Lo que se debe y no se debe hacer en el diseño de circuitos flexibles (Capítulo Uno

Fecha de lanzamiento:2019-03-07

El circuito impreso flexible es tanto un dispositivo mecánico como un dispositivo eléctrico. Los conductores deben estar dispuestos de manera tal que el circuito funcione de manera adecuada y confiable. A diferencia de una placa de circuito impreso rígido (PCB), los circuitos flexibles se doblan, flexionan y, de lo contrario, se contraen para encajar en el ensamblaje final. Estas operaciones de flexión y flexión pueden tensar gravemente conductores internos mal encaminados.


El estándar industrial IPC-T-50 de la Asociación IPC Conectando Industrias Electrónicas define un circuito flexible como, “Una disposición con patrón de cableado impreso que utiliza material de base flexible con o sin capas de cubierta flexibles”. Un circuito flexible típico se forma al apilar cuatro tipos diferentes de capas primarias: la capa de base, una lámina metálica o una capa conductora , una capa adhesiva que une las otras capas y capas exteriores aislantes (cubiertas). Las placas multicapa apilan estas cuatro capas básicas según sea necesario para completar el diseño del circuito.


Las capas base y cubierta son típicamente un polímero flexible.

Película que crea la base del circuito flexible y proporciona la mayoría de las propiedades físicas y eléctricas del circuito. Se pueden usar varios materiales como películas de base, pero los circuitos más flexibles hoy en día usan películas de poliimida debido a sus excelentes propiedades eléctricas, mecánicas, químicas y térmicas.


El grosor normal del material de base generalmente cae entre 12 y 125 μm (0.5 a 5   Mils), pero son posibles bases más delgadas y más gruesas. Debería ser obvio que a medida que el material base se vuelve más delgado, el circuito se vuelve más flexible.


La capa de lámina metálica proporciona conectividad eléctrica para el circuito. Si bien se pueden usar diferentes metales, el metal más común que se encuentra en los circuitos flexibles es el cobre. Su alta maleabilidad, junto con una buena conductividad, lo convierte en un material ideal para aplicaciones flexibles.


Las láminas enrolladas y recocidas (RA) son la opción más común, aunque las láminas más delgadas pueden usar cobre electrodepositado (ED).


La película adhesiva de unión, como su nombre lo indica, fija la capa de lámina metálica al material de base, une las capas de base entre sí y también se adhiere a las cubiertas del circuito. Al igual que con las películas de base, las películas adhesivas están disponibles en diferentes espesores, que generalmente están determinados por la aplicación. Por ejemplo, se utilizan diferentes espesores de adhesivo en la creación de capas de cobertura para satisfacer las necesidades de relleno exigidas por láminas de cobre de diferente grosor. Las películas adhesivas más comunes que se usan en la actualidad están hechas de una base acrílica o epoxi modificada.


Cuando los circuitos se doblan o flexionan, el material hacia el exterior de la curva debe estirarse para cubrir el radio expandido, colocando ese material en tensión. Los materiales dentro de la curva, sin embargo, ven la fuerza de compresión a medida que la circunferencia de la curva interior se contrae.


En algún punto en el medio de la pila de materiales hay un área que ve poca o ninguna tensión o compresión. Esta área se llama el eje de flexión neutral. En un circuito flexible, se define de manera general como una región plana imaginaria sin un grosor que no sufre tensión ni compresión durante la flexión o flexión. A medida que las diferentes capas en el circuito flexible se alejan del eje de flexión neutral, las fuerzas de tensión y compresión se vuelven más severas y dañinas.


El eje de plegado neutro puede no estar en el centro exacto de la pila de material. La composición del material, el grosor y la cantidad de área cubierta por el material (como, por ejemplo, un plano de tierra de cobre en una capa frente a las trazas normales de cobre en otra) pueden desplazar el eje de la curva neutra desde la mitad de la pila


los  

diseñador debe generar un paquete de dibujo para muchos diseños de circuitos. Si bien es importante especificar completamente las características críticas, no especifique en exceso las características no críticas de un dibujo. La sobre especificación agrega costos, pero hace poco para aumentar la robustez.


Los buenos dibujos tienen una vista plana del circuito con dimensiones críticas solamente. Recuerde: los datos electrónicos (Gerber, DXF, OBD ++) definirán cada característica del circuito. Antes de que un fabricante pueda comenzar la configuración, el diseñador siempre debe comparar cada dimensión del dibujo con los datos electrónicos antes de comenzar la configuración. El fabricante del FCB y el cliente deben resolver cualquier discrepancia, lo que ocurre habitualmente antes de comenzar la fabricación del circuito. De lo contrario, las discrepancias encontradas después del inicio de la fabricación pueden agregar semanas al tiempo de entrega y, a menudo, incurrir en cargos adicionales.


No especifique el espesor del adhesivo en el dibujo. El dibujo solo debe especificar el grosor general del circuito y el grosor total de los dieléctricos críticos que impactan la impedancia.


Cada especificación de prueba en el dibujo tiene un costo asociado que se suma al costo final del circuito. Muchas pruebas que verifican las características eléctricas críticas del circuito, como la continuidad y la resistencia de aislamiento, son estándar. Sin embargo, al seleccionar pruebas opcionales, asegúrese de que cada prueba valga su costo.


Si un circuito flexible funciona de manera confiable cuando se dobla, depende de muchos factores de diseño, incluidos los radios de curvatura, el tipo y el espesor dieléctricos, el peso de la lámina, el revestimiento de cobre, la cantidad de capas, el espesor del circuito y si la aplicación es estática (doblada una vez para una instalación permanente). ) o dinámico (sigue una articulación articulada u otra parte móvil).


Los radios de curva cerrada aumentan la probabilidad de falla cuando se flexiona la tabla. Un método que se utiliza para indicar la fiabilidad del radio de curvatura es la relación entre el radio de curvatura y el grosor de la placa, denominada relación de curvatura. La mejor práctica para una operación confiable dicta un radio de curvatura de 10 × el grosor de la placa para flexión de una y dos caras, y 20 × el grosor de la placa para multicapas. Los radios por debajo de estas relaciones reducen la confiabilidad y pueden hacer que el diseño sea cuestionable


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