivi rappresentativi che guidano lo sviluppo dei PCB rigido-flessibili. Collegano diverse schede rigide e componenti PCB in tre dimensioni, aumentando l'area utilizzabile totale del PCB a parità di densità circuitale. Ciò migliora la capacità del circuito e riduce i limiti di trasmissione del segnale e i tassi di errore di assemblaggio. Inoltre, poiché le schede rigido-flessibili sono leggere, sottili e flessibili, contribuiscono a ridurre le dimensioni e il peso del prodotto.
4.Automotive – Nei veicoli, i PCB rigido-flessibili sono utilizzati in applicazioni quali il collegamento dei pulsanti sul volante alla scheda madre, il collegamento di schermi e pannelli di controllo nei sistemi video dei veicoli, il controllo dei pulsanti sui pannelli delle portiere delle auto, i sistemi di imaging radar in retromarcia, i sensori (qualità dell'aria, temperatura, umidità e controllo gas speciali), i sistemi di comunicazione, la navigazione satellitare, i pannelli di controllo dei sedili posteriori e i sistemi di rilevamento esterno dei veicoli.
Punti chiave nella produzione di PCB rigido-flessibili
La creazione e lo sviluppo di FPC e PCB hanno dato vita al PCB rigido-flessibile, che è formato dalla combinazione circuiti flessibili e circuiti stampati rigidi attraverso processi come la laminazione. Il punto chiave nella produzione di PCB rigido-flessibili risiede nel processo di laminazione, soprattutto nella giunzione tra le sezioni flessibili e rigide. Sebbene i processi di laminazione di PCB o FPC indipendenti siano ormai maturi, combinare queste due tipologie di circuiti stampati rigido-flessibili rimane una sfida per i produttori.
- L'impiego di macchine per laminazione sotto vuoto garantisce pressione e temperatura costanti per un'adesione e una saldatura ottimali dei materiali.
- È necessario selezionare materiali di copertura appropriati: una copertura morbida può presentare tracce e motivi metallici sulla superficie, mentre un materiale troppo duro può causare depressione e bolle.
Sfide nella produzione di PCB rigido-flessibili
I PCB rigido-flessibili richiedono processi complessi e alcune tecnologie e problematiche chiave sono difficili da gestire. Le differenze di struttura e materiale tra schede flessibili e rigide determinano differenze significative nella loro stabilità dimensionale, rendendo fondamentale la scelta dei materiali più adatti per un corretto allineamento.
Per la sezione flessibile:
- I materiali morbidi devono essere guidati attraverso la linea di produzione utilizzando una piastra di supporto per evitare inceppamenti e sprechi.
- La manipolazione precisa dei singoli strati è fondamentale per l'allineamento, soprattutto a causa della sensibilità dei materiali in poliimmide alle soluzioni fortemente alcaline, che possono causare rigonfiamenti.
- La qualità della laminazione può essere migliorata utilizzando materiali tampone adatti, come pellicole in polipropilene o fogli in PTFE, per migliorare l'adesione tra gli strati.
Per la sezione rigida:
- Garantire una direzione uniforme della grana del tessuto in fibra di vetro ed eliminare lo stress termico durante la laminazione per prevenirne la deformazione.
- Controllo dell'espansione e della contrazione durante la laminazione, in particolare per le sezioni flessibili.
- Le finestre flessibili possono essere lavorate utilizzando metodi di pre-fresatura o post-fresatura, a seconda della struttura e dello spessore della tavola.
Impatto dell'aumento dei prezzi delle materie prime sui costi dei PCB rigido-flessibili
Da settembre 2020, i prezzi del CCL (laminato rivestito in rame) sono aumentati significativamente, a causa della carenza di materie prime e della forte domanda a valle. L'aumento dei costi delle materie prime, in particolare rame, fibra di vetro e resina, ha fatto aumentare i prezzi del CCL fino al 100%. Tuttavia, questo aumento dei prezzi ha avuto un impatto relativamente limitato sui costi dei PCB rigido-flessibili, poiché i costi dei materiali rappresentano una quota minore del costo totale rispetto ai PCB tradizionali.
Punti di controllo qualità nella produzione di PCB rigido-flessibili per moduli telecamera
I PCB rigid-flex dei moduli fotocamera sono particolarmente difficili da produrre a causa della spaziatura ridotta (2-3 mil) tra i PAD COB (chip-on-board) e della necessità di trattamenti superficiali come ENEPIG (Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold), che possono causare incisioni laterali. Per risolvere questo problema, è necessario risolvere due problemi:
- Incisione a linee sottili – Per gestire COB PAD di piccole dimensioni, è consigliabile utilizzare macchine di esposizione LDI (Laser Direct Imaging), che offrono una risoluzione più elevata rispetto alle macchine tradizionali. Questo aiuta a evitare disallineamenti durante l'esposizione.
- Controllo dell'incisione laterale della maschera di saldatura – È necessario utilizzare un inchiostro per maschera di saldatura più fine per ridurre i pori nell'inchiostro, che altrimenti causerebbero elevati tassi di placcatura laterale e cortocircuiti durante il trattamento superficiale.
In conclusione, rigido-flessibile Prototipazione PCB e la produzione comportano sfide uniche dovute alla struttura dei materiali e alle applicazioni, che richiedono adattamenti in ogni fase di produzione per ottimizzare processi e parametri.
