Integridad estructural y los desafíos del diseño de placas de circuito impreso rígido flexibles

Con la aparición de los rígido flexibles, hemos podido, más que nunca, montar una mayor cantidad en un factor de forma más pequeña. Aparte de aquello, los diseños rígido flexibles tienen una ventaja sobre los diseños rígidos en cuanto a peso y fiabilidad. Podría escribir un blog sólo sobre las ventajas de los rígido flexibles, pero eso lo dejaré para otro día. El rígido flexible es excelente, pero existen ciertas cosas que debe tomar en cuenta cuando trabaja con él. Lo que quiero hacer resaltar en este blog son los desafíos de ruteo en cuanto al diseño rígido flexible. Si le gustaría aprender sobre otros desafíos, le animo a leer nuestro informe técnico  sobre el tema.

El ruteo de la región flexible

En cuanto al ruteo de la región flexible de su diseño de placa de circuito impreso, existen ciertas cosas que debe tomar en cuenta. Obviamente, la diferencia principal entre el ruteo de un diseño flexible y uno rígido es que la parte flexible es móvil.

Como ejemplo, los circuitos flexibles tienen requerimientos que están  dentro de tres categorías principales, definidas dentro del estándar de diseño para placas impresas flexibles, el IPC 2223C (“Design Standard for Flex Printed Boards”, en inglés). Cada una de estas clases tiene sus propios requerimientos y limitaciones.

• Flexión para instalar

• Flexión dinámica

• Plegado de una sola instancia

Cada una de estas categorías tiene una especificación de flexión mínima para los flexibles y rígido-flexibles, que es calculado como un factor de la deformidad a la que fue sometida el cobre, un múltiple del grosor de flexión final, y el conteo de las capas.

Esto implica que no sólo existen consideraciones eléctricas, pero también consideraciones físicas, que se deben controlar. Ahora se debe preocupar de la deformación del cobre en cuanto al agrietamiento y rasgados, lo que crea más restricciones referentes a lo que puede y no puede realizar. 

Por ejemplo, puede tener vías, pero está mal visto poner vías en la región de flexión debido al estrés que agrega al conductor. Además, deberá crear las vías con perfil de lágrima por esta misma razón.

En cuanto se trata de cambiar de anchura, debe hacerlo de manera gradual, y no de forma abrupta. Cada vez que tiene una pista que entra un pad, especialmente cuando se encuentran alineadas en fila, como por ejemplo en un terminador de circuito flexible (se muestra a continuación), ésta formará un punto débil en el cual el cobre estará desgastado con el tiempo. A menos que se vaya a aplicar un rigidizador (“stiffener” en inglés) o un pliegue de una sola instancia, es aconsejable de realizar una disminución progresiva desde los pads.

^{Disminuya los trazos para aumentar la durabilidad. La imagen a la izquierda muestra la opción no preferida, con el punto débil marcado por una línea entrecortada. La imagen a la derecha muestra la opción preferida.}

Cuando trabaja con los circuitos flexibles, debe pensar del alivio de tensión para las áreas de flexión. Para ayudar aliviar los puntos de presión, es aconsejable de distribuir sus trazos de manera uniforme. Además, el añadir conductores anchos cerca de las porciones externas de su diseño flexible le dará más solidez a su diseño, para evitar rasgaduras.

 

^{Trazos de cobres en capas adyacentes (imagen superior), no recomendado, y trazos escalonados de capas adyacentes (imagen inferior), que muestra la capa de protección (“coverlay”, en inglés) y película base.}

Si debe realizar ruteos flexibles de doble cara, cerciórese de escalonar sus trazos en lugar de que estén unos encima de otros. Esto asistirá en aliviar la tensión en su circuito, lo que permitirá que tenga un producto más fiable.

El tema del diseño rígido flexible es bastante amplio, y existen muchas cosas a considerar, pero diría que, si debe recordar una sola cosa, seria “Doble, pero no lo rompa.” Este es un circuito móvil, y ahora debe pensar en su integridad estructural. Para saber más sobre los desafíos de crear un diseño rígido flexible, vea este informe técnico gratuito sobre la superación de los desafíos del diseño de placas de circuito impreso rígido flexibles.

Sobre el autor

Alexsander se incorporó a Altium como ingeniero técnico de márketing y trae años de experiencia a nuestro equipo. Su pasión por el diseño electrónico, en combinación con su experiencia práctica de negocios, ofrece una perspectiva única al equipo de márketing en Altium. Alexsander se graduó de UCSD, una de las 20 mejores universidades del mundo, donde obtuvo un título en ingeniería eléctrica.

Contenido adicional por Alexsander Tamari