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PCB flexible de doble cara

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DESCRIPCIÓN GENERAL

Artículo PCB flexibles
Capa máxima 8L
Trazado/espacio mínimo de capa interior 3/3mil
Trazado/espacio mínimo de capa exterior 3,5/4 mil
Cobre máximo de la capa interna 2 onzas
Capa exterior de cobre máx. 2 onzas
Perforación mecánica mínima 0,1 mm
Perforación mínima con láser 0,1 mm
Relación de aspecto (perforación mecánica) 10:1
Relación de aspecto (perforación láser) /
Tolerancia del orificio de ajuste a presión ±0,05 mm
Tolerancia a la PTH ±0,075 mm
Tolerancia NPTH ±0,05 mm
Tolerancia del avellanado ±0,15 mm
Espesor del tablero 0,1-0,5 mm
Tolerancia del espesor del tablero (<1,0 mm) ±0,05 mm
Tolerancia del espesor del tablero (≥1,0 mm) /
Tolerancia de impedancia De un solo extremo: ±5Ω(≤50Ω),±10%(>50Ω)
Diferencial: ±5Ω(≤50Ω), ±10%(>50Ω)
Tamaño mínimo del tablero 5*10mm
Tamaño máximo del tablero 9*14 pulgadas
Tolerancia de contorno ±0,05 mm
BGA mín. 7mil
SMT mínimo 7*10mil
Tratamiento de superficies ENIG, dedo dorado, plata de inmersión, estaño de inmersión, HASL (LF), OSP, ENEPIG, oro flash; chapado en oro duro
Máscara para soldar Verde,Negro,Azul,Rojo,Verde mate
Liquidación mínima de máscara de soldadura 3mil
Presa de máscara de soldadura mínima 8mil
Leyenda Blanco, Negro, Rojo, Amarillo
Ancho/alto mínimo de leyenda 4/23 mil
Ancho del filete 1,5+0,5 mil
Arco y giro /
Tabla de contenido
Artículo principal (H2)

Los PCB flexibles de doble cara son la clave para hacer que los dispositivos electrónicos modernos sean delgados, flexibles y eficientes. Estas placas de circuitos versátiles se utilizan en teléfonos inteligentes, tecnología portátil, aplicaciones aeroespaciales y automotrices, y ofrecen una flexibilidad de diseño increíble y una integridad de señal mejorada.

Mano-sosteniendo-un-PCB-flexible-enrollado-con-conectores

Comprensión de los PCB flexibles de doble cara

Los PCB flexibles de doble cara, también conocidos como placas de 2 capas o bicapas, cuentan con dos capas conductoras en cada lado de un material base flexible. Este diseño permite circuitos más complejos y compactos en comparación con los PCB rígidos tradicionales.

Definición y estructura básica

Los PCB flexibles de doble cara constan de dos capas de cobre conductor separadas por una capa aislante, generalmente hecha de poliimida. Estas capas se unen entre sí mediante un adhesivo, aunque algunos diseños utilizan una construcción sin adhesivo para una mayor flexibilidad. Las capas de cobre pueden tener trazas en ambos lados, conectadas a través de orificios pasantes chapados (PTH), lo que permite diseños de circuitos más complejos.

La flexibilidad de estos PCB les permite doblarse y torcerse sin dañar las rutas conductoras. Esta característica es particularmente beneficiosa en aplicaciones donde el espacio es limitado o donde la PCB debe moverse durante el funcionamiento.

Obtenga más información sobre el diseño de PCB flexibles: Una guía para los requisitos de diseño de PCB flexibles

Comparación con PCB flexibles de una cara y multicapa

Hoja de PCB flexible amarilla con múltiples diseños recortados

PCB flexibles de una cara

  • Estructura: Los PCB flexibles de una cara tienen una capa conductora en un lado del sustrato aislante. El otro lado permanece desnudo o cubierto con una capa protectora.
  • Aplicaciones: Se utiliza en diseños simples y de baja densidad, como electrodomésticos y aparatos electrónicos de consumo básicos.
  • Ventajas: Son más fáciles y económicos de fabricar, lo que los hace ideales para aplicaciones sensibles a los costos.
  • Limitaciones: Complejidad de circuito limitada y menos opciones de conexión en comparación con los diseños de doble cara o multicapa.

PCB flexibles de doble cara

  • Estructura: Estos PCB tienen capas conductoras en ambos lados del sustrato aislante. Permiten circuitos más complejos y compactos.
  • Aplicaciones: Adecuado para diseños de complejidad media, incluidos telecomunicaciones, automoción y dispositivos médicos.
  • Ventajas: Mayor flexibilidad de diseño, mayor densidad de cableado y capacidad de montar componentes en ambos lados.

Limitaciones: Más complejo y costoso de fabricar que los PCB de una cara, pero aún más económico que los PCB multicapa.

PCB-flexible-naranja-con-componentes-y-una-sección-ampliada

PCB flexibles multicapa

  • Estructura: Los PCB flexibles multicapa tienen tres o más capas conductoras separadas por capas aislantes. Estas capas están interconectadas a través de vías, creando una estructura más compleja.
  • Aplicaciones: Se utiliza en aplicaciones de alta densidad y alto rendimiento, como dispositivos médicos avanzados, sistemas aeroespaciales y electrónica de consumo de alta gama.
  • Ventajas: Mayor densidad de cableado, rendimiento óptimo y máxima flexibilidad de diseño.
  • Limitaciones: Es el más complejo y costoso de fabricar, y requiere técnicas y materiales de fabricación avanzados.

Lea sobre los PCB multicapa: Guía completa sobre PCB multicapa

Configuraciones y tipos de PCB flexibles de doble cara

Los PCB flexibles de doble cara vienen en varias configuraciones y tipos, cada uno de ellos diseñado para satisfacer necesidades específicas. Comprender estas configuraciones y tipos puede ayudarlo a elegir la PCB adecuada para su aplicación.

Detalles de configuración

Una PCB flexible de doble cara presenta dos capas conductoras, una a cada lado de un material base flexible. Normalmente, este material base es poliimida, conocida por su excelente flexibilidad, resistencia al calor y durabilidad. La capa de poliimida actúa como base, proporcionando una superficie estable pero flexible para las pistas de cobre.

Estructura de circuito flexible de doble capa

En un circuito flexible de doble capa, las capas conductoras están separadas por la base de poliimida. Se graban patrones de seguimiento personalizados en ambos lados de este sustrato. Estos patrones se pueden interconectar mediante orificios pasantes recubiertos de cobre (PTH), que facilitan las conexiones eléctricas entre las dos capas. Esta estructura permite diseños de circuitos más complejos y una funcionalidad mejorada sin aumentar el grosor total de la placa.

Tipos de circuitos flexibles de doble cara

Los circuitos flexibles de doble cara se pueden personalizar en función de la presencia de capas protectoras y PTH. Estos son los principales tipos:

Con capa de cobertura, sin PTH

Este tipo presenta una capa protectora en uno o ambos lados, pero no incluye PTH. La capa de cubierta agrega durabilidad y protege los circuitos de factores ambientales como el polvo y la humedad. Sin embargo, dado que no hay PTH, las conexiones entre las dos capas deben realizarse mediante métodos alternativos, como la tecnología de montaje superficial (SMT).

Sin PTH ni capa de cobertura

Estos circuitos carecen tanto de PTH como de una capa de cobertura. Generalmente se utilizan en aplicaciones donde el circuito no requiere mucha protección contra elementos externos y donde las conexiones capa a capa son innecesarias. Esta configuración es más sencilla y puede resultar más rentable para usos específicos.

Con PTH y capa de cobertura

Este tipo incluye tanto PTH como una capa protectora. Los PTH permiten conexiones eléctricas sencillas entre las dos capas conductoras, mientras que la capa de cubierta ofrece mayor protección y durabilidad. Esta configuración es ideal para aplicaciones que requieren conexiones robustas y confiables, como en las industrias automotriz o aeroespacial.

Con PTH, sin capa de cobertura

Estos circuitos tienen PTH pero carecen de una capa de cobertura. Los PTH proporcionan las interconexiones necesarias entre capas, lo que los hace adecuados para diseños que requieren múltiples conexiones. Sin embargo, sin la capa de cobertura, estos circuitos podrían ser más susceptibles a sufrir daños por factores ambientales. Por lo general, se utilizan en entornos controlados donde la protección es una preocupación menor.

Materiales utilizados en PCB flexibles de doble cara

Elegir los materiales adecuados es crucial para el rendimiento y la durabilidad de las PCB flexibles de doble cara. Los distintos materiales ofrecen distintas resistencias, lo que los hace adecuados para aplicaciones específicas. Exploremos los materiales comunes utilizados y sus propiedades.

Pila de PCB flexibles de color naranja con múltiples conectores

Descripción general de los materiales

Los PCB flexibles de doble cara están fabricados con una variedad de materiales, cada uno seleccionado por sus propiedades únicas. Los principales materiales incluyen poliimida (PI), FR-4, PET, LCP y PEN, junto con otras opciones como acero y aluminio para necesidades específicas.

Propiedades detalladas del material

Poliimida (PI)

La poliimida es una opción popular para los PCB flexibles de doble cara debido a su excelente flexibilidad y resistencia al calor y a los productos químicos.

  • Flexibilidad: La poliimida es muy flexible, lo que la hace perfecta para aplicaciones que requieren que la PCB se doble o tuerza.
  • Resistencia al calor: Puede soportar altas temperaturas, lo cual es esencial para aplicaciones expuestas al calor.
  • Resistencia química: La poliimida resiste diversos productos químicos, lo que garantiza longevidad y confiabilidad en entornos hostiles.

Aplicaciones: Wearables, dispositivos médicos, electrónica aeroespacial.

FR-4 (Retardante de llama 4)

FR-4 es un material laminado rígido comúnmente utilizado en PCB estándar y como refuerzo en PCB flexibles.

  • Aislamiento electrico: FR-4 proporciona un excelente aislamiento eléctrico y protege los circuitos.
  • Rentabilidad: Es asequible, lo que la convierte en una opción rentable para muchas aplicaciones.
  • Resistencia al calor: Puede soportar altas temperaturas sin degradarse.

Aplicaciones: Electrónica de potencia, electrónica de automoción.

PET (Tereftalato de polietileno)

El PET es un plástico común utilizado en PCB flexibles por su resistencia química y asequibilidad.

  • Resistencia química: El PET resiste diversos productos químicos, lo que garantiza su durabilidad.
  • Ligero: Es liviano, lo que contribuye a la reducción general del peso del dispositivo.
  • Asequibilidad: El PET es rentable, lo que lo convierte en una opción popular para aplicaciones con presupuesto limitado.

Aplicaciones: Teclados de membrana, sensores, displays flexibles.

LCP (polímero de cristal líquido)

LCP es un material de alto rendimiento conocido por su excelente resistencia química y térmica.

  • Alto rendimiento: LCP ofrece un rendimiento superior en comparación con otros materiales.
  • Resistencia química y térmica: Resiste productos químicos y altas temperaturas, asegurando confiabilidad.
  • Estabilidad dimensional: LCP mantiene su forma y tamaño bajo diferentes condiciones.

Aplicaciones: Electrónica automotriz e industrial.

PEN (Naftalato de polietileno)

PEN logra un equilibrio entre costo y rendimiento, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren flexibilidad y tolerancia a la temperatura moderadas.

  • Flexibilidad: PEN es lo suficientemente flexible para diversas aplicaciones.
  • Resistencia al calor: Puede soportar calor moderado, lo que lo hace versátil.
  • Claridad óptica: PEN ofrece buena claridad óptica, lo que resulta útil en aplicaciones específicas.

Aplicaciones: Pantallas flexibles, células solares, dispositivos médicos.

Otros materiales

El acero y el aluminio también se utilizan en PCB flexibles de doble cara, principalmente por su resistencia y propiedades de disipación de calor.

  • Acero y Aluminio: Estos materiales proporcionan alta resistencia y son excelentes para la disipación del calor. Sin embargo, añaden peso y reducen la flexibilidad en comparación con otros materiales.

Aplicaciones: Requisitos de alta resistencia y disipación de calor.

Explore más sobre los materiales de PCB: Tipos más comunes de materiales de PCB

Consideraciones de estructura y diseño

El diseño de PCB flexibles de doble cara requiere una profunda comprensión de su estructura y una consideración cuidadosa de varios elementos de diseño. Esto garantiza un rendimiento y una fiabilidad óptimos.

Estructura de capas

Una PCB flexible de doble cara consta de varias capas. De arriba a abajo, estos incluyen:

  • Cubierta
  • Adhesivo
  • Hoja de cobre
  • Adhesivo (opcional)
  • sustrato
  • Adhesivo (opcional)
  • Hoja de cobre
  • Adhesivo
  • Cubierta
Diagrama de una PCB flexible que muestra capas y componentes.

Consejos de diseño

Al diseñar PCB flexibles de doble cara, ciertas consideraciones pueden afectar significativamente la efectividad y confiabilidad del producto final.

Elegir la lámina de cobre adecuada

La elección de la lámina de cobre es crucial para el rendimiento de la PCB:

  • Aplicaciones estáticas:

Lámina de cobre recocido laminada: Este tipo de lámina de cobre es suave y dúctil, lo que la hace ideal para aplicaciones estáticas donde la PCB no está sujeta a flexiones frecuentes. Ayuda a resistir el estrés mecánico y mantiene la integridad a lo largo del tiempo.

  • Aplicaciones de alta densidad de componentes:

Lámina de cobre electrodepositada: Para aplicaciones que requieren patrones de circuitos finos y mayor densidad de componentes, se prefiere la lámina de cobre electrodepositada. Tiene una superficie más suave, lo que permite diseños más precisos e intrincados.

Seleccionar el proceso de laminado apropiado

El proceso de laminado afecta la flexibilidad y el espesor general de la PCB:

  • Proceso no adhesivo:

Ventajas: Este proceso reduce el espesor total de la PCB y mejora su flexibilidad. Es ideal para aplicaciones donde el espacio y la flexibilidad son críticos.

Consideraciones: Requiere una selección cuidadosa de materiales compatibles para evitar problemas durante la fabricación.

  • Proceso adhesivo:

Ventajas: Se utiliza más comúnmente debido a que los procesos de fabricación son más sencillos. Proporciona una fuerte adhesión entre capas.

Consideraciones: Aumenta el grosor total de la PCB, lo que podría afectar la flexibilidad. Es fundamental equilibrar el espesor del adhesivo para mantener la flexibilidad deseada.

Conozca los conceptos básicos del diseño de PCB: Guía completa sobre conceptos básicos y diseño de PCB

Comprenda el diseño de PCB: Diseño de PCB: una guía completa

Ventajas de los PCB flexibles de doble cara

Los PCB flexibles de doble cara ofrecen numerosas ventajas que los hacen indispensables en diversas aplicaciones electrónicas modernas. Sus propiedades únicas brindan importantes beneficios, mejorando el rendimiento y la confiabilidad de los dispositivos electrónicos.

PCB flexible curvado con secciones etiquetadas

Flexibilidad de diseño

Una de las características destacadas de los PCB flexibles de doble cara es su flexibilidad de diseño. Estos PCB pueden adaptarse a diseños complejos, lo que permite a los diseñadores crear circuitos complejos que serían imposibles con placas rígidas. 

La capacidad de doblarse y flexionarse repetidamente sin dañar los circuitos los hace ideales para aplicaciones que requieren movimiento o espacios reducidos. Ya sea un teléfono plegable o un dispositivo portátil compacto, los PCB flexibles de doble cara brindan la adaptabilidad necesaria para adaptarse a diseños innovadores.

Montaje de componentes versátil

Los PCB flexibles de doble cara admiten una amplia gama de configuraciones de montaje de componentes, lo que mejora su versatilidad:

  • Componentes de orificio pasante: Estos PCB pueden acomodar fácilmente componentes con orificios pasantes, proporcionando conexiones robustas que son esenciales para ciertas aplicaciones.
  • Tecnología de montaje en superficie (SMT): Admiten componentes SMT, que son cruciales para aplicaciones de alta densidad donde el espacio es un bien escaso.
  • Unión de cables: La capacidad de utilizar unión por cables añade otra capa de flexibilidad, lo que permite diversas técnicas de interconexión.

Esta versatilidad garantiza que los PCB flexibles de doble cara puedan satisfacer las necesidades de diversos proyectos electrónicos, desde dispositivos simples hasta equipos industriales complejos.

Compacto y ligero

El perfil delgado de los PCB flexibles de doble cara es una ventaja significativa, especialmente en la era de la miniaturización. Los dispositivos electrónicos modernos son cada vez más pequeños y ligeros, y estos PCB desempeñan un papel crucial en esta tendencia. 

Al utilizar sustratos más delgados y materiales flexibles, los diseñadores pueden reducir el tamaño y el peso total del dispositivo. Esto es especialmente beneficioso en la electrónica portátil, donde cada gramo y milímetro cuenta. Como resultado, los dispositivos se vuelven más compactos y fáciles de transportar, sin sacrificar la funcionalidad ni el rendimiento.

Reducción de errores de cableado

El cableado manual es propenso a errores, lo que puede provocar circuitos defectuosos y mayores costos de producción. Los PCB flexibles de doble cara reducen significativamente estos errores mediante procesos de producción automatizados. La fabricación automatizada garantiza precisión y coherencia, minimizando el riesgo de error humano. 

Esto conduce a una mayor confiabilidad y calidad en el producto final. Además, los procesos automatizados pueden manejar diseños complejos que serían desafiantes o imposibles de lograr manualmente, mejorando aún más las capacidades de los PCB flexibles de doble cara.

Integridad de señal mejorada

Integridad de la señal es crucial en la electrónica moderna, especialmente para aplicaciones de alta velocidad y alta frecuencia. Los PCB flexibles de doble cara ofrecen una integridad de señal mejorada debido a su diseño:

  • Rastros más cortos: Con dos capas disponibles para el enrutamiento, los diseñadores pueden crear trazas más cortas, reduciendo el retraso y la pérdida de señal.
  • Aislamiento del ruido: La estructura de dos capas permite un mejor aislamiento de las señales sensibles de las fuentes de ruido, mejorando el rendimiento general.
  • Planos de tierra dedicados: Tener una capa adicional permite el uso de planos de tierra dedicados, lo que reduce aún más la interferencia y mejora la claridad de la señal.

Estos factores contribuyen a obtener señales más limpias con menos interferencias, lo que hace que las PCB flexibles de doble cara sean ideales para aplicaciones como sintonizadores de radio, procesamiento de datos de alta velocidad y otros dispositivos electrónicos sensibles.

PCB flexible procesado en una perforadora FPC

Aplicaciones de PCB flexibles de doble cara

Los PCB flexibles de doble cara son increíblemente versátiles, lo que los hace adecuados para una amplia gama de aplicaciones en diversas industrias. Sus propiedades únicas les permiten satisfacer las demandas tanto de la electrónica de consumo cotidiana como de los equipos industriales especializados.

Comunicación

En las redes de comunicación existen tres problemas: 

  • Las máquinas se sacuden y vibran, lo que puede dañar los componentes electrónicos.
  • Algunos lugares se calientan, lo que puede freír los circuitos.
  • Las ondas de radio fuertes pueden alterar las señales.

Con la ayuda de placas de circuito impreso (PCB) flexibles de doble cara, estos problemas se pueden resolver fácilmente. Como están hechos de materiales especializados como la poliimida, pueden doblarse y soportar el calor. Además, tienen dos lados para cables, lo que ayuda a ahorrar espacio y hace que funcionen mejor.

Aeroespacial

Los PCB rígidos se prefieren más en el espacio y en los aviones, ya que las cosas pueden ponerse difíciles debido a las temperaturas y vibraciones extremas. Como son más duros, pueden manejarlo mejor. 

Otra razón por la que se utilizan es su capacidad para crear muchas capas para funciones complejas. Aunque los PCB flexibles se pueden doblar y caber en espacios reducidos, no son tan fuertes como sus homólogos de varias capas. 

Por lo tanto, en el espacio y los aviones, los PCB rígidos, con su resistencia y complejidad en capas, se utilizan más que los flexibles.

Se utiliza donde el peso y el espacio son cruciales. También son una opción común para aplicaciones satelitales.

Electrónica de consumo

A medida que los teléfonos inteligentes y las computadoras se reducen y se vuelven más livianos, la capacidad de plegarse está emergiendo como una tendencia clave. Por lo tanto, los PCB flexibles se han vuelto vitales para esta industria, ya que permiten diseños compactos y flexibles sin comprometer la funcionalidad. En electrónica más simple con menos capas, los PCB flexibles de doble cara son una solución ideal.

Utilizado en teléfonos plegables, dispositivos portátiles y cascos de realidad virtual.

Industria automotriz

A diferencia de los PCB flexibles tradicionales de una sola cara, los de doble cara ofrecen una mayor flexibilidad de diseño y pueden acomodar circuitos más complejos. Esto los hace especialmente adecuados para diversas aplicaciones en la exigente industria automovilística.

Utilizado en paneles de control de asientos, electrónica del volante.

Otras industrias

Los PCB flexibles de doble cara también se utilizan en una variedad de otras industrias, lo que demuestra su versatilidad:

  • Médico: Utilizado en dispositivos médicos por su confiabilidad y flexibilidad.
  • Industrial: Ideal para equipos industriales que requieren PCB duraderos y adaptables.
  • Militar: Adecuado para aplicaciones militares por su robustez y capacidad para funcionar en condiciones extremas.
  • Muestra: Se utiliza en pantallas flexibles, lo que permite diseños de pantalla innovadores.
  • Robótica: Esencial para sistemas robóticos que requieren circuitos precisos y flexibles.

Explore las ventajas y aplicaciones de los PCB flexibles: ¿Qué es una PCB flexible: ventajas y aplicaciones?

Desafíos en la fabricación

Es difícil:

  • Asegure detalles precisos en ambos lados del circuito flexible, incluso durante repetidas flexiones.
  • Mantenga una perfecta alineación entre capas durante todo el proceso de doblado.
  • Evite que las capas se separen o se despeguen bajo estrés.
  • Cree conexiones confiables a través de múltiples capas con suficiente espacio circundante para mayor resistencia.
  • Gestione la resistencia eléctrica y la reactancia dentro del circuito a medida que se flexiona.
  • Evite que las secciones rígidas se rompan durante el doblado.
  • Controle las fuerzas y tensiones generadas por el calor y la flexión.
  • Asegúrese de que las conexiones eléctricas permanezcan intactas durante los ciclos de flexión.
  • Maneje, procese y ensamble circuitos delicados de manera segura y eficiente.
  • Utilice componentes dentro del circuito que puedan doblarse sin comprometer el rendimiento.
  • Predecir y tener en cuenta los cambios en las propiedades eléctricas debido a diversas configuraciones de flexión.

Conclusión

Los PCB flexibles de doble cara ofrecen numerosas ventajas, lo que los hace esenciales en la electrónica moderna. Su flexibilidad de diseño, compacidad e integridad de señal mejorada los convierten en una opción superior para circuitos innovadores y confiables.

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