Tecnología de PCB - Conozca la Guía de diseño de circuitos flexibles

Hay muchas superposiciones entre los desafíos que enfrenta el diseño de circuitos flexibles y los desafíos que enfrenta el diseño de PCB rígidos, pero también hay muchas diferencias. La propiedad básica del circuito flexible capaz de doblarse y doblarse determina que se parece más a un dispositivo mecánico que a un dispositivo eléctrico. Por lo tanto, los circuitos flexibles tienen una serie de requisitos únicos. Comprender la interacción entre estas necesidades ayudará a los diseñadores de PCB a diseñar soluciones de interconexión de circuitos flexibles confiables y rentables bajo la premisa de equilibrar las funciones eléctricas y mecánicas.

Comprobar las características de concentración de esfuerzo del diseño. Las características de concentración de esfuerzo son la única causa de fallas mecánicas en circuitos flexibles (es decir, agrietamiento / rotura del conductor, desgarro del material aislante, etc.). para evitar puntos de concentración de esfuerzo, la estructura del circuito no debe cambiar en áreas dobladas ni cerca de ellas. En la zona de flexión, el ancho, el grosor o la dirección de colocación del conductor no deben cambiarse, no debe haber recubrimiento o recubrimiento eléctrico, no debe haber apertura en la cubierta o el material aislante externo, y no debe haber ningún tipo de agujero en la zona de flexión.

Tasa de flexión

Determinar y evaluar la relación mínima de flexión del diseño. La tasa de flexión es el mejor indicador para evaluar si los circuitos flexibles tienen problemas durante su uso. La relación de flexión es el grosor del Circuito del radio de flexión.

La mejor relación de flexión de la estructura

Cableado de alambre

El cable debe atravesar la zona de flexión en la medida de lo posible y hacer que el cable sea vertical a la superficie de flexión (figura 1). De esta manera, se puede minimizar el estrés al doblar el conductor, maximizando así la vida útil del circuito. Siempre se deben usar curvas en lugar de ángulos agudos para cambiar la dirección del conductor. Cuando no se puede cambiar la dirección del conductor con una curva, es mejor usar dos ángulos de 45 ° para cambiar la dirección del conductor, y luego solo se considera el ángulo de 90 °.

Cuando la dirección del conductor no se puede cambiar con la curva, es mejor usar dos ángulos de 45 ° para cambiar la dirección del conductor en lugar de usar un ángulo de 90 °.

Es mejor colocar pequeños cables en áreas dobladas. Capacidad del pequeño cable ('0007') La capacidad de soportar la compresión es mejor que la capacidad de soportar la tensión. Colocar este tipo de conductor en el interior de la zona de flexión puede reducir o evitar la tensión. No apile los conductores sobre estructuras multicapa para evitar el efecto de viga en forma de I. Apilar conductores aumentará inevitablemente el espesor total del circuito, reduciendo así la flexibilidad del circuito y la capacidad de doblar de manera confiable.

Conductor

El conductor del circuito flexible está hecho con un proceso de litografía, es decir, se comienza a producir con toda la pieza de cobre. Al agregar una máscara a la ruta de conducción ideal y luego usar métodos químicos para eliminar el cobre innecesario, se deja un patrón de circuito ideal, formando así un conductor. El grabado disuelve el cobre sin máscara añadida y también graba el borde del conductor, causando un "grabado lateral".

A medida que aumente el espesor de la lámina de cobre, también aumentará la cantidad de grabado lateral. Por lo tanto, es difícil para los fabricantes de circuitos flexibles fabricar conductores muy pequeños en láminas de cobre muy gruesas. También habrá diferencias durante el grabado (principalmente porque la intensidad del grabado cambiará con el contenido de cobre en la solución). Por lo tanto, el diseñador debe considerar las tolerancia de mecanizado del ancho del rastro (y el espaciamiento de la línea). Para obtener la mejor producción de grabado, el ancho del conductor debe ser al menos cinco veces mayor que el espesor.

Se recomienda establecer el ancho del cable al ancho más ancho posible. Por ejemplo, si el diseño requiere exprimir un conductor de 0005 "de ancho entre las almohadillas de la zona de cuarentena, el ancho debe aumentar de 0010" a 0012 "una vez que el conductor salga de la zona de cuarentena. este método puede aumentar la producción de grabado. esto significa que el costo total del circuito se reducirá.

Si el ancho del conductor entre las almohadillas en la zona de aislamiento debe reducirse, el conductor debe ajustarse al ancho original después de salir de la zona de aislamiento.

Redondeado terrestre

Es mejor insertar un miembro de relleno en cada posición en la que el conductor entra en la almohadilla. El relleno de la almohadilla puede reducir o eliminar posibles puntos de concentración de esfuerzo.

El desgarro puede liberar un tapón de desgarro de cobre, ya que este dispositivo ha demostrado ser ineficaz para evitar la ocurrencia de desgarros o evitar el crecimiento de grietas.

Diseñar soluciones que reduzcan el desgarro

A través

El agujero puede conectar todas las capas en la posición del agujero. Los agujeros ciegos pueden conectar la capa exterior con las capas adyacentes, pero no pueden atravesar todo el circuito. Los agujeros enterrados conectarán la capa interior, pero no se extenderán a la capa exterior. Los agujeros ciegos y enterrados aumentarán el costo del circuito, pero también aumentarán el área disponible de PCB en la capa no perforada.

Los dos materiales de cobertura más comunes para las aberturas de brecha SMT son las películas de poliimida y las máscaras de soldadura flexibles. El método para crear una apertura de brecha en estos dos materiales es completamente diferente, por lo que los requisitos de diseño también son muy diferentes. Las aberturas de brecha en la película de poliimida se pueden formar mediante perforación, fresado o punzonado. La forma y el tamaño de la apertura de la brecha están limitados por la forma de un taladro o herramienta circular. Por lo tanto, la apertura de la brecha SMT en la película de poliimida es redonda u ovalada. Un conjunto de aberturas de brecha para múltiples almohadillas SMT también es un método común en el diseño de circuitos flexibles.

Las máscaras de soldadura flexibles, como las máscaras de soldadura PCB tradicionales, se forman a través de imágenes fotosensibles, por lo que se pueden obtener aberturas de cualquier forma. La apertura de la brecha de la máscara de soldadura debe ser ligeramente mayor que la apertura de la brecha de la almohadilla SMT para garantizar que la máscara de soldadura no se adhiera a la almohadilla si hay una desviación de alineación durante el proceso de impresión.

Resistencia controlada e integridad de la señal

La creciente velocidad de funcionamiento de los dispositivos electrónicos hace que la resistencia característica de todos los componentes de los componentes electrónicos, incluido cualquier PCB flexible o rígido en el sistema, tenga una resistencia correspondiente. El desajuste de resistencia puede provocar la reflexión de la señal y la degradación de la señal en cada punto de desajuste, lo que resulta en señales erróneas y, en última instancia, el equipo no funciona correctamente.