El Circuito Impreso Flexible (FPC), con sus notables ventajas como la ligereza, delgadez y la capacidad de doblarse y plegarse libremente, se ha aplicado ampliamente en la industria electrónica. La tecnología de FPC se originó en la década de 1970, inicialmente desarrollada por Estados Unidos para avanzar en la tecnología de cohetes para la exploración espacial. Esta tecnología utiliza película de poliéster o poliimida como sustrato, ofreciendo alta fiabilidad y excelente flexibilidad. Al incrustar diseños de circuitos en sustratos plásticos flexibles, el FPC puede integrar una gran cantidad de componentes de precisión dentro de un espacio limitado, formando un circuito flexible. Este tipo de circuito se puede doblar y plegar a voluntad, con un peso ligero, pequeño volumen, buena disipación de calor y fácil instalación, rompiendo así las limitaciones de las tecnologías de interconexión tradicionales. La estructura del FPC incluye principalmente película aislante, conductor y adhesivo. Como una solución clave para satisfacer las demandas de miniaturización y movilidad de los productos electrónicos, el FPC reduce significativamente el volumen y el peso de los dispositivos electrónicos, alineándose con las tendencias de desarrollo de alta densidad, miniaturización y alta fiabilidad.

Composición del material del FPC    

1. Película aislante

La película aislante forma la capa base del circuito, y el adhesivo se utiliza para fijar la capa conductora a la capa aislante. En diseños multicapa, la película aislante también sirve como adhesivo interno y puede actuar como capa protectora, evitando que el circuito se ensucie y se humedezca, al tiempo que reduce la tensión durante la flexión. La capa conductora suele estar hecha de lámina de cobre, que se utiliza para lograr la función conductora del circuito.

2. Conductor

La lámina de cobre es el material conductor más utilizado en FPC, que se puede producir mediante procesos de electrodeposición (ED) o electrochapado. La lámina de cobre electrodepositada tiene un lado brillante y un lado mate, con un tratamiento especial para mejorar sus propiedades adhesivas. La lámina de cobre forjado combina flexibilidad y rigidez, lo que la hace adecuada para aplicaciones que requieren deflexión dinámica.

3. Adhesivo

El adhesivo no solo se utiliza para unir la película aislante con el material conductor, sino que también puede servir como capa de cubierta o revestimiento protector. La capa de cubierta se forma mediante la serigrafía del adhesivo sobre la película aislante, creando una estructura laminada. No todas las estructuras laminadas contienen adhesivo; las estructuras laminadas sin adhesivo permiten diseños de circuitos más delgados y una mayor flexibilidad, al tiempo que mejoran la conductividad térmica. Dado que la estructura sin adhesivo elimina la resistencia térmica, su conductividad térmica es superior a la de las estructuras laminadas a base de adhesivo, lo que la hace adecuada para entornos de trabajo a altas temperaturas.

Proceso de fabricación de FPC

El FPC viene en varios tipos, incluyendo FPC de una sola cara, FPC de doble cara y FPC multicapa. Los procesos de fabricación difieren según el tipo.

Flujo del proceso para FPC de doble cara y multicapa

Corte → Perforación → PTH (Agujero Pasante Plateado) → Electrochapado → Pretratamiento → Laminación de película seca → Alineación → Exposición → Revelado → Enchapado de patrones → Decapado → Pretratamiento → Laminación de película seca → Alineación → Exposición → Revelado → Grabado → Decapado → Tratamiento de superficie → Laminación de película de cubierta → Laminación → Curado → Enchapado de níquel oro → Impresión de texto → Corte → Prueba eléctrica → Punzonado → Inspección final → Embalaje → Envío

Flujo del proceso para FPC de una sola cara

Corte → Perforación → Laminación de película seca → Alineación → Exposición → Revelado → Grabado → Laminación de película de cubierta → Laminación → Curado → Tratamiento de superficie → Enchapado de níquel oro → Impresión de texto → Corte → Prueba eléctrica → Punzonado → Inspección final → Embalaje

(Nota: Los flujos de proceso anteriores se pueden ajustar y optimizar de acuerdo con los requisitos de producción reales.)

Análisis de las ventajas y desventajas del FPC

Ventajas del FPC

El Circuito Impreso Flexible está hecho de sustratos aislantes flexibles y ofrece numerosas ventajas que los circuitos impresos rígidos no pueden igualar:

l Alta flexibilidad: el FPC se puede doblar, enrollar y plegar libremente, lo que permite la disposición tridimensional de acuerdo con los requisitos de diseño del espacio, logrando un diseño integrado del ensamblaje de componentes y la conexión del circuito.

l Ligereza y miniaturización: el FPC reduce significativamente el volumen y el peso de los productos electrónicos, alineándose con las tendencias de diseño de alta densidad, miniaturización y alta fiabilidad. Por lo tanto, el FPC se utiliza ampliamente en la industria aeroespacial, militar, comunicaciones móviles, computadoras portátiles, periféricos de computadora, PDAs, cámaras digitales y otros campos.

l Excelente disipación de calor y rendimiento de soldadura: el FPC tiene buena disipación de calor y soldabilidad, lo que facilita el montaje y reduce los costos generales. La combinación de diseños flexibles y rígidos compensa parcialmente la insuficiente capacidad de carga de los componentes de los sustratos flexibles.

Desventajas del FPC

l Altos costos iniciales: dado que el FPC está diseñado y fabricado a medida para aplicaciones específicas, los costos iniciales de diseño de circuitos, cableado y fotolitografía son relativamente altos. A menos que existan requisitos especiales, el FPC no se recomienda para aplicaciones de lotes pequeños.

l Mantenimiento y reemplazo difíciles: una vez que se fabrica el FPC, si se necesitan modificaciones de diseño, debe comenzar desde el plano original o los datos de programación, lo que hace que el proceso sea complejo. Además, la superficie del FPC suele estar cubierta con una película protectora, y las reparaciones requieren quitar la película protectora, solucionar el problema y luego volver a aplicar la película, lo que aumenta la dificultad del mantenimiento.

l Propenso a daños: durante la instalación y la conexión, la manipulación inadecuada puede dañar fácilmente el FPC. La soldadura y la reelaboración requieren personal con formación profesional, lo que eleva el umbral operativo.