Una comprensivaGuía de Rigid-FPCB lex

La miniaturización de los dispositivos electrónicos avanza rápidamente. La integridad de la señal, el coste del sistema y la fiabilidad se están convirtiendo en grandes retos para los ingenieros. Para satisfacer las crecientes necesidades de miniaturización de los dispositivos electrónicos, la solución de PCB rígido-flexible se está popularizando. 

Como su nombre indica, las placas de circuitos flexibles aportan flexibilidad y capacidad de doblado a las placas electrónicas. Los términos "rígido" y "flexible" implican que la placa de circuitos tiene regiones rígidas y flexibles, lo que la hace adecuada para una amplia gama de aplicaciones, especialmente en la industria aeroespacial y militar. El uso de placas de circuitos flexibles elimina las conexiones de cableado tradicionales. La flexibilidad y capacidad de doblado de las placas de circuitos se fabrican principalmente con material de poliimida en lugar de FR4, que solo se utiliza en PCB rígidas. La flexibilidad de estas placas de circuitos les permite adaptarse a formas y espacios complejos, lo que las hace ideales para aplicaciones militares, aeroespaciales, electrónica portátil, cámaras y teléfonos inteligentes. 

Este artículo le ayudará a comprender y aprender el proceso de fabricación de PCB rígido-flexibles, su diseño y sus consideraciones de costo. Tanto si es un experto como si es un principiante, esta guía le preparará para empezar a fabricar su PCB rígido-flexible.

¿Qué es una PCB rígido-flexible?

Las PCB rígido-flexibles son un tipo de placa de circuito que combina las ventajas de las placas de circuito rígido y flexible, ofreciendo una alta flexibilidad y resistencia a la tracción. Esto las convierte en una opción popular en aplicaciones como dispositivos médicos, aplicaciones militares, la industria aeroespacial, cámaras y teléfonos inteligentes. Su flexibilidad permite al usuario integrarlas en empaques con geometrías complejas con precisión y exactitud. 

Principalmente, se utiliza material de poliimida para lograr flexibilidad. pLas propiedades del material de oliimida ofrecen un mayor grado de flexibilidad en comparación con el material FR4 estándar, utilizado en las PCB rígidas tradicionales. La constante dieléctrica, o simplemente Dk El valor del material de poliimida está entre 3.0 y 3.5, lo que es mejor en comparación con el material FR4, que tiene 3.5. y 4.0. Los materiales de poliimida más comunes para PCB rígido-flexibles son Nelco y Rogers. Para PCB exclusivamente flexibles, generalmente se prefiere Kapton.  

Las PCB rígidas-flexibles generalmente se clasifican en PCB rígidas-flexibles de una sola cara, PCB rígidas-flexibles de doble cara y PCB rígidas-flexibles multicapa.

  

1. PCB rígido-flexible de un solo lado: La PCB rígido-flexible de una sola cara es la más básica. Estas placas de circuito constan de una sola capa conductora sobre un sustrato flexible. Se perforan orificios en el sustrato para permitir el paso de los componentes durante el proceso de soldadura. Se suele utilizar una cubierta de poliimida para proteger la placa de circuito de las inclemencias del tiempo.

2. PCB rígido-flexible de doble cara: Estas placas de circuito rígido-flexibles constan de dos capas conductoras. Los orificios pasantes chapados se perforan para establecer la conexión eléctrica entre las capas.

3. PCB rígido-flexible multicapa: A diferencia de una PCB rígido-flexible de doble cara, una PCB rígido-flexible multicapa consta de más de dos capas conductoras. Los orificios pasantes (PTH) se perforan para establecer las conexiones eléctricas entre las multicapas. Estas placas de circuito impreso tienen un diseño complejo en comparación con otras PCB rígido-flexibles, pero se consideran una solución eficaz en situaciones donde se requieren problemas de diafonía, alta densidad de componentes y requisitos de impedancia.  

Acerca de PCBasic

El tiempo es dinero en tus proyectos – y PCBbásico Lo entiende. PCBásico es un empresa de montaje de PCB que ofrece resultados rápidos e impecables en todo momento. Nuestro completo Servicios de montaje de PCB Incluyen soporte de ingeniería experta en cada paso, lo que garantiza la máxima calidad en cada placa. Como empresa líder fabricante de montaje de PCB, Ofrecemos una solución integral que optimiza su cadena de suministro. Colabore con nuestra avanzada Fábrica de prototipos de PCB Para entregas rápidas y resultados superiores en los que puede confiar.

Beneficios de las PCB rígido-flexibles

 

Las PCB rígido-flexibles ofrecen muchas ventajas únicas en comparación con las PCB rígidas tradicionales. Estas placas de circuito están diseñadas para adaptarse a geometrías complejas y lograr un alto grado de fiabilidad.

  

1. Las placas rígidas-flexibles se utilizan a menudo en aplicaciones militares dondey Deben soportar condiciones ambientales adversas. El material de poliimida utilizado en las placas rígido-flexibles recubre los conductores y protege la placa de circuito de las condiciones ambientales adversas.

2. El espacio se convierte en un factor crucial en aplicaciones como la aeroespacial y la defensa, donde se requieren compacidad y ligereza. Las PCB rígido-flexibles...' Su capacidad de adaptarse a cualquier forma les permite ahorrar espacio y hacerlos livianos.

3. En aplicaciones de defensa, las placas de circuitos son más propensas a vibraciones fuertes, como en el caso de las aeronaves. La capacidad de las placas de circuito rígido-flexibles para doblarse y flexionarse les permite absorber vibraciones fuertes.

4. A diferencia de las PCB rígidas tradicionales, las PCB rígido-flexibles se pueden reinstalar sin sufrir daños. Normalmente, una PCB rígido-flexible estática puede doblarse hasta 100 veces.

5. Las placas de circuito rígido-flexibles ofrecen a los diseñadores libertad creativa para crear formas tridimensionales y de diversas formas. Estas formas complejas y diversas suelen ser necesarias en aplicaciones como equipos de fitness y dispositivos portátiles de monitorización de la salud. 

6. La capacidad de las PCB rígido-flexibles de flexionarse y doblarse sin romperse les permite absorber impactos mecánicos y vibratorios. Esto las hace más fiables y duraderas en comparación con las placas de circuito rígido tradicionales.

Aplicaciones de PCB rígido-flexible

La electrónica moderna exige dispositivos compactos e inteligentes que incorporen las PCB rígido-flexibles. Estas PCB se utilizaron inicialmente en la industria militar para fabricar productos fiables y ligeros. Actualmente, se utilizan ampliamente en casi todas las industrias.

  

1. Dispositivos médicos: Las PCB rígido-flexibles se utilizan en dispositivos médicos que requieren compacidad e inteligencia, como sensores flexibles y dispositivos de monitorización portátiles. Los dispositivos cardíacos, como los marcapasos, se están volviendo cada vez más sofisticados e inteligentes. Estos dispositivos incorporan un circuito flexible para lograr compacidad, ligereza y fiabilidad.    

2. Electrónica de consumo: Las PCB rígidas-flexibles se utilizan cada vez más en productos electrónicos de consumo debido a su capacidad para adaptarse a espacios complejos como computadoras, portátiles, teléfonos inteligentes y cámaras.

3. Industria aeroespacial: La industria aeroespacial requiere dispositivos robustos, compactos y ligeros que resistan las duras condiciones ambientales. Las placas de circuito rígido-flexibles satisfacen estas necesidades y se utilizan ampliamente en una amplia gama de aplicaciones aeroespaciales, como aeronaves, drones, aviónica y dispositivos para misiones espaciales. El rover de la NASA para Marte también...ses las placas de circuitos rígido-flexibles, que están a unos 140 millones de millas de la Tierra.

4. Aplicaciones militares: Las placas de circuito rígido-flexible se utilizan en aplicaciones militares donde el espacio, el peso, la confiabilidad del sistema y el rendimiento son parámetros críticos, como misiles, aviones de combate, radios militares y cargas útiles de vigilancia.

5. Industria automotriz: Los avances en la industria automotriz están en rápido crecimiento, como la invención de los vehículos de conducción automática. Estos vehículos avanzados utilizan placas de circuito rígido-flexibles para sus paneles de control y sistemas de cableado interno.   

6. Robótica: El auge de la IA y el desarrollo de robots autónomos con capacidad de decisión exigen una placa de circuito impreso más fiable. Las PCB rígido-flexibles alcanzan los estándares de compatibilidad para espacios complejos y se utilizan cada vez más en el campo de la robótica.

Consideraciones de diseño para PCB rígido-flexibles

Al diseñar PCB rígido-flexibles, es importante considerar cuidadosamente algunos parámetros de diseño, como el radio de curvatura, el espesor del material y las tensiones mecánicas, etc.

1. Calcular el radio de curvatura: Es importante calcular el radio de curvatura de su PCB rígido-flexible para garantizar su flexibilidad sin sufrir daños. El radio de curvatura mide la facilidad con la que se dobla una zona flexible de una placa de circuito. El cálculo correcto del radio de curvatura de su PCB rígido-flexible garantiza que esta resista el número de dobleces requerido.

Número de capas	Radio de doblaje
1 o un solo lado solamente	Espesor en mm x 6
2 o dos caras	Espesor en mm x 12
Tablero de 3 o multicapa	Espesor en mm x 24

2. Número de veces que hay flexibilidad: Antes de comenzar el diseño de la PCB, determine el número de veces que se flexionará. Esto le dará una idea de si diseña una PCB rígida-flexible estática o dinámica.

3. Se recomienda elegir material de poliimida para la parte flexible de la PCB y FR4 para la sección rígida.

4. Se recomienda que los orificios pasantes revestidos (PTH) siempre estén al menos a 0.5 mm de distancia del área de curvatura.

5. Evite siempre las flexiones de 90°. La inclinación perpendicular puede romper la tabla.

6. No utilice orificios pasantes chapados en la parte flexible o cerca del área de flexión. de la sección flexible.

7. Las PCB rígido-flexibles son más propensas al calor, lo que puede dañarlas. Por lo tanto, es fundamental una gestión térmica adecuada para evitar el sobrecalentamiento.

8. El apilado de las PCB desempeña un papel importante en la precisión de la placa de circuito. Las PCB multicapa rígido-flexibles tienen más de dos capas conductoras. La correcta alineación de las capas conductoras garantiza la integridad de la señal y mejora el rendimiento general.

9. La alineación adecuada de los conductores y la adhesión entre las capas son esenciales para mantener la integridad y el rendimiento del circuito conservando la máxima flexibilidad.

10. Al diseñar PCB rígidos-flexibles, respete siempre el estándar IPC 6013 de PCB rígidos-flexibles.

Proceso de fabricación de PCB rígido-flexibles

A diferencia de la fabricación de PCB rígidas, las PCB rígido-flexibles son complejas y requieren un cuidado minucioso para evitar errores y lograr una flexibilidad precisa. Los pasos clave para la fabricación de PCB rígido-flexibles son:

   

1. Diseño esquemático: En el primer paso, el ingeniero de diseño de PCB diseña el esquema de la PCB rígido-flexible. El ingeniero de diseño especifica todas las piezas rígidas y flexibles del esquema siguiendo la norma IPC 6013.

2. Selección de materiales: En este paso, se seleccionan los materiales para las piezas rígidas y flexibles. Normalmente, se utiliza poliimida o Kapton para la pieza flexible, y material FR4 para la pieza rígida.

3. Proceso de laminación: Las partes rígidas y flexibles de la PCB están laminadas bajo temperaturas extremas para que la PCB logre una fuerte unión mecánica.

4. Perforación y revestimiento: Se perforan orificios pasantes chapados para crear las conexiones eléctricas entre las capas conductoras de la placa rígida-flexible.

5. Colocación de componentes: Los componentes se colocan en las almohadillas. Se aplica pasta de soldadura y se realiza soldadura por reflujo para fijarlos a la placa.

6. Pruebas e inspección finales: Finalmente, utilizando diferentes máquinas de inspección, se realizan pruebas para identificar errores o fallos, si los hubiera.

Consideraciones de costos para PCB rígido-flexibles

Las PCB rígido-flexibles son caras, sin duda. Su costo inicial es mayor debido al uso de materiales especializados, un proceso de fabricación único y consideraciones de diseño adicionales.

1. Eficiencia del ensamblaje rígido-flexible: El costo inicial de estas placas de circuito puede ser mayor, pero reducen el número de conectores y cables, lo que facilita el proceso de ensamblaje. Esto mejora la eficiencia general del proceso, lo que a su vez reduce los costos de mano de obra y los errores.

2. Ahorro de costes: El costo inicial de las placas de circuitos rígidos-flexibles es más alto, pero el costo a largo plazo se reduce debido a la confiabilidad.

3. Producción de alto volumen y costo: Una forma de reducir el costo inicial de los tableros rígido-flexibles es aumentar el volumen de producción. Al aumentar la producción, el costo unitario de fabricación disminuye.

4. Desarrollo de prototipos y costos: El desarrollo es un proceso iterativo. En la fase de prototipo, los cambios y modificaciones del diseño pueden afectar el presupuesto general del producto. Es importante considerar estos factores durante la etapa de planificación para garantizar un desarrollo rentable del producto. 

¿En qué se diferencian las PCB rígido-flexibles de las PCB rígidas tradicionales?

La PCB rígido-flexible es una placa que se puede flexionar y doblar. Su flexibilidad la hace ideal para aplicaciones donde el tamaño, el espacio y la forma son cruciales. Como su nombre indica, la placa de circuito rígido-flexible consta de partes rígidas y flexibles. La parte rígida está fabricada con material FR4, mientras que la parte flexible utiliza poliimida o Kapton para aumentar su flexibilidad. La constante dieléctrica de la poliimida es mucho mejor que la del FR4, lo que la hace ideal para la parte flexible de la PCB. Según el grado y el uso de la flexibilidad, las PCB rígido-flexibles se clasifican en placas de una cara, de doble cara y multicapa. Estas placas se utilizan principalmente en interconexiones de alta densidad, aplicaciones militares y electrónica portátil.

Por otro lado, las PCB rígidas tradicionales no tienen partes flexibles. Se fabrican principalmente con material FR4. A diferencia de las PCB rígido-flexibles, las PCB rígidas no absorben vibraciones fuertes y se dañan fácilmente. Su rigidez las hace inadecuadas para geometrías complejas.

Descripción general de flexibilidad y rigidez-flexibilidad

Tanto las placas de circuito impreso flexibles como las rígido-flexibles son tipos de PCB y se utilizan para fines específicos. Las placas de circuito impreso flexibles se pueden flexionar y doblar sin sufrir daños. Se utilizan cuando se requiere ligereza, compacidad y un menor número de conectores. En las PCB flexibles, se suele utilizar poliimida o Kapton para lograr flexibilidad. El valor DK mejorado de estas placas de circuito impreso les permite lograr flexibilidad y capacidad de doblado. Según el grado de flexibilidad y capacidad de doblado, las PCB flexibles se clasifican en dos tipos.

1. PCB flexibles estáticos: Si una PCB flexible está diseñada para que solo pueda flexionarse menos de 100 veces durante su vida útil, este tipo de PCB flexible se denomina PCB flexible estática. Las PCB flexibles estáticas generalmente se doblan solo durante el proceso de ensamblaje. No están diseñadas para flexionarse después del ensamblaje. Una vez instalada la placa de circuito impreso en el producto final, permanece estática.

2. PCB flexibles dinámicos: Si una PCB flexible está diseñada para flexionarse regularmente, se denomina PCB flexible dinámica. Estas placas de circuito pueden soportar miles de ciclos de flexión.

   

Por otro lado, las PCB rígido-flexibles combinan las ventajas de las PCB rígidas y flexibles. En las placas de circuito impreso rígido-flexibles, una parte de la PCB es rígida, donde se encuentran todos los componentes, y la otra es flexible para la interconexión entre ambas. Según el tipo de aplicación, se conectan uno o más circuitos flexibles a las placas rígidas. Las PCB rígido-flexibles ofrecen numerosas ventajas, como flexibilidad, capacidad de doblado, robustez, resistencia a vibraciones y ahorro de espacio, lo que las hace ideales para aplicaciones como dispositivos médicos, defensa, dispositivos portátiles y electrónica de consumo.  

Diferencia entre FFC y FPC

El cable plano flexible (FFC) es un cable simple con cables en ambos extremos sin circuitos adicionales. Se utiliza principalmente para la interconexión entre módulos. Por otro lado, el circuito impreso flexible (FPC) es un cable con cables en ambos extremos y circuitos adicionales. Es más complejo que el FFC. Tanto el FFC como el FPC están diseñados para aplicaciones especiales.

   

PCBasic: un proveedor de PCB rígido-flexibles de China

  

Seleccionar al profesional adecuado para el trabajo adecuado siempre es crucial. En la fabricación de PCB rígido-flexibles, PCBasic es el proveedor de confianza. Estas son las razones por las que debería considerar a PCBasic para su diseño rígido-flexible.

1. Estándares de alta calidad: Contamos con procedimientos integrales de prueba y control que garantizan controles de calidad en cada etapa del ciclo de producción. Estamos orgullosos de tener un ISO9001 y QS9000 Sistema de calidad para cumplir con los estándares internacionales.

2. Precio competitivo: Las PCB rígido-flexibles son caras, y lo sabemos. Por eso, ofrecemos precios muy competitivos para maximizar la rentabilidad de nuestros clientes. Creemos en construir relaciones a largo plazo. 

3. Fiabilidad: Somos un proveedor líder de PCB rígido-flexibles en China y a nivel internacional. Nuestro equipo técnico cumple estrictamente con los estándares y procedimientos para garantizar la excelencia del producto. Nuestras estrictas políticas impiden el uso de componentes o piezas incorrectas, lo que garantiza la fiabilidad y durabilidad del producto final. Contamos con más de 10 años de experiencia en la fabricación de PCBA. Entregamos a nuestros clientes placas de circuito rígido-flexibles con un rendimiento preciso.

4. Capacidades técnicas: Nuestro equipo técnico puede manejar sus complejas PCB rígido-flexibles con facilidad. Contamos con un equipo de expertos capaz de resolver cualquier problema que pueda surgir durante el proceso de fabricación.