Introduzione ai Circuiti Stampati Flessibili (FPC)
1. Introduzione ai Circuiti Stampati Flessibili (FPC)
Un circuito stampato realizzato su substrati flessibili presenta i vantaggi di dimensioni ridotte, peso contenuto, capacità di assemblaggio 3D e flessione dinamica.
2. Materiali di Base
2.1 Lamina Rame su Substrato
Composta da foglio di rame + adesivo + substrato. Esiste anche un substrato senza adesivo, costituito unicamente da foglio di rame + substrato. Questo tipo è più costoso e attualmente meno utilizzato, salvo requisiti specifici.
2.1.1 Foglio di Rame
Il foglio di rame si classifica in due tipi: foglio di rame ricotto laminato (RA Copper Foil) e foglio di rame elettrodepositato (ED Copper Foil). In termini di caratteristiche, il rame RA possiede migliori proprietà meccaniche ed è generalmente preferito per applicazioni che richiedono flessibilità.
Lo spessore del foglio di rame è suddiviso in tre specifiche standard:
. 1/2oz (0,7mil)
. 1oz
. 2oz
La maggior parte delle applicazioni utilizza foglio di rame da 1oz.
Riferimento per la Conversione dell'Oncia (oz)
. Unità di peso: 1oz = 28,35g
. 1 oncia = 16 dram
. 16 once = 1 libbra (lb)
Diversi Tipi di Oncia
. Oncia Troy (oz.tr / oz.t): Utilizzata per misurare metalli preziosi come oro e argento. 1 oz = 31,1035g, 12 oz = 1 lb.
. Oncia Farmaceutica (ap oz): Utilizzata in ambito farmaceutico. 1 oz = 31,1030g.
. Oncia Fluida (fl oz): Utilizzata per misurazioni di liquidi.
. 1 oncia fluida britannica = 28,41 ml
. 1 oncia fluida statunitense = 29,57 ml
2.1.2 Substrato
I materiali di substrato si classificano in due tipi:
. Film PI (Poliammide): Più costoso ma con migliore resistenza alla fiamma.
. Film PET (Poliestere): Meno costoso ma non resistente al calore.
Per applicazioni che richiedono saldatura, si utilizza comunemente il materiale PI. Le opzioni di spessore standard includono 1mil e 2mil.
2.1.3 Adesivo
Esistono due tipi comuni di adesivi:
Adesivo acrilico
Adesivo epossidico (il più utilizzato)
Lo spessore dell'adesivo varia da 0,4mil a 1mil, con 1mil come valore più comunemente impiegato.
2.2 Coverlay
Il coverlay è composto da substrato + adesivo. Il substrato si classifica in PI e PET, in abbinamento al materiale del substrato ramato. Il tipo di adesivo del coverlay è lo stesso di quello del substrato ramato. Lo spessore del coverlay varia da 0,5mil a 1,4mil.
2.3 Stiffener
Lo stiffener è un materiale rigido aggiunto in aree specifiche del circuito flessibile per rinforzare determinate zone, ad esempio per la saldatura di componenti o il supporto strutturale.
2.3.1 Materiali per Stiffener
Stiffener in PI e PET
FR-4 (materiale a base epossidica)
Panoramica del Materiale FR-4
Il termine FR-4 viene comunemente pronunciato "FR-4", ma la sua designazione formale nei documenti scritti è FR-4.
FR-4 indica un grado di materiale ignifugo, ovvero che il materiale resinico deve essere in grado di autoestinguersi se esposto alla fiamma. Non è un materiale specifico ma uno standard di classificazione.
Attualmente esistono molti tipi di materiali FR-4 utilizzati nei circuiti stampati (PCB), ma la maggior parte è composta da resina epossidica tetra-funzionale combinata con cariche e fibra di vetro per creare un materiale composito.
Nomi Comuni per i Laminati in Tessuto di Vetro Epossidico FR-4:
FR-4 tessuto di vetro epossidico, pannello isolante, pannello epossidico, pannello in resina epossidica, pannello in resina epossidica bromurata, pannello in fibra di vetro FR-4, stiffener FR-4, stiffener FPC, stiffener per circuiti flessibili, pannello in resina epossidica FR-4, pannello isolante ignifugo, pannello laminato, cuscinetto per foratura PCB e molti altri.
Caratteristiche Tecniche e Applicazioni:
FR-4 è ampiamente utilizzato in applicazioni di isolamento elettronico ad alte prestazioni, come:
. Stiffener FPC
. Cuscinetto per foratura PCB
. Distanziali in fibra di vetro
. Pannelli in fibra di vetro con film di carbonio stampato per potenziometri
. Ingranaggi planetari di precisione (per la rettifica di wafer)
. Schede di test di precisione
. Componenti isolanti elettrici ed elettronici (ad esempio pannelli isolanti per trasformatori, parti isolanti per motori, distanziali isolanti e ingranaggi di rettifica)
I Laminati in Tessuto di Vetro Epossidico FR-4 sono disponibili in vari colori:
. FR-4 giallo
. FR-4 bianco
. FR-4 nero
. FR-4 blu
FR-4 è il materiale di base più comunemente utilizzato nei PCB.
Classificazione dei Materiali di Substrato per PCB
I materiali di substrato per PCB si classificano in base ai loro materiali di rinforzo:
1. FR-4: Substrato a base di tessuto di vetro
2. FR-1, FR-2: Substrato a base di carta
3. Serie CEM: Substrato composito
4. Substrato in Materiale Speciale: Include materiali a base ceramica e a base metallica
FR-4 è prodotto impregnando un tessuto di vetro elettronico specializzato con resina epossidica fenolica e sottoponendolo successivamente a laminazione ad alta temperatura e alta pressione.