Proceso de Fabricación de PCB Flexible

Palabras clave: PCB Flexible, Placa de Circuitos Flexible

La mejora de la innovación en PCB Flexible ha avanzado enormemente las capacidades de los dispositivos electrónicos contemporáneos. Numerosas herramientas tecnológicas delicadas y sensibles las tienen en el núcleo de su diseño. Muchos dispositivos electrónicos, incluidos su teléfono celular, cámara, computadora, calculadora y muchos más, utilizan esta tecnología.

Descripción del PCB Flexible

Está construido utilizando poliamida como material de sustrato base. Esta sustancia, que se puede encontrar tanto de forma natural como artificial, se utiliza en diversos sectores, incluidas las industrias automotriz y de la confección. En comparación con las placas de circuito impreso rígidas convencionales, el pequeño tamaño y la alta densidad de conexiones eléctricas de los circuitos flexibles nos brindan grandes ventajas en ahorro de peso, espacio y dinero. Cuando se utiliza en la aplicación adecuada, esta tecnología puede reducir el costo total de las conexiones eléctricas hasta en un 70% y la cantidad de cableado utilizado hasta en un 75%.

Debido a sus ventajas notables, como su construcción flexible, pequeño volumen y peso ligero, compatibles con la tendencia hacia la miniaturización en el desarrollo de hardware, el PCB flexible está creciendo y obteniendo una amplia variedad de aplicaciones. Además de una potente flexibilidad, torsión y plegado, los PCB flexibles también pueden incorporar flexibilidad estática. Los PCB flexibles aumentan el grado de libertad en el diseño mecánico y de circuitos al extenderse en tres dimensiones. Además, al realizar el trazado en las superficies X, Y y Z con menos conexiones, se pueden reducir los errores de trabajo y ensamblaje de la máquina, y la fiabilidad y estabilidad de todo el sistema utilizado por los dispositivos electrónicos pueden aumentar significativamente. Los PCB flexibles se utilizan ampliamente en diversas industrias, incluidas computadoras, dispositivos especializados, instrumentos, equipos médicos, aviación y el ámbito militar. Además, nuevas áreas de aplicación para PCB flexibles, como cabezales flotantes remotos, repetidores, cámaras digitales, teléfonos celulares, pantallas de panel plano y PCBs HDI, han impulsado considerablemente el crecimiento de los PCB flexibles y han aumentado su participación en el mercado general de PCB.

Diseño del PCB Flexible

El PCB flexible se puede clasificar en los siguientes grupos según los tipos estructurales:

• PCB flexible de una sola cara, que es fácil de fabricar y tiene una construcción sencilla.
• El PCB flexible de doble cara tiene una estructura más compleja que el PCB flexible de una sola cara y es más difícil de controlar.
• PCB flexible multicapa, que tiene una estructura más compleja que el PCB flexible de 2 capas y es más difícil de fabricar con una calidad consistente.
• PCB rígido-flexible de una sola cara.
• PCB con flexión rígida de doble cara.
• PCB con varias capas rígido-flexibles.

Las tres primeras variedades de PCB flexibles — de una sola cara, doble cara y rígido-flexible multicapa — son más difíciles de construir porque tienen estructuras fundamentalmente más complejas.

Material del PCB Flexible

Según el desarrollo de la PCB adaptable, el material del sustrato protector, el cemento, la capa conductora metálica (lámina de cobre) y la capa de cubierta son los componentes que conforman la PCB flexible. La película aislante flexible, que sirve como portador y tiene un rendimiento mecánico y eléctrico excepcional, debe ser la parte esencial de las PCBs flexibles. El poliéster y la película de poliamida son materiales comunes, utilizándose este último con mayor frecuencia. Además de los materiales estándar, ahora están disponibles diferentes tipos de materiales de sustrato, como PEN y FR4 delgado, gracias al continuo desarrollo e investigación de nuevos materiales. El resto de este artículo le guiará a través de los pasos asociados con la creación de una Placa de Circuito Flexible.

Ciclo de Ensamblaje de Placas de Circuito Flexible en detalle

El sistema de ensamblaje es coordinado y metódico. Examinemos tres procesos de producción críticos:

Etapa 1: Construcción de la PCB Flexible

La etapa inicial es cuando la conservación del material esencial es el objetivo principal. La poliamida es el material fundamental utilizado para el circuito flexible. En comparación con el FR-4, este material es más costoso y debe utilizarse con precisión. Los circuitos deben mantenerse lo más cerca posible entre sí utilizando el método de asentamiento para un uso adecuado de la poliamida. Los siguientes sistemas se utilizan en la fabricación de PCBs modelo:

Bucleado: Está bien añadir un poco de contenido sobrante por encima del máximo del diseñador. La longitud de revisión y el ensamblaje del circuito son posibles gracias a este material extra, a veces referido como bucle de soporte.

Tamaño del canal: Dado que ofrece la mayor flexibilidad, debe elegir el cobre más delgado posible, especialmente para usar el circuito en aplicaciones dinámicas.

Grabado: Este sistema se utiliza para compensar cualquier pérdida isotrópica que pueda haber ocurrido durante la fabricación. La pérdida de ancho de línea durante esta operación es aproximadamente el doble del espesor de la lámina de cobre. El ancho de línea se ve afectado por varios factores, incluido el conductor, los diferentes tipos de cobre y las cubiertas de grabado.

Enrutado: Los cables pueden simplemente enrutarse. Simplemente organícese de manera que esté alineado con la curva y el pliegue. Reducir la tensión mejorará el plegado y la flexión.

Cree áreas de tierra entrelazadas si el reparto eléctrico es adecuado. Reducir el peso de la placa de circuito ayuda a la flexibilidad del circuito.

Etapa 2: Proceso de Ensamblaje de la placa de circuito impreso (PCB) Flexible

Centrémonos ahora en las láminas. Primero, el ancho y la separación de la pista. 375 micrómetros es el ancho mínimo de pista requerido para películas delgadas de polímero. La proporción ideal de corriente del circuito es transportada simultáneamente tanto por las películas de polímero nominalmente gruesas como por las películas de polímero a base de plata. Dependiendo del diseño y uso, el diámetro de las aberturas en las PCBs flexibles podría variar.

Tamaño de las aberturas: El fabricante puede diseñar aberturas pequeñas y un diseño de PCB muy propenso a la flexibilidad. Con la tecnología actual, hacer aberturas tan pequeñas como 25 micrómetros parece factible.

El chaflán es una técnica que permite distribuir la tensión y duplicar el área superficial de la almohadilla. Debe chaflanar todas las almohadillas y las áreas de aterrizaje en sus circuitos flexibles. Para crear una unión de soldadura fuerte, los orificios pasantes chapados son la mejor opción. Chapado de botón: En este caso, se puede crear un orificio pasante chapado de reemplazo. Los fabricantes utilizan cobre para diseñar vías y orificios pasantes.

Etapa 3: Preste mucha atención a las limitaciones físicas

Los fabricantes abordan problemas de capa de cubierta y recubrimiento de cubierta en esta estrategia. Le ofrecemos un par de capas de cubierta de proceso típicas:

Las películas con respaldo de adhesivo, dado que están hechas de componentes no refinados, son razonables para aplicaciones de circuitos flexibles dinámicos. La mayoría de las veces, las películas con soporte adhesivo se utilizan para cubrir PCBs hechos a medida.

Fundas fluidas imprimibles por pantalla: Las fundas fluidas imprimibles por pantalla se utilizan frecuentemente con películas de polímero gruesas y son prácticas.

Un polímero fluido y en película que puede utilizarse en fotografía. Es el procedimiento de recubrimiento más moderno e incorpora algunas características sorprendentes como:

• Sirve como cubierta de soldadura y evita que la soldadura cause cortocircuitos en las trazas.
• Protege contra daños internos y externos en los circuitos impresos.
• Evita que los circuitos se energicen externamente.
• Los PCBs flexibles se distinguen de otras soluciones tradicionales al ofrecer una variedad de conectividad y fiabilidad.