Ventajas de PCB flexible y PCB rígido-flexible

Según la norma IPC 6013 los tableros flexibles se clasifican en tableros de una cara, de doble cara, multicapa y rígido-flex.

El proceso de fabricación de tableros rígidos-flexibles incluye la preparación del material, conformado, grabado, perforación, enchapado, corte de tableros flexibles y pruebas eléctricas.

El proceso de fabricación de placas rígidas-flexibles es una opción ideal para construir circuitos en las industrias médica, aeroespacial, militar y de telecomunicaciones.

Gracias a sus ventajas, como su ligereza, alta densidad de ensamblaje y miniaturización, la demanda de este tipo de placas de circuito impreso (PCB) está en aumento. Las PCB flexibles también cuentan con un diseño mecánico avanzado y un excelente rendimiento eléctrico y térmico. Su popularidad ha impulsado el desarrollo de otros productos relacionados, como las PCB flexibles HDI, las PCB flexibles integradas y las PCB rígido-flexibles.

Entre estos productos derivados, las placas de circuito impreso rígido-flexibles se utilizan comúnmente en las industrias automotriz, médica, militar y aeroespacial. La fabricación de placas rígido-flexibles es un proceso laborioso que incluye etapas como la preparación del material, el grabado, la perforación y el recubrimiento, seguidas de la fabricación del producto final. Esta guía explorará las placas de circuito impreso flexibles y explicará el proceso de fabricación de las placas rígido-flexibles.

Ventajas de los PCB flexibles

Una placa de circuito hecha de materiales base flexibles se llama PCB flexible. Los PCB flexibles (o placas flexibles) son flexibles y adaptables, y pueden moldearse para cumplir con los requisitos de diversas aplicaciones. En comparación con los tableros rígidos tradicionales, los tableros flexibles tienen muchas ventajas, entre ellas:

• Tamaño pequeño, ligero
• Delgado
• Miniaturización de circuitos, alta densidad de montaje.
• Menos errores de cableado
• Flexibilidad, adecuada para construir circuitos flexibles.
• No se necesitan conectores mecánicos
• Compatible con interconexiones 3D
• Alto grado de libertad de diseño mecánico y electrónico
• Alta integridad de la señal y confiabilidad del circuito.
• Buen control de impedancia
• Amplia gama de temperaturas de funcionamiento
• Fuerte resistencia a los golpes
• Adecuado para entornos hostiles

A pesar de poseer todas estas ventajas, los PCB flexibles tienen costos de material más altos en comparación con las placas rígidas o rígido-flexibles. Las placas rígido-flexibles combinan las ventajas de las PCB rígidas y flexibles, lo que las convierte en una gran ayuda para la fabricación de circuitos. El siguiente contenido presentará los tableros rígidos-flexibles y el proceso de fabricación rígido-flexible.

Los tableros rígidos-flexibles se utilizan comúnmente en las industrias automotriz, médica, militar y aeroespacial.

¿Qué son los tableros rígidos-flexibles?

Según la norma IPC 6013, los tableros flexibles se clasifican en diferentes tipos, incluyendo tableros de una cara, de doble cara, multicapa y rígido-flexibles. El tipo 4 según IPC 6013 menciona tableros rígidos-flexibles, que combinan las ventajas de los tableros flexibles y rígidos. Se pueden describir como tableros híbridos o tableros rígido-flexibles. Los tableros rígido-flexibles se dividen en dos categorías:

1. Tipo de montaje flexible: este tipo solo se puede doblar una vez durante la instalación o el mantenimiento.
2. Tipo flexible dinámico: este tipo se puede doblar varias veces durante el uso.

Los tableros rígido-flex son adecuados para aplicaciones que requieren un tamaño reducido, es decir, la necesidad de incorporar más componentes en un área más pequeña. Diseñados en un espacio 3D, los tableros rígidos-flexibles tienen una mayor eficiencia espacial; se pueden doblar o plegar dinámicamente, facilitando la formación de la forma requerida en el embalaje del producto final; no requieren muchas interconexiones, requieren menos mantenimiento y son ampliamente reconocidos por su confiabilidad; Los tableros rígidos-flexibles se utilizan con mayor frecuencia en las industrias médica, de telecomunicaciones y aeroespacial.

Los tableros rígido-flex son adecuados para aplicaciones que requieren un tamaño reducido, es decir, la necesidad de incorporar más componentes en un área más pequeña.

Proceso de fabricación rígido-flexible

Antes de que comience el proceso de fabricación rígido-flexible, es necesario realizar el diseño de la PCB. Una vez determinado el diseño, puede comenzar el proceso de fabricación rígido-flexible.

El proceso de fabricación rígido-flex combina las técnicas de fabricación de tableros rígidos y flexibles. Las placas rígido-flexibles apilan PCB rígidos y flexibles capa por capa. Los componentes se ensamblan en las áreas rígidas y se interconectan a tableros rígidos adyacentes a través de las áreas flexibles. Las conexiones entre capas se introducen a través de orificios pasantes chapados.

El proceso de fabricación rígido-flex incluye los siguientes pasos:

1. Prepare el sustrato: El primer paso en el proceso de fabricación rígido-flexible es preparar o limpiar el laminado. Independientemente de que tengan o no una capa adhesiva, los laminados con capas de cobre deben limpiarse previamente antes de pasar a otros procesos de fabricación.
2. Generación de patrones: Se realiza mediante serigrafía o fotografía.
3. Proceso de grabado: Ambos lados del laminado con el patrón del circuito se sumergen en un tanque de grabado o se rocían con una solución de agente grabador para grabar.
4. Proceso de perforación mecánico: Se utilizan sistemas de perforación de precisión o perforación técnica para perforar los orificios de circuito, las almohadillas y los patrones de orificios pasantes necesarios en los paneles de producción. Por ejemplo, la tecnología de perforación láser.
5. Proceso de revestimiento de cobre: ​​El objetivo del proceso de revestimiento de cobre es depositar el cobre requerido dentro de los orificios pasantes chapados para establecer interconexiones eléctricas entre las capas del tablero rígido-flexible.
6. Aplique la capa de cobertura: el material de la capa de cobertura (generalmente una película de poliimida) y el adhesivo se imprimen en la superficie del tablero rígido-flexible mediante serigrafía.
7. Laminación de la capa de cobertura: la laminación se lleva a cabo a temperaturas, presiones y límites de vacío específicos para garantizar la adhesión adecuada de la capa de cobertura.
8. Aplicar nervaduras de refuerzo: Se pueden aplicar nervaduras de refuerzo adicionales antes de procesos de laminación adicionales, dependiendo de los requisitos de diseño del tablero rígido-flexible.
9. Corte de tableros flexibles: utilice métodos de punzonado hidráulico o cuchillos de punzonado especializados para cortar el tablero flexible del panel de producción.
10. Pruebas y validación eléctricas: las placas rígido-flexibles se prueban eléctricamente de acuerdo con las pautas IPC-ET-652 para confirmar que el rendimiento del aislamiento, la interconexión, la calidad y el rendimiento de la placa de circuito cumplen con los requisitos de las especificaciones de diseño. Los métodos de prueba incluyen pruebas con sondas voladoras y sistemas de prueba de redes.

El proceso de fabricación rígido-flexible es una opción ideal para construir circuitos en las industrias médica, aeroespacial, militar y de telecomunicaciones porque estas placas de circuito tienen un rendimiento excelente y funciones precisas, especialmente en entornos hostiles.

Los ingenieros suelen confirmar este tema junto con las notas sobre la fabricación de circuitos flexibles y las placas de circuito impreso para transformadores de potencia al preparar un montaje fiable de PCB o PCBA.