"Con Rigid-Flex PCB, el futuro de la electrónica es a la vez flexible y fuerte". Todos estamos más o menos familiarizados con los PCB. Son las siglas de Printed Circuit Board (placa de circuito impreso). Nuestro mundo evoluciona día a día. La gente demanda aparatos electrónicos más cómodos. Esta gran demanda crea diferentes tipos de PCB: PCB rígido, flexible y rígido-flexible.
Las placas de circuito impreso rígido-flexibles tienen partes fijas y flexibles. Esto significa que puede disfrutar de ambas características al mismo tiempo. Como resultado, esta PCB abre una gran oportunidad para fabricar aparatos electrónicos únicos. En este artículo se explican los fundamentos de esta placa de circuito impreso. Nos centraremos principalmente en cómo se fabrica una PCB rígido-flexible. Para simplificar el debate, seguiremos un proceso paso a paso.
¿Qué es Rigid-Flex PCB?
Un circuito impreso rígido-flexible es un tipo de circuito impreso. Como su nombre indica, combina las características de los circuitos rígidos y flexibles. Así, se puede doblar y mantener la parte rígida a la vez. Debido a estas características duales, el PCB rígido-flexible es el preferido en muchas aplicaciones.
La construcción de las PCB rígido-flexibles es tan típica como la de las PCB rígidas y flexibles. La parte flexible tiene una base de poliamida, mientras que la rígida tiene placas FR4. La fabricación del PCB conecta estas capas mediante PTH (Plated Through Hole).
Las placas de circuito impreso rígido-flexibles se utilizan con frecuencia en diversos ámbitos. Se pueden encontrar en electrónica de consumo, dispositivos médicos, sistemas de automoción, etc. Los productos típicos son smartphones, tabletas, portátiles, navegadores de coche y sistemas de control.
¿Por qué son tan famosas las placas de circuito impreso rígido-flexibles en la industria electrónica?
Hay varias razones por las que el PCB rígido-flexible es tan famoso en la industria electrónica. Como sabe, tiene características de PCB rígido y flexible. Combinando todas estas características, puede disfrutar de los siguientes beneficios.
#1 Ahorro de espacio
Lo mejor de una PCB rígido-flexible es que ahorra espacio. Suelen ofrecer una configuración tridimensional. Puedes doblarla o plegarla, como más te guste. También puede instalar estas PCB de forma independiente en su gadget para reducir el tamaño. Además, tu gadget se vuelve más ligero y compacto.
#2 Flexibilidad de diseño
La placa de circuito impreso rígida-flexible ofrece una notable flexibilidad de diseño. Puede darle forma para adaptarse a cualquier geometría compleja. Y lo que es más importante, estas placas de circuito impreso pueden ofrecer flexión dinámica. Como sabe, esto es muy importante para las piezas móviles. Por tanto, una PCB rígido-flexible le permite diseñar estas piezas móviles de forma más eficiente.
#3 Conexión fiable
Otra ventaja importante es la fiabilidad de la conexión entre componentes. Cuando se utiliza PCB rígido-flexible, no se necesitan conectores ni cables. Elimina las molestias de la conexión adicional. Como resultado, puede obtener una conexión fiable.
#4 Montaje sencillo
La placa de circuito impreso rígida-flexible simplifica el proceso de montaje. Necesita menos componentes y conexiones, por lo que permite un montaje rápido. Como la placa rígido-flexible es fácil de instalar, casi no hay posibilidad de que se cometan errores.
#5 Mejora del rendimiento
Una placa de circuito impreso rígida-flexible puede manejar señales de alta frecuencia con menos interferencias. Su diseño integrado reduce la necesidad de conectores. Además, estas PCB también permiten realizar montajes sencillos. Todas estas ventajas se traducen en una menor resistencia eléctrica y un mejor rendimiento general.
#6 Larga duración
Una PCB Flex-rígida puede solucionar los problemas de contacto y calor extremo que provocan los cables y conectores. Como resultado, estas características mejoran drásticamente la fiabilidad del dispositivo. En general, las PCB rígido-flexibles duran mucho tiempo. Su forma robusta les permite doblarse y flexionarse una y otra vez. Hay que asegurarse de que el diseño y los materiales se eligen correctamente al fabricar las PCB.
Proceso de fabricación de PCB rígido-flexible: Un proceso detallado paso a paso
La fabricación de placas de circuito impreso rígido-flexibles consta de varios pasos. Dado que combina rígido y flexible, los pasos de fabricación de PCB también son detallados. UETPCB garantiza siempre la máxima calidad en la fabricación de circuitos impresos. Por lo tanto, UETPCB rígido-flex placas de circuito son estándares de clase mundial.
Paso #1 Diseño y simulación de PCB rígido-flexible
El primer paso es diseñar la placa rígido-flexible. Altium y Cadence se utilizan ampliamente para diseñar placas de circuito impreso en el mundo real. Al diseñar pilas de capas, lo más importante son las transiciones de rígido a flexible y la colocación de los componentes. Tras el diseño, también simulamos todo el producto. Comprobamos la calidad de la señal, el calor producido y las tensiones mecánicas.
Paso #2 Preparación del material base para la placa de circuito impreso flexible
La calidad de una placa de circuito impreso flexible depende en gran medida del material de base, que es una capa de polímero fina y flexible. La poliamida suele utilizarse como material de base para las placas de circuito impreso flexibles, pero también puede emplearse PET.
Primero se limpia el material de base y se prepara para la producción de PCB flexibles. A continuación, se utilizan adhesivos para pegar la lámina de cobre a la superficie.
Paso #3 Generación de patrones para Flex PCB
Como su nombre indica, este paso consiste en crear un patrón en una placa de circuito impreso flexible. En este caso, es necesario conocer la fotolitografía.
La fotolitografía es el proceso de producción de patrones de circuitos en placas de circuito impreso flexibles. Debe ser preciso. De lo contrario, existe la posibilidad de que se produzca un cortocircuito o se genere calor. Para este trabajo se utilizan métodos de filmación y grabado. En este caso, el grabado elimina el cobre sobrante y deja un patrón preciso.
Paso #4 Lámina de recubrimiento para placa de circuito impreso flexible
Tras la fotolitografía, aplicamos una máscara de recubrimiento o soldadura a la placa de circuito impreso flexible. El curado también es necesario para garantizar una adhesión y protección perfectas. Una vez finalizada esta fase, enviamos las placas de circuito impreso flexibles al laboratorio de pruebas. Una vez realizadas las pruebas, las placas de circuito impreso flexibles están listas para ser estratificadas con la placa de circuito impreso rígida.
Paso #5 Preparación del material base para la placa de circuito impreso rígida
Este paso también prepara el material base para las placas de circuito impreso rígidas, como las placas de circuito impreso flexibles. FR-4 es muy popular para este trabajo. También limpiamos y preparamos el material base para el revestimiento de cobre.
El revestimiento de cobre es un proceso que consiste en adherir una fina capa de cobre a la superficie del material base. UTPCB siempre presta especial atención a este paso. Una preparación adecuada garantiza la calidad de la placa de circuito impreso.
Paso #6 Generación de patrones de PCB rígida
Al igual que las PCB flexibles, las PCB rígidas también pasan por un proceso llamado fotolitografía. Como sabes, este paso es muy importante para que la PCB rígida funcione con precisión. UETPCB siempre realiza comprobaciones de calidad en esta fase para evitar errores. Una vez realizadas las pruebas, nuestra PCB rígida está lista para la estratificación.
Paso #7 Flex-Rigid Capa arriba
Este paso combina PCB flexibles y rígidos, de ahí el nombre de PCB rígido-flexible. En primer lugar, alineamos y laminamos las capas flexibles y rígidas. A continuación, aplicamos presión firme y calor para unir las capas de forma segura. Fijamos una parte específica de la PCB flexible en función de nuestro diseño.
Paso #8 Perforación mecánica
El taladrado crea interconectividad en la fabricación de placas de circuitos. Para ello, la mayoría de las veces utilizamos taladradoras CNC. Para garantizar una colocación exacta, también utilizamos herramientas de medición precisas.
Después de taladrar, comprobamos si el orificio taladrado es preciso. A continuación, limpiamos los restos y rebabas del agujero. En este caso, utilizamos aire a alta presión y cepillos.
Paso #9 Metalizado de agujeros pasantes
PTH, o Plating Through Hole, crea una ruta conductora entre capas. En los pasos anteriores, taladramos y creamos agujeros. Para hacer el PTH, utilizamos cobreado químico, que hace que la pared interior del agujero sea conductora. Una vez hecho esto, lo aclaramos y secamos para eliminar los productos químicos residuales.
Paso #10 Generación de patrones externos
En este paso, crearemos la capa más externa de PCB rígido-flexible. Una vez más, utilizaremos el proceso de fotolitografía para hacer los patrones externos. Para obtener patrones precisos, utilizaremos la técnica del grabado.
Paso #11 Máscara de soldadura
El objetivo principal de una máscara de soldadura es proteger el patrón del circuito de la oxidación. Es una fina capa de polímero de color verdoso. La gente también la llama "resistencia a la soldadura" o "tope de soldadura".
Utilizamos el método de serigrafía para aplicar una máscara de soldadura sobre los patrones de los circuitos. A continuación, curamos la máscara bajo luz UV para endurecerla.
Paso #12 Acabado superficial
Realizamos el acabado superficial de muchas formas. Depende principalmente del tipo de PCB. Solemos utilizar OSP, ENIG, plata por inmersión, estaño por inmersión, oro duro y oro blando.
Paso #13 Fresado
Este paso es necesario para crear diversos recortes y ranuras para los componentes. Utilizamos principalmente el fresado CNC para encaminar y cortar las placas de circuito impreso con las formas requeridas.
Paso #14 Formación
Por último, realizamos unos últimos procesos de conformado para ajustarnos a las especificaciones del diseño. Una vez hecho esto, trasladamos nuestra PCB rígida-flexible al laboratorio de pruebas. Una vez realizadas las pruebas, finalizamos la fabricación de la PCB rígida-flexible.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre PCB rígido-flexible y flexible?
Un circuito impreso rígido-flexible combina circuitos impresos rígidos y flexibles. Sólo las PCB rígidas son rígidas y estacionarias. Son simples y más gruesas que las PCB flexibles. Por el contrario, las PCB flexibles son finas y flexibles. La PCB rígida-flexible es a la vez flexible y robusta.
¿Qué material se utiliza en los PCB rígidos flexibles?
Dado que la PCB rígida-flexible combina dos tipos de PCB, utiliza dos materiales. La poliimida es el material predominante para las placas flexibles y el FR-4 para las rígidas. Esta combinación hace que los PCB rígido-flexibles sean más duraderos.
¿Cuáles son los ejemplos de rígido-flexible?
Las placas de circuito impreso rígido-flexibles están muy extendidas. Los smartphones, las cámaras digitales y los robots destacan como aparatos portátiles. Diversas piezas móviles de la maquinaria de fabricación necesitan estas placas de circuito impreso. Además, tienen miles de usos en coches y aviones.
Resumen
La fabricación de PCB rígido-flexibles implica varios pasos. Comienza con el diseño y la simulación de toda la placa de circuito impreso. A continuación, se fabrican por separado la PCB rígida y la PCB flexible. Más tarde, en el paso 7 se superponen estas dos PCB separadas.
Los pasos 8 y 9 crean varios orificios en la PCB. El paso 10 genera el patrón externo. Para proteger estos patrones, el paso 11 crea la máscara de soldadura. La etapa 12 da los acabados superficiales, mientras que las etapas 13 y 14 finalizan la estructura de la placa.
UETPCB es uno de los principales fabricantes de placas de circuito impreso rígido-flexibles. Si tiene alguna pregunta sobre el fabricante de placas de circuito impreso, por favor Contacto. Contamos con un equipo de expertos que estará encantado de responder a sus preguntas.