¿Por qué no todas las aplicaciones utilizan la tecnología Rigid-Flex?
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¿Por qué no todas las aplicaciones utilizan la tecnología Rigid-Flex?
¡Buena pregunta! La tecnología Rigid-flex es un híbrido entre las placas rígidas y los circuitos flexibles que combina las ventajas de ambos. La parte flexible contribuye a resolver los problemas de espacio, peso y empaquetado, ya que puede doblarse, plegarse y flexionarse tanto en la instalación (flex to install) como en el uso final (dynamic flex). Por su parte, la parte rígida se encarga de las zonas con mayor densidad de componentes, lo que permite un mayor número de capas, un enrutamiento complejo y la utilización de componentes SMD en ambas caras de la placa. De ahí que sea muy recomendable utilizar este tipo de placas para todas las aplicaciones.
Siendo más realistas, hay que tener en cuenta que el coste es casi siempre un factor importante a la hora de seleccionar la tecnología que utilizaremos para un diseño concreto. Y es cierto que la tecnología Rigid-Flex, con todas las ventajas que conlleva, no siempre es la mejor solución en cuanto al coste total. En el futuro hablaremos de la importancia de comparar el coste total del diseño, y no sólo el coste de un circuito rígido o flexible, con el de un diseño rigid-flex. De momento, veamos por qué los circuitos flexibles y rigid-flex son más caros de fabricar que una placa rígida estándar.
En primer lugar, las materias primas son simplemente más caras que los laminados FR4 estándar. El mercado de PCB consume menos materiales flexibles que sus homólogos rígidos, lo que provoca un aumento bastante significativo en el coste de las materias primas.
En segundo lugar, la manipulación de materiales flexibles puede ser todo un desafío. Los diseñadores prefieren los materiales flexibles porque son delgados, ligeros y pueden doblarse y plegarse. No obstante, hay que prestar especial atención a estos aspectos durante la fabricación. Imagínate una pieza de laminado de 18 x 24 o incluso de 12 x 18 pulgadas, de sólo dos o tres milímetros de grosor. Es como tratar de sostener un pedazo de papel. Cualquier pequeño movimiento es capaz de provocar abolladuras o pliegues en el cobre, retorciéndolo a medida que se crea el circuito.
Los fabricantes de materiales flexibles necesitan procedimientos especiales para su manipulación. Por ejemplo, sólo se puede recoger el material por las esquinas opuestas, a fin de mantener el laminado plano. El transporte de los materiales por la zona de trabajo suele requerir bandejas especiales o carros con estanterías. Dado que la mayoría de los equipos de proceso húmedo de fabricación de PCB se basan en rodillos, los materiales flexibles a menudo requieren tablas selladas y sin sellar que actúen de guía durante todo el proceso, para garantizar que los paneles no queden atrapados en los rodillos.
La comparación del coste y los requisitos de manipulación de los materiales de los circuitos rígidos y flexibles nos ayuda a entender por qué tiene un coste más reducido trabajar con materiales flexibles. Pasar a una construcción rígida más compleja aumenta la brecha con el procesamiento especial requerido para laminar y fabricar materiales desiguales. También es importante entender cómo impactan en el coste las diferentes construcciones rigido-flex.
La opción más simple y menos costosa suelen ser las rigid-flex con capas exteriores rígidas y capas de interconexión flexibles, en las que todas las capas rígidas tienen el mismo grosor. Esta es la construcción de rigid-flex más común, pero tanto las flexibles como las rigid-flex permiten muchos diseños creativos, como hemos mencionado en publicaciones anteriores... Por ejemplo, ciertas soluciones de diseño requieren taladros metalizados en las regiones flexibles. Y si bien esto es perfectamente posible, añade un coste adicional, debido a la necesidad de un procesamiento extra por parte del fabricante. En términos simples, las capas flexibles necesitan un "proceso húmedo" para crear los orificios antes de integrarlos en el resto del Stackup.
Otra forma creativa de resolver los problemas de empaquetado es hacer que ciertas capas flexibles, o colas, se dividan en secciones separadas. Por ejemplo, las capas flexibles 1 y 2 irán en una dirección, las capas flexibles 3 y 4, en otra, y las capas flexibles 5 y 6, en otra diferente. De hecho, esta es una manera excelente de optimizar la tecnología Rigid-Flex. Sin embargo, esta construcción requiere mucho más procesamiento durante la fabricación que la versión simple descrita anteriormente. Hay varias maneras de abordar este complejo diseño, y es muy recomendable trabajar con el fabricante en la fase inicial del proceso de diseño para asegurarse de no añadir costes innecesarios.
Pero volviendo a la pregunta original, aunque la tecnología rígido-flexible ofrece como ventaja que sirve tanto para circuitos rígidos como flexibles, no se puede utilizar para todas las aplicaciones, principalmente debido al coste. Hay que tener en cuenta que la fabricación con tecnología rigid-flex es más compleja que la fabricación de PCBs rígidos o de circuitos flexibles. Puede que nos resuelva un problema de empaquetado, pero se debe analizar el coste total del diseño, y no sólo el coste del circuito en sí. A menudo, podemos ahorrarnos costes, ya que la tecnología rígid-flex elimina cables y otros elementos de la lista de materiales. ¡Y este será del tema de un nuevo blog!
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