Fabricación Flexible de PCB

¿Qué es un circuito impreso flexible?

Los circuitos impresos flexibles, también conocidos como circuitos flex, se consideran a veces como una placa de circuito impreso (PCB) que se puede doblar, cuando en realidad hay diferencias significativas entre PCB y los circuitos flex en lo que respecta al diseño, la fabricación y la funcionalidad. Un error común que cometen los diseñadores es diseñar un circuito flexible utilizando las mismas reglas que PCB. PCB flexibles requieren una configuración única y tienen su propio conjunto de reglas de diseño que el equipo de Hitechpcb ha denominado "flex-izing" y ha trabajado duro para perfeccionar en los últimos años.

PCB flexible, también llamado PCB flexible, placa de circuito flexible o circuito flexible, se compone de material de base PI, capa adhesiva, capa de cobre, cubierta y, a veces, refuerzos. En la actualidad, PCB flexibles se utilizan ampliamente para sustituir a PCB FR4 tradicionales en diversas aplicaciones, debido especialmente a las ventajas de PCB flexibles. Aunque es más caro que PCB rígido normal, el diseño adecuado en la aplicación correcta podría ahorrar peso y tiempo en el ensamblaje, junto con la fiabilidad que hace que la placa de circuito impreso flexible sea una consideración que merece la pena.

Un circuito impreso flexible consta de una capa metálica de trazas, normalmente de cobre, unida a una capa dieléctrica, normalmente de poliimida. El grosor de la capa metálica puede ser muy fino (<.0001″) a muy grueso (> .010″) y el grosor dieléctrico puede variar de .0005″ a .010″. A menudo se utiliza un adhesivo para unir el metal al sustrato, pero pueden utilizarse otros tipos de unión, como la deposición de vapor, para unir el metal.

¿Cómo calcular el radio de curvatura de PCB flexible?

Dado que el cobre tiende a oxidarse con facilidad, las superficies expuestas suelen cubrirse con una capa protectora; el oro o la soldadura son los dos materiales más comunes por su conductividad y durabilidad ambiental. En las zonas sin contacto se utiliza un material dieléctrico para proteger los circuitos de la oxidación o los cortocircuitos.

El número de combinaciones de materiales que pueden formar parte de un circuito impreso flexible es casi infinito; la corriente, la capacitancia, la resistencia química y mecánica, las temperaturas extremas y el tipo de flexión son sólo algunos de los criterios que influyen en la selección de los materiales que mejor satisfacen las necesidades funcionales. Un ingeniero de diseño experimentado de Hitechpcb tiene en cuenta los requisitos críticos a la hora de diseñar un circuito que satisfaga sus necesidades.

Las PCB flexibles (FPC) se han convertido en un componente habitual de los productos electrónicos debido a su ligereza y flexibilidad. Se utiliza ampliamente en terminales inteligentes, electrónica portátil, consumo, automoción, industria y medicina. La miniaturización y la función integrada del desarrollo de productos electrónicos está llevando a los FPC a un diseño de líneas finas y multicapa.

¿Qué es PCB Flexible Multicapa?

Este tipo de PCB flexibles son multicapa (con tres o más capas conductoras) y requieren orificios pasantes chapados. Se pueden utilizar vías pasantes, vías enterradas y vías ciegas.

Un circuito flexible multicapa combina varios circuitos de una o dos caras con interconexiones complejas, apantallamiento y/o tecnologías de montaje en superficie en un diseño multicapa. Las multicapas pueden estar o no laminadas de forma continua a lo largo del proceso de producción. Si sus necesidades de diseño requieren la máxima flexibilidad, la laminación continua puede no ser adecuada. Los circuitos multicapa son una solución eficaz cuando se enfrentan a retos de diseño como: cruces inevitables, requisitos específicos de impedancia, eliminación de diafonía, apantallamiento adicional y alta densidad de componentes. También puede hacer clic aquí para obtener más información sobre el radio de curvatura de las placas flexibles.

Ventajas de Flexible PCB

Reducción de errores de ensamblaje

Reducción del tiempo y los costes de ensamblaje

Libertad de diseño

Flexibilidad durante la instalación

Aplicaciones de alta densidad

Flujo de aire mejorado

Mayor disipación del calor

Mayor fiabilidad del sistema

Sustitución de cables punto a punto

Fiabilidad y durabilidad

Rutas repetibles

Geometría de circuito simplificada

Reducción del tamaño y peso del encapsulado

Aplicación estática de PCB flexible

Una aplicación en la que los circuitos flexibles se flexionan sólo para instalar el circuito y encajarlo en su aplicación (también conocido como flexión para encajar o flexión para instalar). En las aplicaciones estáticas se suele utilizar el cobre electrodepositado (ED), que es menos costoso.

PCB Flexible Aplicaciones de flexión dinámica

Situación en la que el propio circuito flexible se flexiona de forma dinámica (repetida) durante el uso real del producto final. Algunos ejemplos comunes son los teléfonos móviles plegables, los ordenadores portátiles, los cabezales de impresora y los brazos robóticos. Una aplicación dinámica requerirá el uso de cobre recocido laminado (RA).

Aplicaciones de PCB Flexible de Alta Densidad

Los circuitos flexibles permiten líneas minuciosamente estrechas que dan paso a una población de dispositivos de alta densidad. Se pueden diseñar poblaciones de dispositivos más densas y conductores más ligeros en un producto, liberando espacio para características adicionales del producto.

Con un gran número de inversiones en las instalaciones de circuitos impresos flexibles e innovando continuamente la tecnología de fabricación de circuitos flexibles, Hitech Circuits es capaz de fabricar PCB flexibles con una gran variedad de tecnologías, desde el simple PCB flexible de una cara, PCB flexible de doble cara hasta el complejo PCB flexible multicapa, PCB rígida-flexible y el soporte de prototipos de FPC con corte por láser y prueba de sonda volante hasta la producción en masa con utillajes

Encuadernación de PCB Flexibles multicapa

La encuadernación de circuitos es una de las mejores prácticas empleadas por los ingenieros de Hitechpcb para crear PCB apiladas. Para PCB flexibles, ofrecemos una placa PCB flexible de 12 capas con encuadernación. Se añade una pequeña longitud adicional al circuito, haciendo que se mueva en dirección hacia fuera del radio de curvatura. Hay trazas de cobre colocadas en ángulo recto con respecto a la curva. Esto ayuda a restringir la curvatura del circuito en una dirección.

La longitud a añadir depende del número total de capas de la placa de circuito impreso, así como de la rigidez del pliegue. La ventaja de la encuadernación de circuitos es que elimina una gran cantidad de tensión de las distintas capas del circuito durante el proceso de doblado. El método también ayuda a evitar el pandeo de los circuitos en el radio de curvatura exacto.

Las PCB encuadernadas pueden cumplir fácilmente los estrictos requisitos de tolerancia en comparación con las PCB adheridas. Por este motivo, esta placa de circuito impreso flexible de 12 capas es una opción perfecta para aplicaciones en las que se requieren tolerancias más estrictas. Su construcción de poliamida proporciona una inmensa resistencia y flexibilidad. Esta PCB flexible puede doblarse fácilmente 180°. Además, su construcción ayuda a evitar el pandeo de las capas internas, que a menudo se produce en un uso a largo plazo. Esta flexibilidad también ayuda a reducir la tensión en los componentes internos. Esta PCB flexible de 12 capas tiene mejor vida útil que una placa de circuito impreso encolada de 12 capas. El chapado en oro por inmersión ofrece una baja resistencia de contacto, una buena humectación, así como una excelente vida útil. Podemos suministrar la placa de circuito impreso flexible de 12 capas con encuadernación de libro en anchura de 4/4 mil, con un grosor de acabado mínimo de 0,15 mm de flexión y máximo de 1,6 mm.

Ventajas de PCB Flexible

La tecnología de PCB flexibles suele ofrecer un amplio abanico de posibilidades para diferentes diseños y productos.

La característica flexible es uno de los mejores atributos de los cables, alambres, conectores e incluso PCB.

Algunas de las ventajas de utilizar el circuito flexible son:

Reduce el peso y el tamaño totales.

Un circuito flexible puede reducir el peso de un dispositivo hasta en un 70%.

Mejora el embalaje de los componentes electrónicos.

Permite resolver problemas de interconexión y embalaje, ya que se puede doblar, moldear y mover.

Solución de interconexiones ya que reduce la cantidad de interconexiones como cables, alambres, pcbs y conectores.

Conformabilidad, ya que la delgadez del material permite fabricar embalajes en 3D.

Integración eléctrica: puede idear fácilmente soluciones personalizadas basando su diseño en una plétora de opciones de materiales. Aparte de eso, tiene la libertad de elegir entre una miríada de diseños y procedimientos de chapado.

Capacidad o potencia de disipación del calor: el dieléctrico de poliamida es capaz de soportar temperaturas muy elevadas. Por lo tanto, puede utilizarlo para aplicaciones de alta potencia.

Repetibilidad eléctrica y mecánica

Ahorro de costes, ya que puede ahorrarse hasta un 30% del coste total del cableado manual y otros procesos de ensamblaje.

También puede ahorrar casi un 30% de espacio.

Es más fiable ya que no presenta errores de cableado

A pesar de las numerosas ventajas, PCB flexible también tiene sus desventajas.

Echemos un vistazo.

Desventajas de PCB Flexible

Toda solución electrónica debe tener ciertas desventajas.

Algunas de las desventajas son

PCB flexible

Un coste inicial más elevado - Dado que el circuito flexible suele estar hecho a medida para una electrónica concreta. El coste inicial de diseño, placa fotográfica y maquetación es muy elevado. Esto limita su uso en grandes cantidades para ahorrar costes.

Las reparaciones y cambios del circuito flexible son muy difíciles - El proceso inicial no sólo es caro, sino difícil de idear. Una vez que se tiene el plano base, resulta difícil hacer más cambios. Retirar y sustituir la película de recubrimiento para repararlo también es extremadamente difícil.

Suele ser de tamaño reducido - El proceso de fabricación por lotes de los circuitos flexibles suele limitar el tamaño del circuito flexible. El equipo de producción limita la posibilidad de fabricar tamaños más anchos y largos.

Fácil de dañar - Las operaciones personales inadecuadas pueden dañar fácilmente los circuitos flexibles. El retrabajo y la soldadura requieren la experiencia de un técnico.

El proceso de ensamblaje también es muy difícil.

No deje que las desventajas acaben con su ánimo.

¿Por qué no hacer Flexibles todos los circuitos impresos?

Las placas de circuito flexibles son ciertamente útiles, pero no van a sustituir a las placas de circuito rígidas en todas las aplicaciones. La rentabilidad es el principal obstáculo para implantar el diseño de placa de circuito exclusivamente flexible en un producto de consumo. Las placas de circuito rígidas son menos costosas de fabricar e instalar en una instalación típica de fabricación automatizada de gran volumen.

Normalmente, la solución ideal para un producto innovador es la que incorpora circuitos flexibles cuando es necesario y emplea placas de circuitos rígidas sólidas y fiables cuando es posible para mantener bajos los costes de fabricación y ensamblaje.

Algunos fabricantes incluso utilizan PCB híbridas rígidas-flexibles expresamente para este fin. Esto es habitual en ordenadores portátiles y dispositivos médicos, donde las placas de circuitos rígidos pueden conectarse entre sí mediante circuitos flexibles tipo cinta. Estas placas pueden componerse y diseñarse para satisfacer cualquier necesidad de ingeniería centrándose en los puntos fuertes respectivos de cada tecnología base de placa de circuito.

Hitech Circuits crea placas de circuitos flexibles e impresas para fabricantes de productos. Disfrute de una consulta con uno de nuestros representantes de ventas para averiguar si el diseño del prototipo de su producto está mejor servido por los tipos de placas de circuitos flexibles o rígidos.

¿Qué es PCB Flexible y su proceso de producción?

PCB flexible (Circuito Impreso Flexible, FPC) es muy popular por sus excelentes características, como su bajo peso y su fino grosor, etc. También se puede plegar libremente. PCB flexible se basa principalmente en la inspección visual manual, con un alto coste y una baja eficiencia. Con el rápido desarrollo de la industria electrónica, el diseño de la placa de circuito impreso se ha vuelto cada vez más de alta precisión y alta densidad, los métodos tradicionales de pruebas manuales ya no pueden satisfacer las necesidades de producción. Las pruebas de automatización de defectos de FPC se han convertido en una tendencia inevitable del desarrollo industrial.

El circuito impreso flexible (FPC) es una tecnología desarrollada por los Estados Unidos para desarrollar la tecnología de cohetes aeroespaciales en la década de 1970. Es de alta fiabilidad, excelente deflexión hecha por película de poliéster o poliimida como material de sustrato. Un circuito flexible se forma incrustando un diseño de circuito en una lámina de plástico fina y flexible que permite apilar un gran número de componentes de precisión en un espacio estrecho y limitado. Este circuito puede doblarse y plegarse a voluntad. Flexible tiene las características como peso ligero, tamaño pequeño, buena disipación de calor, fácil instalación, etc, rompe con la tecnología de interconexión tradicional en la estructura del circuito flexible, el material se compone de conductor de película aislante y adhesivo

PCB flexible incluye FPC de una cara, FPC de doble cara y FPC multicapa, etc. El FPC simple tiene una capa conductora grabada químicamente, la capa conductora en la superficie del sustrato aislante flexible es una lámina de cobre calandrado. El sustrato aislante puede ser de poliimida, tereftalato de polietileno, éster de fibra de arilamida y cloruro de polivinilo. El FPC de doble cara en ambos lados de la base aislante tiene un gráfico conductor hecho de grabado, que aumenta la densidad de cableado de la unidad de área. El orificio metálico conecta la conexión gráfica a ambos lados del material aislante para formar una vía conductora que satisfaga el diseño y la función flexibles. La película de cobertura puede proteger el cableado de una o dos caras e indicar la posición del componente colocado. Según la demanda, los orificios metálicos y las capas de cobertura son opcionales. Este tipo de PCB flexible tiene menos aplicaciones. PCB flexible multicapa consiste en prensar la capa de circuito flexible de una cara o de dos caras de 3 o más capas juntas. El orificio metálico se forma mediante perforación y galvanoplastia, y se forman canales conductores entre las distintas capas. De este modo, no es necesario utilizar un complejo proceso de soldadura. Los circuitos multicapa presentan enormes diferencias funcionales en cuanto a mayor fiabilidad, mejor conductividad térmica y mayor comodidad de ensamblaje.

En la actualidad, el proceso de producción de PCB flexibles incluye principalmente el looping, el dimensionado del conductor, el grabado, el enrutamiento de los conductores, los planos de tierra, el dimensionado de los orificios, el fileteado, el chapado de botones, las películas con soporte adhesivo, los recubrimientos líquidos serigráficos, el líquido fotoimaginable, los polímeros de película y otros procesos. Consulte la figura para ver el proceso de producción específico.