Circuiti stampati pcb: cosa sono, le tipologie e quando utilizzarli

Quando parliamo di circuiti stampati pcb (acronimo di ‘printed circuit board’) ci stiamo riferendo a elementi cardine nel mondo dell’elettronica. Si tratta di quegli speciali supporti, ad altissima tecnologia, che servono a connettere tra loro componenti elettronici diversi relativi a un circuito. Come? Attraverso delle piste conduttive, le quali vengono incise su un materiale di tipo non conduttivo. Il circuito, in buona sostanza, altro non è che la particolare scheda sulla quale si andranno a saldare i vari componenti del circuito elettronico da realizzare.

Tanti anni fa non si disponeva né dei moderni computer né tantomeno di apparecchiature software ad alta tecnologia per progettare tali circuiti. Ad ogni modo, era possibile realizzare prodotti di buona qualità anche perché – naturalmente – le relative esigenze erano molto diverse da quelle moderne. Un tempo era sufficiente impiegare dei circuiti del tipo con singola o doppia faccia per riuscire a soddisfare gran parte delle necessità degli operatori. Ma quello dell’elettronica è un mondo in continuo sviluppo, esposto alle evoluzioni della tecnologia e ai sempre nuovi accorgimenti tecnici che vengono messi in campo. Bisogna fare i conti con l’alto livello di performance e qualitativo raggiunto oggi dai dispositivi elettronici, con gli aspetti relativi alla miniaturizzazione e con una grande quantità di componenti. Il risultato dovrà essere all’altezza e, dunque, molto sofisticato.

La realizzazione dell’intaglio che ospiterà le piste conduttive

Oltre ai circuiti ai quali abbiamo fatto accenno, con singola o doppia faccia, oggi è possibile impiegare anche circuiti multistrato e ricorrere a circuiti in alluminio IMS (acronimo di ‘insulated metal substrate’). E’ possibile affermare che, solitamente, il materiale maggiormente utilizzato per fare da supporto è la vetronite ramata: si tratta in sintesi di una piastra fatta di fibra in vetro, la quale è coperta da uno strato di metallo estremamente sottile. E’ proprio quest’ultimo che verrà intagliato ricorrendo a una specifica tecnica come la fotoincisione – per la quale si ricorre alla ‘combo’ di acidi e luce – oppure alla fresatura meccanica, che avviene ricorrendo a un macchinario industriale come la fresa CNC (acronimo di ‘controllo numerico computerizzato’). Creare in via artigianale circuiti complessi che si compongono di più strati non è infatti possibile. L’intaglio che verrà in questo modo hi-tech ottenuto, servirà alla realizzazione delle piste che andranno a connettere i diversi componenti del circuito.

Diverse tipologie di circuiti in base alle necessità applicative

A seconda delle necessità applicative, si potrà ricorrere a distinte tipologie di circuiti stampati pcb. E’ possibile indicare quelli che sono i più diffusi e ricercati, ovvero quelli a singola e doppia faccia, senza dimenticare però quelli multistrato e con supporto in alluminio. I circuiti si differenziano in relazione alle frequenze di lavoro, alla potenza di corrente e agli specifici utilizzi nei vari settori di riferimento. Questo rende evidente come dovrà essere anche – volta per volta per volta – diverso l’approccio per la loro creazione. La richiesta di progettazione e realizzazione di circuiti stampati pcb che arriva ad aziende come Telma Circuiti, leader nel settore, è davvero trasversale: si tratta di imprese focalizzate nell’ambito elettronico, realtà specializzate in elettromedicali e biorobotica ma non solo.

In generale è corretto affermare che i modelli più semplici ed economici sono quelli monolayer, ovvero a singola faccia. Quelli con doppia faccia risultano già maggiormente complessi e in grado di risolvere differenti problematiche. Mentre per quanto riguarda invece i circuiti multistrato, essi sono composti da diversi strati di materiale conduttore: le realizzazioni che consentono di ottenere sono decisamente più complesse. Le diverse fasi di progettazione e realizzazione vengono portate avanti e monitorate con l’ausilio di pc e apparecchiature dedicate: è necessario garantire il rispetto delle indicazioni date dal cliente, inoltre i prodotti devono superare severi controlli per l’ottenimento dei certificati di conformità.

Circuiti a singola e doppia faccia: le cose da sapere

Quando si parla di circuito ‘monolayer’ si sta facendo riferimento al modello più semplice, quello a singola faccia: esso prevede che vi sia uno strato di materiale, con le piste conduttive che si snodano su un singolo lato. Gli elementi più interessanti relativamente a questo tipo di circuiti sono quelli relativi alla facilità di assemblaggio e ai ridotti costi per quanto concerne le operazioni di lavorazione. Si tratta di prodotti che trovano impiego, per esempio, negli elettrodomestici e in generale sono perfetti per progettualità legate a un largo consumo. Anche intervenire per riparare le apparecchiature, in presenza di circuiti a singola faccia, è più agevole.

Se invece prendiamo in esame i circuiti a doppia faccia (quelli con due layer) essi si presentano come maggiormente flessibili e con una dimensione della scheda decisamente ridotta: sono probabilmente quelli più diffusi nel commercio. Grazie ad essi – e alla loro ampia flessibilità applicativa – si possono interpretare molte e distinte necessità in qualsiasi ambito di tipo tecnologico. Il riferimento è in particolare all’elettronica per motori, ma anche al settore dell’informatica e a quello elettromedicale. Dal momento che è possibile sfruttare le due facce, si configura un’ottimizzazione degli spazi e di conseguenza una riduzione interessante dei costi. Da non trascurare in merito a tali circuiti stampati l’ampia possibilità di personalizzazione, legata ai bisogni del cliente e al relativo budget a disposizione.

Circuiti multistrato e circuiti con supporto in alluminio

Può accadere che un singolo o anche un doppio strato non siano sufficienti a soddisfare determinate necessità applicative. La soluzione, in questo caso, è rappresentata dall’utilizzo di circuiti multistrato. Questi ultimi, naturalmente, vedono la presenza di un numero variabile e superiore di strati di materiale: si va da 4 a 6 fino a 8 e più strati. In questi particolari prodotti le piste attraversano gli strati, il che consente di ottimizzare lo spazio disponibile. Ciò si traduce in una interessante e maggiore compattezza del circuito. Un aspetto quest’ultimo particolarmente interessante in caso di dispositivi dalle dimensioni ridotte.

E’ possibile inoltre scegliere di ricorrere – in alternativa alla fibra di vetro – all’alluminio IMS. Questa operazione si rende generalmente necessaria quando si debba procedere con un aumento della dissipazione termica, causata da un surriscaldamento dei componenti. I circuiti in alluminio assicurano una grande robustezza da un punto di vista meccanico.