Métodos de terminación exclusivos de los circuitos flexibles

Tara Dunn
|  Creado: September 15, 2019  |  Actualizado: September 10, 2020
Métodos de terminación exclusivos de los circuitos flexibles

¿Cuáles son los métodos de terminación para circuitos impresos más habituales?

Creo que es importante señalar que básicamente todo conector que se podría elegir para una placa de circuito impreso rígido puede montarse también en un circuito flexible. Conectores SMT y taladrados tradicionales, conectores circulares de alta densidad, conectores D-Subminiatura, conectores de pin y toma, con o sin plomo, son todas opciones que pueden tenerse en cuenta para los materiales flexibles. Dicho esto, voy a desviarme ligeramente del tema con la advertencia de que NO debe olvidarse la revisión e implementación de las normas de diseño recomendadas cuando se necesiten endurecedores para ayudar a sujetar el área de los conectores. En muchos casos, los propios conectores son más pesados que los materiales flexibles, lo que puede ocasionar tensión y el agrietamiento del conductor si no se añade un endurecedor de apoyo. Pero volviendo a nuestro tema, en la entrada del blog de hoy hablaremos de varios métodos de terminación que son exclusivos de los circuitos flexibles: los conectores ZIF, las patillas flexibles sin soporte y los contactos de crimpado.

Conectores ZIF (Zero Insertion Force, fuerza de inserción cero):

los conectores de fuerza de inserción cero son uno de los métodos de conexión cada vez más populares que ofrecen varias ventajas. El circuito flexible puede introducirse y sacarse varias veces con poco desgaste mecánico sobre las pistas de cobre. Los conectores ZIF suelen contener mecanismos de enganche mecánico que se acoplan a las pistas expuestas para garantizar una conexión duradera y resistente. Introducir el circuito flexible directamente en el conector ZIF de la placa rígida puede eliminar la necesidad de un conector de acoplamiento que podría ocasionar una reducción en el perfil de conexión, manteniendo al mínimo el coste y el peso.

Hay varias cosas que se deben tener en cuenta a la hora de diseñar un circuito flexible que se vaya a acoplar directamente a un conector ZIF. En primer lugar, el grosor general de la zona de acoplamiento es algo crucial. Normalmente, el requisito habitual de grosor desde el final del circuito introducido en el conector es 0,012” +/- 0,002”.  A menudo, el grosor del circuito flexible es más fino que esto y exige que se añada un endurecedor de poliimida en el área de contacto para lograr ese grosor. De nuevo, saliéndonos un poco del tema, no debemos olvidar que los extremos del recubrimiento y el endurecedor deben solaparse con un mínimo de 0,030” para evitar añadir un punto de tensión al circuito.

 La segunda cosa que debe tenerse en cuenta e integrarse en el diseño, es que la tolerancia del borde para las terminaciones ZIF suele ser +/- 0,0002”. Esto es más ajustado que con las herramientas estándar para bordes y puede ser necesario utilizar herramientas especializadas para cumplir esa especificación. A fin de satisfacer estos requisitos tan ajustados normalmente se usan herramientas de clase A o el borde se corta con láser.

 Lo último que merece la pena mencionar es la importancia que tiene pensar en el efecto que la elección del acabado de superficie puede tener si se necesita hacer varias inserciones. Si estás especificando un metalizado fino, repetir las inserciones y las retiradas podría rascar la fina capa metálica dejando expuesto el metal situado debajo de ella.

Patillas flexibles sin soporte:

Esta opción de terminación es sumamente personalizable y consiste básicamente en extensiones de los conductores que no están encapsuladas por la lámina protectora ni los materiales de base en tres de sus lados. Esto crea un conductor «libre» al que puede accederse desde cualquier lado del circuito flexible. Estas patillas flexibles pueden personalizarse para cumplir requisitos específicos de paso, longitud y ubicación y ofrecen una terminación resistente sin perder flexibilidad durante su instalación y uso. Este método permite una sencilla conexión directa a los PCB u otros componentes. Estas patillas flexibles sin soporte pueden ser rectas, o doblarse para montaje SMT.

 Aunque es posible que este método de terminación solamente necesite que el grosor de la patilla sea simplemente una extensión del conductor de cobre, el área de la patilla suele diseñarse más habitualmente para tener unas patillas más gruesas y resistentes que se reducen al grosor más fino del cobre en el área de flexión. Normalmente, el grosor del conductor en el área de la patilla es de 0,010” con las áreas que no pertenecen a la patilla pregrabadas en un cobre más delgado. A continuación se da forma a estas patillas, habitualmente mediante ablación con láser retirando materiales en los 3 lados del área de la patilla. Esta opción ofrece la ventaja de poder personalizarse para cumplir los requisitos precisos de cada aplicación, pero también hay que mencionar que el procesado adicional de esta opción aumenta su coste. Como observación final, esta solución tiende tendencia a dañar el área de la patilla antes de su ensamblaje. Para reducir este riesgo, es habitual minimizar el daño al área de la patilla sin soporte conectando todas las patillas a una barra de bus para sujetarlas bien alineadas. 

Contactos crimpados y conectores de desplazamiento:

Una tercera opción es crimpar mecánicamente las patillas a cada conductor. Este método garantiza una sólida conexión mecánica y eléctrica perforando el circuito y enrollando el contacto alrededor de cada conductor. Está disponible con opciones de acoplamiento macho y hembra, habitualmente en dos pasos estándar que satisfacen casi todas las necesidades del mercado. También se ofrecen carcasas de línea central para encapsular el contacto. Esta opción no es tan personalizable como el método de terminación de patilla sin soporte, pero es una opción de bajo coste que también proporciona una sólida alternativa de conexión. 

Como respuesta a la pregunta original, casi todos los tipos de conectores pueden usarse en el diseño de circuitos flexibles. Pero hay tres métodos de terminación habituales que son exclusivos de los circuitos flexibles: los conectores ZIF, las patillas flexibles sin soporte, y los contactos crimpados y los conectores de desplazamiento. Cada una de estas opciones tiene sus propias ventajas, desventajas y criterios de diseño específicos que deben tenerse en cuenta.   

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Sobre el autor / Sobre la autora

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Tara es una reconocida experta del sector, que cuenta con más de 20 años de experiencia de trabajo con ingenieros, diseñadores, fabricantes, empresas de abastecimiento y usuarios de placas de circuito impreso. Está especializada en proyectos de PCB de diseño flexible y rígido-flexible, tecnología aditiva y de entrega acelerada. Es una de las principales fuentes del sector para ponerse al día rápidamente sobre una amplia variedad de temas, a través del sitio PCBadvisor.com, el cual sirve de referencia técnica, y participa asiduamente como ponente en eventos relacionados con la industria, escribe una columna en la revista PCB007.com y es una de las fundadoras y organizadoras de Geek-a-palooza.com. Su empresa, Omni PCB, es conocida por su rápida respuesta el mismo día y por su capacidad de llevar adelante proyectos muy exigentes en términos de plazos de entrega, tecnología y volumen.

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