Existem vários materiais utilizados na fabricação de placas de circuito. Cada um tem suas vantagens e desvantagens, mas nenhum é perfeito para todas as aplicações. As placas de circuito impresso rígidas de poliimida, por exemplo, têm uma ampla gama de aplicações em tudo, desde a indústria aeroespacial até a automotiva. Elas são fortes o suficiente para resistir a impactos que quebrariam outros tipos de placas de circuito, mas também são flexíveis o suficiente para serem dobradas sem rachar ou quebrar.
Vamos dar uma olhada nas razões pelas quais você pode escolher placas de circuito impresso rígidas de poliimida em vez de alternativas como placas de epóxi de vidro, placas de circuito impresso FR-4 e placas de circuito híbridas de epóxi PEN.
O que é PCB rígido de poliimida?
As placas de circuito impresso rígidas de poliimida são fabricadas com material de poliimida (PI). O PI é um polímero de alto desempenho que é flexível e resistente. Ele pode suportar impactos e altas temperaturas sem perder suas propriedades elétricas. Na verdade, é a placa de circuito impresso rígida mais durável eletricamente do mercado.
Vantagens do PCB rígido de poliimida
É importante saber quando usar placas de circuito impresso de poliimida e quando não usar, pois elas só são utilizadas em determinadas situações. As placas de circuito impresso de poliimida podem oferecer um ou mais dos seguintes benefícios:
1. Alta resistência a produtos químicos
É resistente à maioria dos ácidos, bases e solventes. Se um produto químico penetrar na placa de circuito impresso, não causará nenhum dano à placa. Também é muito resistente aos raios UV, portanto, pode ser usado ao ar livre sem qualquer preocupação com danos causados pelos raios UV.
2. Alta resistência e rigidez
A poliimida não preenchida tem uma resistência à tração superior a 100 MPa, com uma rigidez de filme superior a 170 MPa (Kapton). A resistência ao impacto da poliimida termoplástica (TPI) varia de 261 joules por metro quadrado a 400 MPa (Upilex S). Como material de engenharia, o módulo de elasticidade é normalmente de 3-4 GPa, com rigidez da fibra de 200 GPa. A forma bifenil da poliimida (Upilex S) tem um módulo de elasticidade de 400 MPa. De acordo com a análise teórica, as fibras sintetizadas a partir do dianidrido piromelítico e da p-fenilenodiamina têm uma resistência de 500 GPa, ficando atrás apenas da fibra de carbono.
3. Excelente estabilidade térmica
Uma das vantagens da placa de circuito impresso rígida de poliimida é que ela tem um alto ponto de fusão, o que a torna resistente a altas temperaturas. É frequentemente usada em áreas onde outras placas de circuito impresso não suportam o calor. Também é retardante de chamas, o que a torna uma opção segura para ambientes sensíveis, como fábricas e laboratórios.
4. Resistente à estática
A eletricidade estática é um problema significativo para engenheiros e técnicos que trabalham com equipamentos sensíveis. Sensores e outros equipamentos podem ser danificados pela eletricidade estática. A eletricidade estática também pode danificar componentes eletrônicos sensíveis em placas de circuito impresso. As placas de poliimida são uma boa opção para todos os ambientes, graças às suas propriedades resistentes à estática.
5. Baixa perda dielétrica
A poliimida tem excelentes propriedades dielétricas, com uma constante dielétrica de cerca de 3,4 e uma constante dielétrica de cerca de 2,5 após dispersão de flúor ou ar em nanômetros. Tem uma perda dielétrica de 10-3, uma rigidez dielétrica de 100-300 kV/m e uma resistência volumétrica de 1017 Ω·cm. Estas características mantêm um elevado desempenho numa ampla gama de temperaturas e frequências.
6. Seguro e não tóxico
A placa de circuito impresso rígida de poliimida é segura de usar e não emite fumos ou toxinas prejudiciais. Na verdade, a placa de circuito impresso de poliimida é frequentemente utilizada em dispositivos hospitalares, uma vez que é uma substância não tóxica e não irritante.
Tipos de PCB de poliimida
Existem três tipos de PCBs rígidos de poliimida, cada um com seu próprio conjunto de propriedades projetadas para atender às necessidades de aplicações específicas. Assim como outros materiais de placas de circuito, o tipo de PCB de poliimida que você usa dependerá da aplicação.
PCBs de poliimida pura
As placas de circuito impresso de poliimida pura estão entre as mais simples e não possuem retardantes de chama bromados. Em contraste com a maioria dos materiais, as poliimidas puras são descritas positivamente como isentas de retardantes de chama. Por ser tão resistente, a poliimida pura é extremamente flexível e pode ser usada em uma variedade de equipamentos elétricos e de comunicação.
PCBs de poliimida de 3ª geração
As poliimidas puras foram substituídas pelas poliimidas de 3ª geração. Aditivos adicionais melhoram sua resistência ao fogo. Isso se deve à sua resistência à inflamabilidade, o que torna menos prováveis incêndios elétricos acidentais. A estabilidade térmica, por outro lado, é um problema potencial com a poliimida de 3ª geração, que é mais fácil de produzir do que as poliamidas puras. O resultado é uma taxa de fabricação mais alta.
PCBs de poliimida preenchidos
Uma poliimida desse tipo é comparável às placas de circuito impresso multicamadas, pois compreende vários materiais de enchimento. O enchimento extra reduz o encolhimento da resina. Como muitas placas de circuito impresso racham ou enfraquecem como resultado do encolhimento da resina, a resistência ao encolhimento é crucial. A poliimida preenchida com enchimentos também se beneficia da confiabilidade a longo prazo.
PCBs de poliimida de baixo fluxo
As poliimidas de baixo fluxo não são tão flexíveis quanto as placas de circuito impresso padrão. Elas são frequentemente chamadas de placas de circuito impresso de poliimida rígida devido a essa restrição. Quando condições desafiadoras fazem com que as placas de circuito impresso flexíveis comuns se danifiquem, as poliimidas de baixo fluxo estão disponíveis para realizar o trabalho.
Quando usar PCB rígido de poliimida
Os PCBs de poliimida são utilizados numa vasta gama de aplicações, incluindo automação industrial, transportes, equipamentos de saúde, instrumentação e eletrónica.
● Transformadores elétricos e capacitores
● Dispositivos semicondutores e placas de circuito
● Motores e geradores
● Balastros eletrônicos para iluminação
fluorescente ● Aeroespacial e militar
PCB de poliimida vs PCB FR4
Embora tanto as placas de circuito impresso rígidas de poliimida quanto as FR-4 sejam feitas de cobre em seu interior, suas camadas externas diferem bastante. As placas de circuito impresso FR-4 têm um laminado de poliéster/papel na parte externa, enquanto as placas de circuito impresso de poliimida têm um revestimento de poliimida. As placas rígidas de poliimida são consideravelmente mais duráveis do que as placas FR-4. Elas são capazes de resistir a impactos, produtos químicos e altas temperaturas que as FR-4 não conseguem. No entanto, as placas FR-4 são mais flexíveis do que as placas rígidas de poliimida, tornando-as uma escolha melhor para aplicações que exigem flexões frequentes.
| Characteristic | FR4 PCB | Polyimide PCB |
| Tensile Strength | 70MPa | 170～400MPa |
| Operating Range | -50～110°C | -200～300°C |
| thermal cycling | good | better |
| elastic modulus | >2.4Gpa | 3-4GPa |
| specific gravity | 1.70-1.90g/cm³ | 1.60g/cm³ |
| relative permittivity | 5.5 | 2.5~3.4 |
Engenharia reversa de PCB de poliimida
Você pode fazer engenharia reversa em uma placa de circuito impresso rígida de poliimida para criar um projeto compatível com a placa de circuito original. Essa é uma ótima opção se você precisar produzir um grande número de placas sem investir em novos processos de projeto ou fabricação.
Para fazer a engenharia reversa de uma PCB de poliimida, primeiro você precisa adquirir a placa. Se você não tiver acesso a uma amostra, geralmente é possível encontrar placas à venda online. Em seguida, remova os componentes e limpe a placa de circuito. Por fim, use um software de imagem para criar uma imagem digital da placa. Você pode então usar essa imagem para criar um novo design.
Como solução alternativa, você também pode escolher nosso serviço de engenharia reversa para PCB. Temos mais de 10 anos de experiência e mais de 1000 casos de sucesso nessa área, para que você possa obter o que precisa.
Conclusão
As placas rígidas de poliimida são o tipo mais resistente de placa de circuito disponível. Elas podem suportar impactos que quebrariam outras placas e podem suportar altas temperaturas que derreteriam placas FR-4. No entanto, elas também são mais caras e menos flexíveis do que outros tipos de PCBs rígidas. Se você precisa de uma placa extremamente durável, a poliimida rígida é a escolha certa. Mas se a flexibilidade for importante, você deve escolher placas FR-4.
