Technologie PCB - Comprendre le Guide de conception de circuits flexibles

Il existe de nombreux chevauchements entre les défis de la conception de circuits flexibles et ceux de la conception de circuits imprimés rigides, mais il existe également de nombreuses différences. Les caractéristiques de base d'un circuit flexible qui peut être plié et plié le rendent plus mécanique qu'électrique. Les circuits flexibles ont donc un ensemble unique d'exigences. Comprendre l'interaction entre ces exigences aidera les concepteurs de circuits imprimés à concevoir des solutions d'interconnexion de circuits flexibles fiables et rentables, tout en équilibrant les fonctions électriques et mécaniques.

Vérifiez les caractéristiques de concentration de stress de la conception. La caractéristique de concentration de contraintes est la seule cause de défaillance mécanique des circuits flexibles (c. - à - D. fissuration / rupture des conducteurs, déchirure du matériau isolant, etc.). Pour éviter les points de concentration de contraintes, la structure du circuit ne doit pas changer dans ou à proximité des zones de flexion. Dans la zone de flexion, la largeur, l'épaisseur ou l'orientation du conducteur ne doivent pas être modifiées, il ne doit pas y avoir d'électrodéposition ou de revêtement, il ne doit pas y avoir d'ouverture dans le revêtement ou le matériau isolant externe, et il ne doit pas y avoir de trous dans la zone de flexion.

Taux de flexion

Déterminer et évaluer le rapport de flexion minimum de la conception. Le taux de courbure est le meilleur indicateur pour évaluer si un circuit flexible peut rencontrer des problèmes lors de son utilisation. Le rapport de courbure est l'épaisseur du circuit de rayon de courbure

Le meilleur ratio de flexion de la structure

Câblage de fil

Le fil doit traverser la zone de pliage autant que possible et le rendre perpendiculaire à la surface de pliage (Figure 1). Cela permet de minimiser les contraintes lors de la flexion des conducteurs, ce qui maximise la durée de vie du circuit. Vous devez toujours utiliser des courbes plutôt que des angles aigus pour changer l'orientation du conducteur. Lorsqu'il n'est pas possible de changer l'orientation du conducteur avec une courbe, il est préférable d'utiliser deux angles de 45° pour changer l'orientation du conducteur, puis de ne considérer qu'un angle de 90°.

Lorsque l'orientation du conducteur ne peut pas être modifiée par une courbe, il est préférable d'utiliser deux angles de 45° pour changer l'orientation du conducteur plutôt qu'un angle de 90°.

Il est préférable de placer le petit fil dans la zone de flexion. Capacité de petits conducteurs (< 0007 ") La capacité à résister à l'extrusion est meilleure que la capacité à résister à la tension. La mise en place de ce type de conducteur à l'intérieur de la zone courbe permet de réduire ou d'éviter les tensions. Ne pas empiler les conducteurs sur une structure multicouche pour éviter l'effet de poutre en I. L'empilement des conducteurs augmentera inévitablement l'épaisseur totale du circuit, réduisant ainsi la flexibilité du circuit et sa capacité à se plier de manière fiable.

Conducteurs

Les conducteurs de circuits flexibles sont fabriqués à l'aide d'un processus de lithographie, c'est - à - dire que la production commence à l'aide d'une feuille entière de cuivre. Les conducteurs sont formés en ajoutant un masque sur le chemin de conduction idéal, puis en éliminant le cuivre inutile à l'aide de méthodes chimiques, laissant un motif de circuit idéal. L'agent de gravure dissout le cuivre sans masque ajouté et attaque également les bords du conducteur, provoquant une « gravure latérale».

À mesure que l'épaisseur de la Feuille de cuivre augmente, la quantité de gravure latérale augmentera également. Il est donc difficile pour les fabricants de circuits flexibles de fabriquer de très petits conducteurs sur des feuilles de cuivre très épaisses. Il y aura également des différences dans le processus de gravure (principalement la force de l'agent de gravure variera avec la quantité de cuivre dans la solution). Le concepteur doit donc tenir compte des tolérances d'usinage sur la largeur (et l'espacement des lignes) des traces. Pour obtenir un rendement de gravure optimal, la largeur du conducteur doit être au moins 5 fois supérieure à l'épaisseur.

Il est recommandé de régler la largeur du fil à la largeur la plus large possible. Par exemple, si la conception nécessite l'extrusion d'un conducteur d'une largeur de 0005 "entre les plots de la zone d'isolement, la largeur doit être augmentée de 0010" à 0012 "une fois que le conducteur a quitté la zone d'isolement. Cette méthode peut augmenter le rendement de gravure, ce qui signifie que le coût total du circuit sera réduit.

Si la largeur du conducteur entre les Plots à l'intérieur de la zone d'isolement doit être réduite, elle doit être ajustée à la largeur d'origine une fois que le conducteur a quitté la zone d'isolement.

Coins arrondis terrestres

Il est préférable d'insérer un composant de remplissage à chaque emplacement où le conducteur entre dans le plot. Le rembourrage peut réduire ou éliminer les points potentiels de concentration de stress.

La déchirure libère le bloc anti - déchirure en cuivre, car un tel dispositif s'est avéré inefficace pour prévenir l'apparition de déchirures ou empêcher la propagation de fissures.

Solutions conçues pour réduire les déchirures

Par

Le perçage permet de connecter toutes les couches à l'emplacement du perçage. Les trous borgnes peuvent relier la couche externe et les couches adjacentes ensemble, mais ne peuvent pas traverser tout le circuit. Les trous enterrés joindront la couche interne, mais ne s'étendront pas à la couche externe. Les trous borgnes et enterrés augmentent le coût du circuit, mais augmentent également la surface disponible du PCB sur les couches non percées.

Les deux matériaux de revêtement les plus courants pour l'ouverture de l'espace SMT sont le film de Polyimide et le masque de soudure flexible. Les méthodes de création d'ouvertures interstitielles sur ces deux matériaux sont complètement différentes, de sorte que les exigences de conception sont également très différentes. Les ouvertures de dégagement sur le film de Polyimide peuvent être réalisées par perçage, fraisage ou poinçonnage. La forme et les dimensions de l'ouverture de dégagement sont limitées par la forme du foret ou de l'outil circulaire. L'ouverture de l'espace SMT sur le film de Polyimide est donc circulaire ou ovale. Un ensemble d'ouvertures de dégagement pour plusieurs Plots SMT est également une méthode courante dans la conception de circuits flexibles.

Les masques de soudure flexibles, comme les masques de soudure PCB traditionnels, sont formés par imagerie photosensible et permettent donc d'obtenir des ouvertures de toute forme. L'ouverture d'interstice du masque de soudure doit être légèrement plus grande que celle du plot SMT pour s'assurer que le masque de soudure ne se fixe pas au Plot si un écart d'alignement se produit pendant l'impression.

Impédance contrôlée et intégrité du signal

La vitesse de fonctionnement croissante de l'électronique conduit à des impédances caractéristiques adaptées de tous les composants de l'ensemble électronique, y compris les PCB flexibles ou rigides du système. La désadaptation d'impédance entraîne une réflexion du signal et une dégradation du signal à chaque point de désadaptation, ce qui entraîne un mauvais signal et, finalement, un dysfonctionnement de l'appareil.