Materiales y Construcción de Circuitos Flexibles: Fabricación de PCB Duraderos y de Alto Rendimiento

Los circuitos flexibles se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones. Pueden doblarse de forma segura para adaptarse a dispositivos electrónicos pequeños y complejos, lo que los hace ideales para equipos modernos como smartphones. Además, absorben fácilmente golpes y vibraciones en aplicaciones de alta exigencia.

Materiales Utilizados en Circuitos Flexibles

Mientras que la mayoría de los PCB estándar tienen una base de fibra de vidrio o metal, los núcleos de circuitos flexibles consisten en un polímero flexible. La mayoría de los PCB flexibles utilizan una película de poliamida (PI) como sustrato. La película de PI no se ablanda al calentarse, sino que mantiene su flexibilidad después del termoestablecimiento. Muchas resinas termoestables como la PI se vuelven rígidas tras el calentamiento, lo que convierte a la PI en un material superior para la construcción de PCB flexibles. La película de PI estándar no ofrece buena resistencia a la humedad ni al desgarro, pero la elección de una película de PI mejorada mitiga estos problemas.

Un PCB flexible también requiere un adhesivo o un material base especial para unir sus capas. Anteriormente, los fabricantes utilizaban solo adhesivos, pero este método reducía la fiabilidad del PCB. Para resolver estos problemas, desarrollaron PI sin adhesivo que se une al cobre sin necesidad de adhesivo. Este material permite diseños más delgados con menor riesgo de rotura de vías. En lugar de usar una máscara de soldadura para cubrir y proteger un circuito flexible, los fabricantes utilizan una película de recubrimiento (coverlay) también creada con PI. Si se desea que un área del PCB flexible sea rígida, el fabricante puede laminar un refuerzo (stiffener) en esa porción, pero la señal no puede viajar entre la parte flexible y el refuerzo.

Materiales para PCB Rígido-Flexibles

Un PCB rígido-flexible conecta materiales de PCB rígidos con materiales flexibles. El resultado se dobla solo en ciertas zonas, lo que hace la placa más resistente pero aún flexible. Si se necesita que la señal se transfiera entre la parte rígida y la flexible, será necesario diseñar un PCB rígido-flexible. En un diseño rígido-flexible, la parte flexible de la placa se asemeja a un circuito flexible típico. Mientras tanto, las secciones rígidas tienen materiales similares a los PCB rígidos estándar. Al igual que los PCB estándar, estas áreas rígidas suelen tener fibra de vidrio como material de sustrato. Los PCB rígido-flexibles multicapa también incluyen fibra de vidrio preimpregnada (prepreg) como capas de sustrato intermedias.

Estructuras de Apilado (Stackups) Comunes para Circuitos Flexibles

Los circuitos flexibles de una y dos capas tienen apilados comunes que se encuentran en muchos dispositivos electrónicos. Un circuito flexible de una capa suele incluir refuerzos creados con adhesivo sensible a la presión (PSA) y fibra de vidrio FR-4. Las piezas de FR-4 estabilizan cada extremo del PCB, mientras que una fina capa de PSA añade rigidez al centro de la placa. Dado que los PCB flexibles de doble capa tienen múltiples aplicaciones informáticas, tienden a tener conectores de fuerza de inserción cero (ZIF). El uso de PI como refuerzo en los extremos proporciona a la placa la flexibilidad necesaria para conectarse al conector ZIF.

Los PCB rígido-flexibles tienen diversas construcciones, pero un enfoque común implica cuatro capas rígidas y dos flexibles. Incluye un núcleo hecho de PI sin adhesivo que reduce los riesgos de rotura. Sobre esta capa y su película de cobre, dos capas de prepreg se conectan al adhesivo de recubrimiento y las capas de recubrimiento de la sección flexible. Las secciones rígidas reciben capas adicionales de cobre, fibra de vidrio y máscara de soldadura.

Cómo Elegir el Mejor Circuito Flexible para su Aplicación

El equipo de atención al cliente de MCL puede ayudarle a encontrar los mejores materiales y construcción para su PCB flexible o rígido-flexible. Visite nuestra página de contacto para dejarnos un mensaje en línea.