¿Qué tipos de dispositivos electrónicos forman parte de tu vida diaria? Pueden ser teléfonos inteligentes, computadoras, portátiles, tabletas, cámaras y otros dispositivos electrónicos. Un componente común que comparten estos dispositivos es su dependencia de placas de circuito impreso (PCB) para funcionar. Entre los diversos... tipos de PCBLas PCB flexibles destacan por sus propiedades y aplicaciones únicas. En este blog, analizaremos en detalle las PCB flexibles, desde su definición y construcción hasta sus tipos y aplicaciones.
¿Qué es una placa de circuito impreso flexible?
Una PCB flexible se refiere a un tipo de placa de circuito diseñada para doblarse, torcerse y adaptarse a diferentes formas sin perder funcionalidad. Se diferencia de las tradicionales. PCB rígidos Utiliza un material polimérico flexible, como poliimida o poliéster, como sustrato base en lugar de fibra de vidrio rígida. Las pistas conductoras de cobre se laminan sobre esta capa base de polímero flexible, creando una placa de circuito impreso delgada y flexible. La ausencia de refuerzo rígido permite que la PCB flexible se flexione, tuerza y contorsione dinámicamente durante su funcionamiento, lo que la hace ideal para aplicaciones con espacio limitado, peso limitado o que la PCB deba encajar en espacios reducidos o alrededor de superficies curvas.
PCB flexible: construcción y materiales utilizados
La PCB flexible consta principalmente de las siguientes capas:
- Sustrato flexible dieléctrico
La capa dieléctrica fundamental es esencial para construir las rutas conductoras. Por lo tanto, es crucial seleccionar un material adecuado para el sustrato flexible. Las opciones comunes incluyen poliimida, poliéster, PTFEy polímero de cristal líquido (LCP). Entre ellos, la poliimida es el material flexible más utilizado. material de sustrato debido a su durabilidad superior, características térmicas y ventajosa relación costo-rendimiento.
- Capa conductora
Las capas conductoras están compuestas de lámina de cobre o revestimiento de cobre laminado sobre el sustrato. Estas capas se graban para formar los patrones de circuito deseados, incluyendo pistas, almohadillas y vías. El cobre es el material más popular para las capas conductoras por su rentabilidad. Otras opciones incluyen tinta de plata, constantán, carbono, aluminio e inconel.
- Capa adhesiva
Fija firmemente el metal conductor al sustrato. Deberá ser muy selectivo al elegir los materiales adhesivos. Existen diferentes materiales adhesivos para placas de circuito, como epoxi, adhesivos sensibles a la presión y acrílico.
- Superposición
La capa se aplica en la parte superior del circuito flexible y su función es proteger las pistas de cobre de factores adversos como la humedad, el polvo y los contaminantes químicos. Puede prevenir eficazmente problemas como cortocircuitos eléctricos. El material de la capa suele ser poliimida, máscara de soldadura líquida fotoimagenable u otros materiales dieléctricos.
- Refuerzo
En ciertas situaciones, se puede añadir un material de refuerzo adicional a regiones específicas de la placa de circuito impreso flexible. El propósito de este refuerzo es proporcionar rigidez y soporte estructural donde sea necesario. Los materiales de refuerzo más utilizados incluyen poliimida adhesiva o laminados FR-4.
Diferentes tipos de placas de circuitos flexibles
Existen cuatro tipos principales de placas de circuito flexibles disponibles en el mercado. Se detallan a continuación:
Circuito flexible de un solo lado
Es uno de los diseños de circuitos más comunes. Su popularidad se debe a varias razones. Por ejemplo, son los más económicos y ofrecen variantes muy eficaces para diferentes aplicaciones flexibles.
Circuito flexible de doble cara
Es el segundo diseño más común para circuitos impresos flexibles. Resulta útil para todas aquellas aplicaciones que requieren una interconexión de circuitos de alta densidad. A diferencia de los circuitos de una sola cara, este diseño consta de dos capas metálicas conectadas mediante un orificio pasante. Un circuito estándar de doble cara contiene capas sucesivas de adhesivo y película de recubrimiento a ambos lados de una película base.
PCB flexible multicapa
Los circuitos flexibles multicapa constan de tres o más capas de materiales conductores separadas por capas dieléctricas aislantes. Son más caros que otros tipos de PCB debido a la complejidad de su construcción. Sin embargo, estas placas ofrecen varias ventajas sobre sus contrapartes de una o dos capas, como un mejor rendimiento eléctrico, funcionalidades avanzadas y mayor robustez mecánica.
PCB rígido-flexible
Como su nombre indica, se trata de una configuración híbrida que combina placas de circuito impreso rígidas y flexibles. La sección rígida soporta todos los componentes y refuerza los conectores. Por su parte, la sección flexible proporciona la conectividad completa para las diferentes secciones rígidas. Gracias a su fiabilidad, resistencia y flexibilidad, son populares en aplicaciones como la electrónica militar, aeroespacial, automotriz y comercial.
Las aplicaciones de la placa PCB flexible
Cuando se trata de fiabilidad, máxima adaptabilidad y flexibilidad, las placas de circuito impreso flexibles son extremadamente útiles. Estas son algunas de las aplicaciones más importantes de las placas de circuito impreso flexibles:
PCB flexibles en electrónica informática
Varios componentes principales de una computadora dependen de circuitos flexibles para su correcto funcionamiento. Por ejemplo, para mantener altas velocidades, los componentes de los discos duros deben ser flexibles. Al usar discos duros durante largos periodos, pueden calentarse. Esto significa que las placas de circuito deben ser capaces de soportar altas temperaturas. Aquí es donde entran en juego las placas de circuito impreso flexibles. Al igual que en las computadoras, se pueden encontrar placas de circuito impreso flexibles en otros dispositivos electrónicos, como consolas de videojuegos, televisores e impresoras.
Placas impresas flexibles en la electrónica automotriz
La mayoría del hardware electrónico automotriz utiliza circuitos flexibles. Por ejemplo, las unidades de gestión del motor, las computadoras y los controladores de airbags utilizan PCB flexibles. También encontramos placas PCB flexibles en sistemas de tablero, sistemas de frenos antibloqueo y paneles de instrumentos. Esta preferencia se debe a la capacidad única de las PCB flexibles para adaptarse a formas irregulares y espacios compactos, eliminando la necesidad de bridas o conectores voluminosos.
PCB flexibles en el campo médico
Las placas de circuito impreso flexibles son muy importantes en diversas aplicaciones médicas y farmacéuticas. La aplicación más popular de los circuitos flexibles es la cámara ingerible, comúnmente conocida como PillCam. Esta cámara ayuda a los médicos y profesionales de la salud a obtener una visión precisa del cuerpo humano. Además, las placas de circuito impreso flexibles se utilizan para crear prótesis realistas. Investigadores han introducido una técnica para imprimir circuitos en material flexible y orgánico. Este material es mucho más pequeño que las placas de circuito impreso flexibles típicas, por lo que puede moverse con naturalidad sin dañarse.
Ventajas y desventajas de la PCB flexible
Al igual que todos los demás tipos de placas de circuito impreso, también tiene ventajas y desventajas:
Ventajas de los PCB flexibles
Las placas de circuito flexibles ofrecen varias ventajas en comparación con las conexiones eléctricas convencionales. Estas son algunas de ellas:
- Elimina completamente las conexiones mecánicas.
- Tener la capacidad de producir una señal fuerte y confiable.
- Tolera temperaturas muy elevadas.
- Debido a su flexibilidad, no se rompe fácilmente, lo que lo hace confiable.
- Se puede doblar y plegar fácilmente, lo que da como resultado un tamaño más pequeño.
- Cubre un área muy pequeña debido a su menor tamaño.
- Los circuitos flexibles son livianos.
Desventajas de las placas de circuito flexibles
Esta placa tiene algunas desventajas. A continuación, se presentan algunas desventajas de los circuitos flexibles:
- Aunque es duradera, el costo inicial de esta placa de circuito es bastante alto.
- Es extremadamente difícil realizar cualquier cambio en esta placa de circuito después de finalizarla.
- Su reelaboración y soldadura requieren un equipo profesional de ingenieros.
¿Cuándo usar PCB flexible?
Las placas de circuito impreso flexibles están hechas de poliimida o un material similar. Toleran temperaturas extremas, incluso entre 200 y 400 °C. Por lo tanto, es fundamental utilizar un circuito flexible al desarrollar aplicaciones de alta temperatura y densidad. Por ejemplo, las mediciones de pozos en diversas industrias del gas y el petróleo son muy útiles. Además, soportan altas temperaturas y ofrecen una gran resistencia a los productos químicos, la radiación y la exposición a los rayos UV. Por lo tanto, son extremadamente útiles para todas las aplicaciones que involucran productos químicos, etc.
¿Por qué no utilizar exclusivamente PCB flexibles?
A pesar de las numerosas ventajas que ofrecen las PCB flexibles, como su versatilidad y adaptabilidad, no han sustituido por completo a las PCB rígidas. El principal impedimento es el coste. Las PCB flexibles suelen tener mayores costes de producción y material que sus homólogas rígidas. Por ello, muchas empresas optan por las PCB flexibles solo en aplicaciones que se benefician específicamente de sus propiedades únicas. Para los procesos generales de fabricación y montaje, se prefieren las PCB rígidas para gestionar y reducir los costes generales.
MOKO Technology produce diferentes tipos de placas de circuito impreso a un precio asequible. Gracias a la amplia experiencia de nuestro equipo, evaluamos cuidadosamente los requisitos específicos de su aplicación para seleccionar el tipo de placa de circuito impreso óptimo. Contáctenos para comenzar su proyecto ahora.
