¿Qué es el apilamiento de PCB rígido y flexible?

En el acelerado mundo tecnológico actual, los dispositivos electrónicos son cada vez más avanzados y compactos. Para satisfacer las demandas de estos dispositivos modernos, las placas de circuito impreso (PCB) continúan evolucionando e incorporando nuevas técnicas de diseño. Una de esas tecnologías es el apilamiento de PCB rígido y flexible, que ofrece muchas ventajas en términos de flexibilidad y confiabilidad.Esta guía completa explorará qué es una pila de placas de circuito rígido-flexible, sus beneficios y su construcción.

Antes de profundizar en los detalles, repasemos primero los conceptos básicos del apilamiento de PCB:

El apilamiento de PCB se refiere a la disposición de diferentes capas de placas de circuito dentro de una sola PCB. Se trata de combinar varios materiales para crear tableros multicapa que proporcionan conexiones eléctricas. Tradicionalmente, con un apilamiento de PCB rígido, solo se utilizan materiales rígidos para toda la placa. Sin embargo, con la introducción de materiales flexibles, surgió un nuevo concepto: el apilamiento de PCB rígido-flexible.

Entonces, ¿qué es exactamente un laminado rígido-flexible?

Una pila de PCB rígido-flexible es una placa de circuito híbrida que combina materiales de PCB rígidos y flexibles. Consiste en capas alternas rígidas y flexibles, lo que permite que la placa se doble o flexione según sea necesario manteniendo su integridad estructural y funcionalidad eléctrica. Esta combinación única hace que los apilamientos de PCB rígidos y flexibles sean ideales para aplicaciones donde el espacio es crítico y se requiere flexión dinámica, como dispositivos portátiles, equipos aeroespaciales y dispositivos médicos.

Ahora, exploremos los beneficios de elegir una pila de PCB rígido-flexible para sus dispositivos electrónicos.

En primer lugar, su flexibilidad permite que el tablero encaje en espacios reducidos y se ajuste a formas irregulares, maximizando el espacio disponible. Esta flexibilidad también reduce el tamaño y el peso total del dispositivo al eliminar la necesidad de conectores y cableado adicional. Además, la ausencia de conectores minimiza los posibles puntos de fallo, aumentando la fiabilidad. Además, la reducción del cableado mejora la integridad de la señal y reduce los problemas de interferencia electromagnética (EMI).

La construcción de una pila de PCB rígido-flexible implica varios elementos clave:

Generalmente consta de múltiples capas rígidas interconectadas por capas flexibles. El número de capas depende de la complejidad del diseño del circuito y de la funcionalidad deseada. Las capas rígidas suelen consistir en FR-4 estándar o laminados de alta temperatura, mientras que las capas flexibles son poliimida o materiales flexibles similares. Para garantizar una conexión eléctrica adecuada entre capas rígidas y flexibles, se utiliza un tipo único de adhesivo llamado adhesivo conductor anisotrópico (ACA). Este adhesivo proporciona conexiones eléctricas y mecánicas, lo que garantiza un rendimiento confiable.

Para comprender la estructura de una pila de PCB rígido-flexible, aquí hay un desglose de la estructura de la placa de PCB rígido-flexible de 4 capas:

Capa superior:
La máscara de soldadura verde es una capa protectora aplicada sobre PCB (placa de circuito impreso)
Capa 1 (capa de señal):
Capa base de Cobre con restos de Cobre Chapado.
Capa 2 (Capa interior/capa dieléctrica):
FR4: Este es un material aislante común utilizado en PCB, que proporciona soporte mecánico y aislamiento eléctrico.
Capa 3 (capa flexible):
PP: La capa adhesiva de polipropileno (PP) puede proporcionar protección a la placa de circuito.
Capa 4 (capa flexible):
Capa de cubierta PI: La poliimida (PI) es un material flexible y resistente al calor que se utiliza como capa superior protectora en la parte flexible de la PCB.
Capa de cobertura AD: proporciona protección al material subyacente contra daños causados ​​por el entorno externo, productos químicos o rayones físicos.
Capa 5 (capa flexible):
Capa base de cobre: ​​otra capa de cobre, normalmente utilizada para trazas de señales o distribución de energía.
Capa 6 (capa flexible):
PI: La poliimida (PI) es un material flexible y resistente al calor que se utiliza como capa base en la parte flexible de la PCB.
Capa 7 (capa flexible):
Capa base de cobre: ​​otra capa más de cobre, normalmente utilizada para trazas de señales o distribución de energía.
Capa 8 (capa flexible):
PP: El polipropileno (PP) es un material flexible que se utiliza en la parte flexible de la PCB.
Cowerlayer AD: proporciona protección al material subyacente contra daños causados ​​por el entorno externo, productos químicos o rayones físicos.
Capa de cubierta PI: La poliimida (PI) es un material flexible y resistente al calor que se utiliza como capa superior protectora en la parte flexible de la PCB.
Capa 9 (Capa interior):
FR4: Se incluye otra capa de FR4 para soporte mecánico adicional y aislamiento eléctrico.
Capa 10 (capa inferior):
Capa base de Cobre con restos de Cobre Chapado.
Capa inferior:
Máscara de soldadura verde.

Tenga en cuenta que para una evaluación más precisa y consideraciones de diseño específicas, se recomienda consultar con un diseñador o fabricante de PCB que pueda proporcionar análisis detallados y recomendaciones basadas en sus requisitos y limitaciones específicos.

En resumen:

El apilamiento de PCB rígido y flexible es una solución innovadora que combina las ventajas de los materiales de PCB rígidos y flexibles. Su flexibilidad, compacidad y confiabilidad lo hacen adecuado para diversas aplicaciones que requieren optimización del espacio y flexión dinámica. Comprender los conceptos básicos de los apilamientos rígido-flexibles y su construcción puede ayudarle a tomar decisiones informadas al diseñar y fabricar dispositivos electrónicos. A medida que la tecnología continúa avanzando, la demanda de apilamiento de PCB rígido-flexible aumentará sin duda, lo que impulsará un mayor desarrollo en este campo.