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Reglas de diseño rigid-flex más allá del radio de curvatura

El radio de curvatura se acuerda en la primera reunión. Los fallos suelen venir de lo que se colocó justo a su lado.

Redacción técnica de Hitech Circuits

Shenzhen, China · Fabricación y montaje de PCB

3 min de lectura

Publicado:

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Revisión técnica: Cifras de proceso verificadas con nuestra hoja de capacidades publicada.

Reglas de diseño de una placa rígida-flexible con secciones rígidas y cola flexible

Empezar por la curva y diseñar alrededor

Una placa rígida-flexible es un núcleo flexible con secciones rígidas laminadas a cada lado, así que el diseño tiene una región que debe moverse y varias que no. El radio de curvatura fija la geometría mínima; todo lo demás es disciplina de colocación a su alrededor.

Cuatro reglas concentran la mayor parte del retrabajo.

Regla uno: la zona de curvatura es un despeje

Nada que rigidice la parte flexible debería quedar dentro de la curva: ni taladros metalizados, ni refuerzo, ni ventana de coverlay, ni componentes, ni juntas de soldadura. Los bordes del coverlay y del refuerzo quedan fuera del arco con un margen, porque el adhesivo se escurre durante el laminado y el borde de un refuerzo dentro de una curva es donde un conductor acaba agrietándose.

El ancho del despeje se deriva del radio y del ángulo de plegado: la longitud del arco de la curva más el margen de utillaje a cada lado. Esa cifra se acuerda en el DFM y se dibuja en el plano de fabricación, no se deja a la herramienta de layout.

Regla dos: los conductores cruzan la curva, nunca la siguen

Un conductor que corre a lo largo de la línea de plegado se carga en toda su longitud; uno que la cruza en ángulo recto se carga en su ancho, que es la dirección que el cobre soporta mucho mejor. Cuando una señal tiene que girar dentro de la zona flexible, gira con radio, no con esquina.

La misma lógica se aplica en las transiciones de pad: los goterones y las afinaciones suaves eliminan la concentración de tensiones que crea un hombro recto.

Regla tres: el cobre se sitúa en el eje neutro

En una curva, el material del exterior queda en tracción y el del interior en compresión. El cobre colocado lejos del eje neutro — justo enfrente de otra capa de cobre — se estira en cada ciclo y es el primero que se agrieta.

La solución es una decisión de stack-up: mantener el núcleo flexible simétrico, evitar apilar cobre justo enfrente de cobre en la curva y, cuando el diseño necesita dos capas conductoras en la cola, aceptar una vida de ciclos menor o pasar a una sola capa en esa región. El cobre está disponible de 0,5 a 2 oz; la sección flexible no es el sitio para el extremo más pesado.

Regla cuatro: la transición es un elemento de diseño

Donde la parte flexible se une a la rígida, el refuerzo o el laminado rígido termina de golpe y empieza la curva. Esa transición soporta la mayor tensión de la pieza. Se coloca lejos de los conectores, con una afinación gradual en lugar de un borde recto, y libre de vías.

Qué enviar con el diseño

El stack-up, la ubicación y el radio de la curva, el ángulo de plegado y si la curva se forma una sola vez o se mueve en servicio, el dibujo del refuerzo y las huellas de los conectores con el espesor de su cola. Con esas entradas, el DFM puede revisar el despeje, el equilibrio de cobre y el panelizado antes de fabricar el utillaje.

Los rigid-flex se fabrican hasta 12 capas con línea y espacio de 0,002″ y taladros mínimos de 0,006″ en paneles de hasta 9,842″ × 19,685″; la página del producto rigid-flex los recoge junto con la página de capacidades.

Especificaciones técnicas

Número de capas
1–12 capas
Línea / espacio mínimo
0,002″ (3 mil)
Taladro mínimo
0,006″
Espesor de cobre
0,5–2 oz
Tamaño máximo de placa
9,842″ × 19,685″

Preguntas frecuentes

  • ¿Por qué los taladros metalizados deben quedar fuera de la zona de curvatura?

    Un barril metalizado es un tubo rígido en una región que tiene que flexionar. El cobre del barril ya no tiene apenas ductilidad después del metalizado, y el laminado que lo rodea es un concentrador de tensiones, así que un taladro dentro de la curva se convierte en un punto de iniciación de grietas bajo carga cíclica. Los taladros van en las secciones rígidas o en una zona reforzada, nunca en la región que flexiona.

  • ¿Qué ancho necesita el despeje de la curva?

    Lo suficiente para el arco completo más un margen de utillaje. La longitud del arco se deriva del radio de curvatura y del ángulo de plegado, y los bordes del coverlay y del refuerzo tienen que quedar fuera de ella. Más que una cifra fija, el despeje se acuerda en el DFM a partir del radio, el ángulo y el stack-up, y se dibuja explícitamente en el plano de fabricación.

  • ¿Importa el peso de cobre en una placa rígida-flexible?

    Importa más que en una placa rígida. El cobre está disponible de 0,5 a 2 oz, y 2 oz en una zona de curvatura reduce el número de ciclos que soporta la pieza. El cobre pesado se queda en las secciones rígidas o en zonas reforzadas, y la cola flexible usa el cobre más fino que permita la corriente.

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