¿Qué son las Placas de Circuito Impreso Flexibles?
Las placas de circuito impreso flexibles son dispositivos electrónicos compuestos por un patrón de cables de cobre flexible sobre una película base. Esta película base está hecha de una resina aislante y flexible que permite que la placa se pueda doblar y mantener sus propiedades eléctricas.
Usos de las Placas de Circuito Impreso Flexibles
Las placas de circuito impreso flexibles pueden utilizarse como placas de circuito con componentes montados, etc., y también pueden utilizarse como componentes de conexión, como cables, con sólo el patrón de cableado formado.
Debido a sus características de delgadez y suavidad, suelen utilizarse en piezas móviles y de conexión que requieren movimientos de flexión y plegado, y también se utilizan en circuitos tridimensionales junto con sustratos rígidos flexibles. Las placas de circuito impreso flexibles se utilizan a menudo no sólo en los campos de la exploración espacial y militar, para los que fueron concebidas originalmente, sino también en ámbitos familiares como los teléfonos inteligentes, los teléfonos móviles, los teclados de mecanografía y las calculadoras, donde se requieren productos más finos y ligeros.
Principios de las Placas de Circuito Impreso Flexibles
Las placas de circuito impreso flexibles tienen un patrón de cableado formado por cobre flexible sobre una película base de resina flexible, como la poliimida.
También existen placas de circuito impreso rígidas con patrones de cableado sobre una placa base aislante rígida no flexible. A diferencia de las placas rígidas, las placas de circuito impreso flexibles se caracterizan por el hecho de que la base es una película delgada y la base es flexible, lo que significa que se pueden procesar más delgadas que las placas rígidas y también se pueden doblar. Al igual que en las placas rígidas, los componentes pueden montarse sobre el patrón de cableado.
Tipos de Placas de Circuito Impreso Flexibles
Las placas de circuito impreso flexibles tienen una estructura de una sola cara, en la que sólo se forma una capa del patrón de cableado en una cara de la película base, y una estructura de doble cara, en la que se forma una capa en cada cara de la película base. También existen circuitos impresos flexibles multicapa con dos o más capas de patrones de cableado en cada cara de la película base.
1. Estructura de una sola cara
La estructura de una sola cara de una placa de circuito impreso flexible es aquella en la que se forma un patrón de cableado de una sola capa en una sola cara de la película base. Las estructuras de una sola cara se utilizan a menudo en piezas móviles, ya que son ligeras, flexibles y muy resistentes al movimiento.
2. Estructura de doble cara
La estructura de doble cara de los circuitos impresos flexibles es aquella en la que se forma un patrón de cableado de una sola capa en ambas caras de la película base. La estructura de doble cara es superior porque es compacta y permite la formación de patrones de cableado de alta densidad, y se pueden montar más funciones. Sin embargo, en comparación con la estructura de una sola cara, es inferior en flexibilidad y durabilidad, lo que la hace inadecuada para su uso en piezas móviles.
3. Placas de Circuito Impreso Flexibles Multicapa
Los circuitos impresos flexibles multicapa son circuitos impresos flexibles con varias capas. En los circuitos impresos flexibles, al igual que en los circuitos rígidos, el patrón de cableado de la superficie de la película base puede laminarse en dos o más capas.
En este caso, dos o más patrones de cableado se apilan en ambos lados de la película base con una capa aislante entre ellos, con el fin de multicapa eficiente del sustrato. Esta placa de circuito impreso flexible multicapa con una capa protectora se denomina placa rígida flexible.
Esta placa de circuito impreso flexible multicapa (placa rígida flexible) es ligera, pero tiene la misma resistencia mecánica y la misma formación de circuito que una base rígida, por lo que puede utilizarse para circuitos tridimensionales. Son un componente indispensable para reducir el tamaño de los equipos electrónicos a un tamaño compacto.
Otra Información Sobre las Placas de Circuito Impreso Flexibles
1. Método de Fabricación de Circuito Impresos Flexibles
En esta sección se explica el método de fabricación de circuitos impresos flexibles, utilizando como ejemplo un circuito impreso flexible con estructura de una sola cara.
- Aplicación de Fotorresistencia
La fotorresistencia se aplica al CCL, donde la lámina de cobre se lamina con una película base aislante, como la película de poliimida. - Formación de la Fotomáscara
Se coloca una fotomáscara con una forma de patrón de cableado predeterminada sobre el CCL. En este punto, se da forma a la fotomáscara de manera similar a las técnicas de impresión y fotografía, eliminando la parte del patrón de cableado. - Curado UV de la Fotomáscara
Se irradia luz UV desde la parte superior de la fotomáscara y sólo se cura con UV la zona correspondiente al patrón de cableado. - Retirada de la Fotoresina
Se retira la fotomáscara y se elimina la fotorresistencia no curada mediante una solución química. - Eliminación de la Lámina de Cobre
El siguiente proceso se denomina grabado. En el proceso de grabado, la lámina de cobre se retira utilizando una solución química, dejando sólo la lámina de cobre en la zona protegida por la fotorresistencia, es decir, la zona del patrón de cableado, donde se forma el patrón de cableado. - Eliminación de la Fotorresistencia Curada
La fotorresistencia curada que cubre el patrón de cableado se elimina utilizando una solución química. - Formación de la Capa de Recubrimiento
Se forma una capa aislante llamada coverlay para proteger el patrón de cableado.
La producción de estas placas de circuito impreso flexibles requiere grandes conocimientos químicos. Se requieren conocimientos de química inorgánica para el proceso de grabado, que deja sólo el patrón de cableado, y para el proceso de formación del recubrimiento, que protege el patrón de cableado.
Las aguas residuales del proceso de aclarado contienen una gran variedad de sustancias peligrosas, por lo que se requiere una tecnología avanzada de tratamiento de aguas residuales basada en conocimientos químicos.
2. Tendencias Globales de las Placas de Circuito Impreso Flexibles
Antes del año 2000 d.C., el made in Japan se consideraba de alta calidad en muchos campos, y la fabricación japonesa era muy competitiva en todo el mundo. En el campo de la fabricación de circuitos impresos flexibles, Japón solía ser el líder, pero esto ha cambiado drásticamente.
Las placas de circuito impreso flexibles son fabricadas en todo el mundo por unas 2.500 empresas; en 2018, los fabricantes taiwaneses fueron los principales fabricantes, seguidos por los principales fabricantes de Japón, Corea del Sur, China y algunas otras partes de Asia Oriental. Se espera que la demanda de placas de circuitos impresos flexibles siga aumentando en diversos sectores, como la maquinaria militar e industrial pública y privada, la industria espacial y los sectores de la automoción y las telecomunicaciones.
Algunos observadores predicen que China será el país más boyante, debido a su inversión en la mejora de la tecnología y a sus abundantes recursos de metales raros. El grupo de cabeza, Taiwán, Japón y Corea del Sur, se está orientando hacia sectores nicho de mayor precio unitario, mientras que China está aumentando actualmente las ventas de placas de circuitos impresos, principalmente de gama baja, pero la diferencia en capacidad tecnológica se está reduciendo y es sólo cuestión de tiempo que China se una al grupo de cabeza en el futuro.