Doblado y plegado de circuito impreso flexibles
Los circuitos flexibles son ideales para muchas de las necesidades electrónicas actuales. Es ligero, compacto y, si se diseña adecuadamente, extremadamente robusto. Sin embargo, debido a que se dobla, un circuito flexible tiene algunos requisitos muy específicos que son diferentes a los de los circuitos rígidos tradicionales. Los materiales, la arquitectura del circuito, la colocación de las características y el número de capas en el circuito deben ser considerados en el proceso de diseño. También hay que tener en cuenta el grado de curvatura del circuito, el grado de rigidez de la curvatura, la forma de la misma y la frecuencia con la que se flexionará el circuito. Si se definen cuidadosamente las prioridades de la aplicación y el diseño, y se reconocen las exigencias únicas de los circuitos flexibles, el diseñador puede trabajar dentro de estos requisitos para aprovechar todo el potencial de la tecnología.
Cálculo de la longitud de la placa flexible
La pregunta más frecuente que recibimos sobre los circuitos flexibles es "¿cuánto puedo doblar un flexible?". La respuesta estándar del IPC es 10 veces el grosor del material. Hay una sección en el IPC-2223 que ofrece información razonable sobre los cálculos del radio de curvatura. Pero hay otros factores que deben tenerse en cuenta a la hora de diseñar un circuito flexible de alta fiabilidad.
Con áreas flexibles cortas, cuatro capas flexibles unidas son más fáciles de doblar que 2+2 capas flexibles con espacio de aire.
Hay una serie de factores que pueden influir en el rendimiento de un circuito cuando se flexiona. Entre ellos se encuentran:
- Cuanto más cerca esté el eje de flexión neutro del centro de la pila de materiales del circuito, más uniformemente se distribuirán las fuerzas entre las otras capas del circuito cuando se flexione
- Ángulo de flexión: cuanto menos se flexione un circuito, menor será el riesgo de daños
- Espesor del circuito: un menor grosor reduce el riesgo de que se dañe cuando se flexiona
- Radio de curvatura: un radio mayor ayuda a reducir el riesgo de daños
- Frecuencia de flexión: una construcción que podría no ser aceptable para una aplicación dinámica, en la que el circuito se flexionará regularmente, puede ser aceptable en un circuito diseñado para doblarse sólo una vez para su instalación.
- Materiales: la selección adecuada de los materiales por su capacidad para adaptarse a la flexión y la forma en que transmiten esas fuerzas a otras capas en la zona de la curva mejorará el rendimiento
- Construcción: los diseñadores deben evitar colocar en la zona de la curva, o cerca de ella, elementos que sean especialmente vulnerables a las fuerzas generadas en la zona de la curva, o que puedan debilitar la estructura del circuito circundante cuando se flexione
Realizamos una simulación de costes de fabricación con un diseño de circuito rígido-flexible real y un equivalente rígido-cable-rígido comparativo. Los BoMs de los componentes para la comparación se diferenciaban únicamente en el cable y los conectores necesarios para la versión no rígida. Para nuestra simulación, el diseño tradicional se compone de placas de cuatro capas que utilizan cable y conectores flexibles entre ellas, mientras que el diseño de circuito rígido-flexible es una circuito impreso de cuatro capas con dos capas flexibles interiores. El coste de fabricación de ambos diseños se basa en los presupuestos reales de los fabricantes de circuito impreso, e incluye el coste de montaje.
REDUCIR EL GROSOR TOTAL DE LA circuito impreso FLEXIBLE EN LA ZONA DE FLEXIÓN
- Reducir el peso del cobre base (y los correspondientes espesores del adhesivo) o reducir el espesor del dieléctrico.
- Utilice materiales de base sin adhesivo. Los materiales sin adhesivo suelen reducir el grosor inicial de cada sustrato en 12-25um (0,0005"- 0,0010") en comparación con los sustratos con base adhesiva.
- Eliminar el chapado de cobre en los conductores en la zona de flexión (región dinámica) utilizando selectivos (chapado de almohadillas/sólo chapado de botones) permitiendo que el circuito tenga una mayor flexibilidad.
Dado que las normas del IPC están redactadas de forma conservadora para tener en cuenta muchos factores que pueden afectar a la resistencia de los circuitos, es posible lograr con seguridad relaciones de flexión inferiores a las estándar. Sin embargo, debido al número de factores que pueden afectar al rendimiento con relaciones de flexión inferiores a las recomendadas, es muy recomendable que los diseñadores trabajen con un fabricante de circuitos flexibles con experiencia en el desarrollo de estos diseños.
