Proyek Anda membutuhkan sirkuit fleksibel. Tapi mana yang sebaiknya Anda pilih — flex PCB murni atau desain rigid-flex? Pilihan yang salah bisa membuat Anda membayar lebih untuk kompleksitas yang tidak diperlukan, atau menghadapi masalah keandalan yang sebenarnya bisa dicegah dengan arsitektur yang tepat.
Panduan ini memberikan perbandingan yang jelas dan berbasis data antara flex PCB dan rigid-flex PCB — mencakup struktur, biaya, performa, dan skenario spesifik di mana masing-masing jenis unggul.
Apa Perbedaan Sebenarnya?
Flex PCB adalah sirkuit yang seluruhnya dibangun di atas substrat polyimide fleksibel. PCB ini bisa ditekuk, dilipat, dan menyesuaikan bentuk ruang yang sempit. Menurut klasifikasi IPC, flex PCB terbagi menjadi Type 1 (satu sisi), Type 2 (dua sisi), atau Type 3 (multilayer fleksibel).
Rigid-flex PCB menggabungkan bagian rigid FR-4 dengan bagian fleksibel polyimide dalam satu papan sirkuit terpadu. Area rigid menampung komponen; area fleksibel menggantikan kabel dan konektor di antara area rigid. IPC mengklasifikasikan rigid-flex sebagai Type 4 berdasarkan standar IPC-2223.
Poin penting yang perlu dipahami: rigid-flex bukan sekadar flex PCB yang ditambah stiffener. Lapisan rigid dan flex dilaminasi bersama selama proses manufaktur, membentuk satu struktur terintegrasi dengan lapisan tembaga bersama yang melintas secara kontinu dari zona rigid ke zona flex.
"Kesalahpahaman paling umum yang saya temui adalah engineer yang menganggap rigid-flex sebagai 'flex PCB ditambah beberapa bagian rigid.' Keduanya merupakan konstruksi yang secara fundamental berbeda. Board rigid-flex diproduksi sebagai satu unit terintegrasi — bagian rigid dan flex berbagi lapisan tembaga dan dilaminasi bersama. Ini memberikan kontinuitas elektrikal dan keandalan mekanikal yang tidak bisa ditandingi oleh solusi berbasis konektor manapun."
— Hommer Zhao, Engineering Director at FlexiPCB
Perbandingan Langsung
| Parameter | Flex PCB | Rigid-Flex PCB |
|---|---|---|
| Struktur | Seluruhnya polyimide fleksibel | Zona rigid FR-4 + zona flex polyimide |
| Tipe IPC | Type 1, 2, atau 3 | Type 4 (IPC-2223) |
| Jumlah layer umum | 1–6 | 4–20+ |
| Pemasangan komponen | Terbatas (perlu stiffener) | Penuh di bagian rigid |
| Radius tekuk (statis) | 6× tebal board | 12–24× tebal bagian flex |
| Radius tekuk (dinamis) | 100× tebal board | Tidak direkomendasikan di zona flex |
| Konektor diperlukan | Ya, untuk menghubungkan ke board rigid | Tidak — bagian rigid menggantikan konektor |
| Pengurangan berat vs rigid+kabel | 50–60% | 60–75% |
| Biaya prototipe (10 pcs) | $150–$500 | $600–$1,200+ |
| Biaya produksi (10K pcs) | $1–$10/unit | $5–$15/unit |
| Lead time prototipe | 1–2 minggu | 2–4 minggu |
| Kompleksitas desain | Sedang | Tinggi |
| Paling cocok untuk | Pengganti kabel, flex dinamis, interkoneksi sederhana | Integrasi multi-board, packaging 3D, keandalan tinggi |
Perbandingan Biaya: Angka Riil
Biaya biasanya menjadi faktor penentu. Berikut perbandingan pada berbagai volume produksi:
| Volume | Flex PCB (2-layer) | Rigid-Flex (4-layer) | PCB Rigid + Kabel |
|---|---|---|---|
| Prototipe (10 pcs) | $250–$500 | $600–$1,200 | $50–$100 + kabel |
| Volume rendah (500 pcs) | $5–$15/unit | $25–$60/unit | $8–$20/unit total |
| Volume menengah (5K pcs) | $3–$8/unit | $12–$30/unit | $5–$12/unit total |
| Volume tinggi (10K+ pcs) | $1–$3/unit | $5–$15/unit | $3–$8/unit total |
Biaya fabrikasi rigid-flex selalu lebih tinggi. Namun, melihat biaya fabrikasi saja bisa menyesatkan. Yang perlu Anda perhatikan adalah total biaya sistem.
Satu board rigid-flex yang menggantikan 3 PCB rigid, 2 kabel flex, dan 4 konektor akan mengeliminasi:
- $2–$20 biaya konektor
- $1–$10 biaya kabel
- 5–15 menit tenaga kerja assembly per unit
- Banyak titik solder yang merupakan potensi titik kegagalan
Pada volume di atas 2.000 unit, rigid-flex sering memberikan penghematan total biaya 15–25% dibandingkan alternatif multi-board. Untuk analisis biaya yang lebih mendalam, lihat Panduan Biaya Flex PCB kami.
"Engineer sering menolak rigid-flex setelah melihat quotation fabrikasi board. Tapi ketika kami menghitung total biaya — termasuk konektor yang dieliminasi, pengurangan waktu assembly, lebih sedikit titik uji, dan tingkat kegagalan lapangan yang lebih rendah — rigid-flex menang di volume produksi. Titik impas biasanya di sekitar 2.000 unit."
— Hommer Zhao, Engineering Director at FlexiPCB
Kapan Memilih Flex PCB
Flex PCB murni adalah pilihan yang tepat ketika:
Sirkuit Anda membutuhkan tekukan dinamis. Jika zona flex akan ditekuk berulang kali selama penggunaan produk — seperti engsel laptop, print head, atau perangkat wearable — desain flex murni dengan rolled annealed copper mampu menahan jutaan siklus tekuk. Board rigid-flex tidak dirancang untuk tekukan dinamis di zona flex-nya.
Anda menggantikan flat cable atau ribbon connector. Sirkuit flex sederhana 1–2 layer yang menghubungkan dua board rigid lebih murah dan lebih andal daripada konektor FFC/FPC, sekaligus jauh lebih hemat biaya dibandingkan desain rigid-flex.
Ruang dan berat adalah prioritas utama. Flex PCB bisa setipis 0,1mm. Untuk aplikasi seperti ponsel lipat atau alat bantu dengar — di mana setiap sepersekian milimeter sangat berarti — flex murni memberikan profil paling tipis.
Anggaran terbatas dan volume produksi rendah. Untuk prototipe atau produksi volume rendah di bawah 1.000 unit, flex PCB 50–70% lebih murah daripada rigid-flex.
Desain Anda hanya 1–2 layer. Jika sirkuit Anda bisa di-routing pada 1–2 layer, jarang ada alasan untuk menggunakan rigid-flex. Flex PCB single-layer atau flex PCB double-layer sudah cukup dengan biaya yang jauh lebih rendah.
Kapan Memilih Rigid-Flex PCB
Rigid-flex adalah pilihan yang tepat ketika:
Anda menghubungkan 3 atau lebih bagian rigid. Begitu desain Anda melibatkan beberapa board yang terhubung melalui kabel, rigid-flex mulai menghemat total biaya dan meningkatkan keandalan. Layanan rigid-flex mengeliminasi setiap konektor dan kabel di antara board-board tersebut.
Anda membutuhkan area rigid yang padat komponen plus interkoneksi fleksibel. Package BGA, QFP fine-pitch, dan konektor pin-count tinggi memerlukan permukaan mounting yang rigid. Rigid-flex memberikan kemampuan mounting komponen penuh di bagian rigid dengan routing fleksibel di antaranya.
Ketahanan terhadap getaran dan guncangan sangat penting. Pada aplikasi otomotif, aerospace, dan militer/industri, konektor adalah penyebab kegagalan #1 di bawah getaran. Rigid-flex menghilangkannya sepenuhnya.
Desain Anda membutuhkan 4+ layer. Multilayer flex di atas 4 layer sangat mahal dan sulit diproduksi. Rigid-flex menangani routing multilayer kompleks di bagian rigid sambil menjaga zona flex hanya 1–2 layer.
Packaging 3D diperlukan. Ketika sirkuit harus dilipat menjadi bentuk tiga dimensi tertentu agar muat dalam enclosure, rigid-flex memang dirancang untuk ini. Bagian rigid mempertahankan bentuknya sementara zona flex melipat ke sudut yang tepat.
Anda memerlukan impedansi terkontrol di seluruh assembly. Dengan rigid-flex, trace dengan impedansi terkontrol berjalan kontinu dari zona rigid ke zona flex tanpa diskontinuitas yang ditimbulkan konektor. Ini penting untuk aplikasi digital kecepatan tinggi dan RF.
Jalan Tengah: Flex PCB dengan Stiffener
Ada opsi yang sering diabaikan oleh banyak engineer: flex PCB dengan stiffener lokal. Solusi ini memberikan area rigid untuk mounting komponen (menggunakan stiffener FR-4 atau stainless steel yang ditempelkan pada flex) sambil mempertahankan kesederhanaan dan biaya rendah dari konstruksi flex murni.
| Fitur | Flex + Stiffener | Rigid-Flex |
|---|---|---|
| Mounting komponen | Baik (pada area ber-stiffener) | Sangat baik (bagian rigid sesungguhnya) |
| Jumlah layer di area rigid | Sama dengan zona flex | Bisa lebih banyak dari zona flex |
| Biaya manufaktur | 30–50% lebih rendah dari rigid-flex | Baseline |
| Keandalan zona transisi | Baik (stiffener ditempelkan) | Sangat baik (dilaminasi bersama) |
| Kontrol impedansi | Terbatas oleh stackup flex | Kontrol penuh per bagian |
| Densitas via di area rigid | Terbatas | Tinggi (microvia dimungkinkan) |
Pilih flex dengan stiffener ketika: Anda memerlukan mounting komponen di area tertentu tetapi tidak memerlukan jumlah layer berbeda antara zona rigid dan flex, dan biaya menjadi perhatian utama. Pendekatan ini cocok untuk desain dengan kompleksitas menengah dan sering mencapai 80% fungsionalitas rigid-flex dengan 50–60% dari biayanya.
Gunakan stackup builder kami untuk mengeksplorasi berbagai konfigurasi, atau cek kalkulator radius tekuk untuk memvalidasi desain zona flex Anda.
5 Kesalahan yang Mengakibatkan Pilihan yang Salah
1. Memilih rigid-flex untuk satu koneksi flex saja. Jika Anda hanya membutuhkan satu zona flex antara dua board rigid, kabel flex sederhana hampir selalu pilihan yang lebih baik. Rigid-flex baru ekonomis ketika mengeliminasi 3 atau lebih konektor atau kabel.
2. Menggunakan flex untuk desain padat komponen tanpa stiffener. Komponen surface-mount memerlukan permukaan mounting yang rigid. Mencoba menyolder BGA atau komponen fine-pitch langsung pada flex tanpa penyangga akan mengakibatkan kegagalan solder joint. Selalu tambahkan stiffener atau gunakan rigid-flex.
3. Mensyaratkan dynamic flex pada desain rigid-flex. Zona flex pada rigid-flex dirancang untuk static bending — lipat sekali saat assembly, kemudian tetap pada posisinya. Jika zona flex akan ditekuk berulang kali, gunakan kabel flex murni.
4. Mengabaikan aturan desain zona transisi. Transisi rigid-ke-flex adalah tempat di mana sebagian besar kegagalan rigid-flex terjadi. Ikuti panduan IPC-2223: pertahankan jarak minimal 0,5mm (20 mil) dari via ke batas transisi, gunakan teardrop pad, dan jangan tempatkan komponen dalam radius 2,5mm dari transisi.
5. Membandingkan biaya board saja, bukan biaya sistem total. Board rigid-flex selalu lebih mahal dari kabel flex. Tapi begitu Anda menambahkan biaya konektor, tenaga kerja assembly, overhead pengujian, dan tingkat kegagalan lapangan, perhitungannya sering berbalik pada volume produksi.
"Kesalahan desain terbesar yang saya lihat pada rigid-flex adalah engineer menerapkan aturan PCB rigid ke zona flex. Bagian flex membutuhkan trace yang tegak lurus terhadap garis tekuk, ground plane cross-hatched alih-alih tembaga solid, dan via yang staggered — bukan stacked. Kesalahan ini mengakibatkan keretakan tembaga dan kegagalan lapangan yang hampir mustahil untuk diperbaiki."
— Hommer Zhao, Engineering Director at FlexiPCB
Kerangka Keputusan: Daftar Periksa Cepat
Jawab pertanyaan-pertanyaan berikut untuk mengidentifikasi arsitektur yang tepat:
- Berapa banyak koneksi rigid-ke-rigid yang ada? 1 = kabel flex. 2+ = pertimbangkan rigid-flex.
- Apakah zona flex akan ditekuk selama penggunaan produk? Ya = flex murni dengan rolled annealed copper. Tidak = keduanya bisa.
- Apakah Anda memerlukan jumlah layer berbeda di area rigid vs flex? Ya = rigid-flex. Tidak = flex dengan stiffener bisa jadi solusi.
- Apakah volume produksi di atas 2.000 unit? Ya = keunggulan TCO rigid-flex meningkat. Tidak = flex kemungkinan lebih murah.
- Apakah persyaratan getaran/guncangan sangat penting? Ya = rigid-flex (tidak ada konektor yang bisa gagal). Tidak = keduanya bisa.
- Apakah desain memerlukan impedansi terkontrol melewati transisi rigid-flex? Ya = rigid-flex. Tidak = keduanya bisa.
Jika Anda menjawab "rigid-flex" untuk 3 pertanyaan atau lebih, rigid-flex kemungkinan besar adalah opsi terbaik Anda. Jika tidak, mulailah dengan flex murni — lebih sederhana, lebih murah, dan lebih cepat untuk prototyping.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Bisakah flex PCB dengan stiffener menggantikan rigid-flex?
Dalam banyak kasus, bisa. Jika zona rigid dan flex memerlukan jumlah layer yang sama dan Anda tidak memerlukan via densitas tinggi atau microvia di bagian rigid, board flex dengan stiffener FR-4 atau stainless steel dapat mencapai fungsionalitas serupa dengan biaya 30–50% lebih rendah. Namun, untuk desain yang memerlukan jumlah layer berbeda antar bagian atau keandalan maksimum di zona transisi, rigid-flex sejati adalah pilihan yang lebih baik.
Apakah rigid-flex PCB lebih andal daripada flex PCB?
Untuk aplikasi spesifik menghubungkan beberapa bagian rigid, ya. Rigid-flex mengeliminasi konektor — sumber kegagalan #1 pada perangkat elektronik di bawah getaran atau siklus termal. Namun, untuk aplikasi tekukan dinamis, flex PCB murni dengan pemilihan material yang tepat (rolled annealed copper, adhesiveless polyimide) lebih andal karena zona flex rigid-flex memang tidak dirancang untuk tekukan berulang.
Berapa radius tekuk minimum untuk rigid-flex PCB?
Radius tekuk statis minimum untuk zona flex pada board rigid-flex biasanya 12–24 kali tebal bagian flex, tergantung jumlah layer flex (sesuai IPC-2223). Untuk bagian flex setebal 0,2mm, radius tekuk minimum adalah 2,4–4,8mm. Selalu konsultasikan dengan manufaktur Anda dan gunakan kalkulator radius tekuk kami untuk memverifikasi.
Berapa lama waktu untuk mendapatkan prototipe rigid-flex PCB?
Lead time prototipe rigid-flex biasanya 2–4 minggu, dibandingkan 1–2 minggu untuk flex murni dan 3–5 hari untuk PCB rigid. Lead time yang lebih lama mencerminkan proses manufaktur yang lebih kompleks, yang melibatkan pemrosesan terpisah bagian rigid dan flex sebelum laminasi akhir. Layanan quick-turn bisa mengirim dalam 5–7 hari kerja dengan biaya tambahan.
Bisakah saya mengonversi desain multi-board yang sudah ada menjadi rigid-flex?
Bisa, dan ini merupakan salah satu aplikasi rigid-flex yang paling umum. Mulailah dengan mengidentifikasi board mana yang terhubung satu sama lain dan koneksi mana yang menyebabkan masalah keandalan atau menambah biaya assembly. Review desain rigid-flex dengan tim engineering kami dapat mengevaluasi desain spesifik Anda dan memperkirakan peningkatan biaya dan keandalan.
Alat desain apa yang mendukung layout rigid-flex PCB?
Altium Designer dan Cadence Allegro memiliki dukungan rigid-flex yang paling matang, termasuk simulasi bend 3D dan manajemen stackup multi-zona. KiCad (v8+) memiliki kemampuan rigid-flex dasar. EasyEDA memiliki dukungan terbatas. Ketika memilih alat desain, pastikan alat tersebut dapat mendefinisikan stackup terpisah untuk zona rigid dan flex serta menghasilkan drawing fabrikasi yang benar dengan menunjukkan garis tekuk dan zona transisi.
Dapatkan Bantuan dari Ahli
Masih belum yakin pendekatan mana yang cocok untuk proyek Anda? Ajukan review desain gratis dari tim engineering kami. Kirimkan skematik atau layout awal Anda, dan kami akan merekomendasikan arsitektur optimal — flex, rigid-flex, atau flex dengan stiffener — berdasarkan kebutuhan teknis, volume, dan anggaran spesifik Anda.
Referensi:
- IPC — Association Connecting Electronics Industries. IPC-2223 Sectional Design Standard for Flexible Printed Boards
- Altium. Rigid-Flex PCBs: Advantages and Challenges
- Epectec. Design Comparison: Flex Circuit with Stiffeners vs. Rigid-Flex PCB
