Technologie PCB - Conception matérielle stratégie de conception PCB réelle

Un circuit imprimé flexible FPC (FPC Flexible Printed Circuit) est une forme de circuit électrique fabriqué sur une surface de coupe flexible, avec ou sans revêtement (généralement utilisé pour protéger les circuits FPC). Étant donné que le FPC peut être plié, plié ou déplacé à plusieurs reprises de différentes manières, il présente les avantages d'être léger, mince en épaisseur et flexible par rapport aux plaques rigides ordinaires (PCB), ce qui rend son application de plus en plus répandue.

Les matériaux à base de film FPC utilisent généralement du Polyimide (PI), mais aussi du polyester.

(polyester, PET pour faire court), l'épaisseur du matériau est de 12,5 / 25 / 50 / 75 / 125 µm, les plus couramment utilisés sont 12,5 et 25 µm. Si le FPC doit être soudé à haute température, le pi est généralement choisi comme matériau et le fr4 comme substrat pour le PCB.

Le revêtement du FPC est un stratifié d'un film diélectrique et d'une colle, ou un revêtement d'un milieu souple, qui a un effet protecteur contre la pollution, l'humidité, les rayures, etc. les matériaux principaux sont les mêmes que le substrat, à savoir le Polyimide (polyimide) et le polyester (polyester), L'épaisseur du matériau habituel est de 12,5 µm.

La conception FPC nécessite de coller chaque couche ensemble, cette fois avec de la colle FPC (adhésif). Les adhésifs couramment utilisés pour les plaques flexibles comprennent l'acrylique, les résines époxy modifiées, le butyral phénolique, les adhésifs renforcés, les adhésifs sensibles à la pression, etc., tandis que le FPC monocouche ne nécessite pas l'utilisation de colle pour le collage.

Dans de nombreuses applications, telles que le soudage d'équipements, les plaques flexibles nécessitent l'utilisation de renforts pour obtenir un support externe. Les matériaux principalement utilisés sont le film Pi ou polyester, la fibre de verre, les matériaux polymères, la tôle d'acier, la tôle d'aluminium, etc. le film Pi ou polyester est un matériau couramment utilisé pour le renforcement de la tôle flexible et a généralement une épaisseur de 125 microns. Les panneaux de renfort en fibre de verre (fr4) sont plus durs que le Pi ou le polyester et sont relativement difficiles à traiter lorsqu'ils sont utilisés dans des endroits où ils doivent être plus durs.

Par rapport à la méthode de traitement de pad PCB, il existe également une variété de méthodes de traitement de pad FPC, les méthodes courantes sont les suivantes:

1. L'or au nickel chimique est également appelé or trempé chimique ou or trempé. Typiquement, l'épaisseur de la couche de nickelage chimique utilisée sur la surface métallique en cuivre du PCB est de 2,5 microns à 5,0 microns et l'épaisseur de la couche d'or immergé (or pur à 99,9%) est de 0,05 microns à 0,1 microns. Avantage technique: surface plane, longue durée de stockage, facile à souder; Convient pour les pièces à espacement fin et les PCB plus minces. Pour le FPC, il est plus approprié car son épaisseur est plus fine. Inconvénients: pas respectueux de l'environnement.

2. Avantages du placage étain - plomb: il est possible d'ajouter du plomb plat et de l'étain directement sur le pad, avec une bonne soudabilité et uniformité. Pour certaines techniques de traitement, comme hotbar, cette approche doit être appliquée sur FPC. Inconvénients: le plomb est facilement oxydable et le temps de stockage est court; Il nécessite de tirer le fil galvanique; Ce n'est pas écologique.

3. Le placage d'or sélectif (seg) se réfère à l'utilisation du placage d'or électrique dans les zones locales de la carte de circuit imprimé et à l'utilisation d'une autre méthode de traitement de surface dans d'autres zones. Le placage d'or se réfère au placage d'une couche de nickel d'abord sur la surface de cuivre de la carte de circuit imprimé, puis au placage d'une couche d'or. L'épaisseur de la couche de nickel est de 2,5 microns à 5,0 microns, l'épaisseur de la couche d'or est généralement de 0,05 microns à 0,1 microns. Avantages: grande épaisseur de placage d'or, forte résistance à l'oxydation et forte résistance à l'usure. Le "doigt d'or" utilise généralement cette méthode de traitement. Inconvénients: non écologique, pollution au cyanure.

4.organic Weldability Protection Layer (OSP) ce processus fait référence à la couverture de la surface de cuivre PCB exposée avec une matière organique spécifique. Avantages: peut fournir une surface de PCB très plate pour répondre aux exigences environnementales. Convient pour les cartes de circuits imprimés avec des éléments à espacement fin.

Inconvénients: un PCBA utilisant des procédés traditionnels de soudage à la vague et de soudage sélectif à la vague est nécessaire et le procédé de traitement de surface OSP n'est pas autorisé.

5. Mise à niveau de l'air chaud (hasl) ce processus se réfère à la surface métallique exposée finale du PCB recouverte d'alliage plomb - étain 63 / 37. L'exigence d'épaisseur de nivellement à l'air chaud pour le revêtement en alliage de plomb - étain est de 1um - 25um. Le processus de nivellement de l'air chaud est difficile à contrôler l'épaisseur du revêtement et le motif des plots. Il n'est pas recommandé d'utiliser sur des PCB avec des composants à pas fin, car les exigences de planéité des plots des composants à pas fin sont élevées; Le processus de nivellement de l'air chaud convient aux cartes de circuits imprimés flexibles plus minces avec un impact important, ce traitement de surface n'est pas recommandé

Dans la conception, un FPC doit souvent être utilisé en combinaison avec un PCB. Dans les connexions entre les deux, les connexions sont généralement effectuées à l'aide de connecteurs plaque à plaque, de connecteurs avec doigts d'or, hotbar, de plaques souples et rigides et de soudures manuelles. Pour différents environnements d'application, les concepteurs peuvent adopter la méthode de connexion correspondante.

Dans les applications pratiques, il est nécessaire de déterminer si un blindage ESD est nécessaire en fonction des besoins de l'application. Lorsque les exigences de flexibilité FPC ne sont pas élevées, elles peuvent être réalisées avec du cuivre solide et des médias épais. Lorsque les exigences de flexibilité sont élevées, cela peut être réalisé en utilisant une grille en cuir de cuivre et une pâte conductrice en argent.

En raison de la flexibilité du FPC, il est facile de se casser lorsqu'il est soumis à des contraintes, ce qui nécessite des mesures spéciales pour protéger le FPC.

Les méthodes couramment utilisées sont:

1. Le rayon minimum de l'angle intérieur sur le profil flexible est de 1,6 MM. Plus le rayon est grand, plus la fiabilité est élevée et plus la résistance à la déchirure est forte. Au coin de la forme, une trace peut être ajoutée près du bord de la plaque pour éviter que le FPC ne se déchire.

2. Les fissures ou les crevasses sur le FPC doivent se terminer par des trous circulaires d'au moins 1,5 mm de diamètre. Cela est également nécessaire lorsque deux parties adjacentes du FPC doivent être déplacées séparément.

3. Pour une meilleure flexibilité, la zone de flexion doit être choisie parmi les zones de largeur uniforme et essayer d'éviter les variations de largeur FPC et la densité de câblage inégale dans la zone de flexion.

4. Les raidisseurs, également appelés raidisseurs, sont principalement utilisés pour obtenir un soutien externe. Les matériaux utilisés sont le Pi, le polyester, la fibre de verre, les matériaux polymères, la plaque d'aluminium, la plaque d'acier, etc. la conception rationnelle de l'emplacement, de la zone et du matériau de la plaque de renfort joue un rôle important pour éviter les déchirures FPC.

5. Dans la conception FPC multicouche, les zones qui doivent être fréquemment courbées pendant l'utilisation du produit doivent être conçues avec une couche d'entrefer. Essayez d'utiliser un matériau Pi mince pour augmenter la douceur du FPC et empêcher le FPC de se casser lors de flexions répétées.

6. Lorsque l'espace le permet, la zone de fixation du ruban adhésif double face doit être conçue à la jonction du doigt d'or et du connecteur pour empêcher le doigt d'or et le connecteur de tomber pendant la flexion.

7. Le fil de treillis de positionnement FPC doit être conçu à la connexion entre le FPC et le connecteur pour empêcher le FPC de se produire lors de l'assemblage. Favorable à l'inspection de la production.

En raison de la particularité du FPC, il y a quelques points à noter lors du câblage:

Règles de câblage: la priorité est de garantir le lissage du câblage du signal, de suivre le principe de court, droit, moins perforé, essayez d'éviter le câblage long, fin, rond, principalement horizontal, vertical et ligne de 45 degrés, évitez le hasard. Les conditions ci - dessus sont décrites en détail ci - dessous:

1. Largeur de ligne: l'espace de câblage réservé est en moyenne de 0,15 mm, compte tenu de l'incohérence des exigences de largeur de ligne pour les lignes de données et d'alimentation

2. Espacement des lignes: selon la capacité de production actuelle de la plupart des fabricants, l'espacement des lignes de conception (Pitch) est de 0,10 mm

3. Marge de ligne: la distance entre la ligne la plus extérieure et le contour FPC est conçue pour être de 0,30 mm, plus l'espace est grand, mieux c'est

4. Angle intérieur arrondi: le plus petit angle intérieur arrondi sur le profil FPC est conçu avec un rayon r = 1,5 mm

5. Le fil est perpendiculaire à la direction de flexion

6. Le fil doit traverser uniformément la zone de flexion

7. Le fil doit être aussi plein que possible dans la zone de flexion

8. Il ne doit pas y avoir de métal plaqué supplémentaire dans la zone de flexion (les fils dans la zone de flexion ne sont pas plaqués)

9. Gardez la largeur de ligne inchangée

10. Les traces des panneaux à double face ne peuvent pas se chevaucher pour former un "I"

11. Minimiser le nombre de couches dans la zone de flexion

12. La zone incurvée ne peut pas avoir de trous traversants et métallisés

13. L'axe central incurvé doit être placé au Centre du fil. Le coefficient de matériau et l'épaisseur des deux côtés du fil doivent être aussi cohérents que possible. Ceci est très important dans les applications de flexion dynamique.

14. La torsion horizontale suit les principes suivants, réduisant la section incurvée pour augmenter la flexibilité ou augmentant partiellement la surface de la Feuille de cuivre pour augmenter la flexibilité.

15. Pour la courbure de surface verticale, augmenter le rayon de courbure et réduire le nombre de couches dans la zone centrale de la courbure.

16. Pour les produits ayant des exigences EMI, si le FPC a des lignes de signal de rayonnement à haute fréquence telles que USB, mipi, etc., une couche de feuille d'argent conductrice doit être ajoutée au FPC en fonction de la situation de mesure EMI et la feuille d'argent conductrice doit être mise à la terre pour empêcher EMI.

Avec l'expansion de l'environnement d'application FPC, ce qui précède continuera d'être riche ou inapplicable, mais tant que vous Concevez soigneusement dans votre travail, réfléchissez plus et résumez plus, je crois que la conception d'un FPC n'est pas difficile et que vous pouvez facilement commencer.