La comparación no es equivalente
Una placa rígida es una estructura. Un circuito flex es una pieza móvil. Comparar su fiabilidad sin declarar el movimiento es como comparar un soporte con una bisagra.
Usado como curvatura estática —formada una vez durante el ensamblaje y fijada en su sitio—, un circuito flex es extremadamente fiable: no hay conector que se afloje, no hay cable que fatigue y el conductor queda encapsulado entre poliimida y coverlay. Las fallas que aquejan a los arneses de cable en el engastado sencillamente no existen.
Usado como bisagra dinámica, la fiabilidad se vuelve un número de diseño: radio de curvatura, espesor de cobre, posición del cobre respecto al eje neutro y número de ciclos requeridos.
Los cuatro modos de falla
- Fatiga del conductor. El cobre se agrieta en el exterior de una curvatura cerrada tras flexiones repetidas. Es función de la amplitud de deformación, y la amplitud la fijan el radio y la distancia del cobre al eje neutro.
- Delaminación del coverlay o del adhesivo. Calor, humedad y flexión juntos rompen la unión, normalmente desde un borde o una ventana.
- Agrietamiento del barril. Una perforación metalizada dentro de una zona de flexión es un tubo rígido en una película móvil; se agrieta en la unión entre barril y pad.
- Despegue del pad. Una unión de soldadura cerca de una curvatura concentra la deformación en el borde del pad hasta que el cobre se levanta de la película.
Ninguno de estos es un defecto del material. Cada uno se ve en una revisión de diseño, y cada uno se corrige más barato en el trazado que en un lote devuelto.
Estático y dinámico son especificaciones distintas
Para una curvatura formada una sola vez, la regla práctica es un radio de al menos diez veces el espesor del flex, con el cobre balanceado y sin taladros en la curvatura. Para una curvatura que se mueve en servicio, ese margen no alcanza ni de lejos: el radio crece aproximadamente un orden de magnitud, el cobre se adelgaza y la construcción puede cambiar a una sola capa conductiva en la zona de flexión.
La calificación sigue a la aplicación: una prueba de ciclos de flexión en el radio y la carrera que usa el producto, ciclos térmicos para el proceso de ensamblaje y comprobaciones visuales y dimensionales contra la clase de aceptación del plano. Las placas rígidas se aceptan aquí según IPC-6012B e IPC-A-600H; la contraparte flexible es IPC-6013, y la clase debe indicarse en el plano, no suponerse.
Qué especificar
Indique si la curvatura es estática o dinámica, el radio, el ángulo de doblez, el número de ciclos si se mueve y el rango de temperatura. Esas cinco respuestas deciden el stack-up, el peso de cobre y el plan de prueba, y son la razón por la que dos circuitos flex idénticos en un juego de Gerber pueden tener vidas útiles muy distintas.
Los rangos de sustrato y de cobre están en la página de PCB flexible y en la página de capacidades; las reglas de trazado que protegen la vida a flexión se tratan en las notas de fallas en flex.
