Technologie PCB - Méthodes de connexion et de soudage pour FPC et PCB

Avec le développement de l'électronique, les exigences techniques pour connecter des PCB à l'aide de cartes souples FPC sont de plus en plus élevées. Cet article tente de présenter les méthodes de connexion et de soudage de plusieurs FPC et PCB couramment utilisés dans l'industrie.

Le FPC (Flexible Printed Circuit, « carte de circuit imprimé flexible » ou « Flex Circuit Board ») est actuellement utilisé dans divers produits électroniques, en particulier les dispositifs portables et les appareils portatifs légers et courts. Bien que le processus PCBA ait été développé pour le soudage direct de pièces électroniques sur FPC, sa soudabilité et sa fiabilité de qualité restent médiocres, comme les « connecteurs d'E / s» enfichables pour l'utilisateur final, tels que les connecteurs Micro USB, usbc pour la charge et le transfert de données, et le soudage de gros BGA et qfn sur FPC n'est pas recommandé.

En général, le FPC doit encore être connecté à un PCB rigide et la procédure de connexion du FPC au PCB est utilisée:

Connecteur FPC

Panneau flexible rigide

Soudure. La principale raison d'utiliser le soudage est d'économiser sur le coût du "connecteur" et de réduire la hauteur.

Cet article ne présente que le processus de soudage de FPC avec PCB, les méthodes de soudage des plaques souples sont également diverses, mais en général, vous pouvez utiliser les méthodes suivantes pour le soudage:

1. Soudure à la main

Le soudage à la main d'une plaque flexible à une carte de circuit imprimé est le processus le moins cher de tous les processus de soudage de plaques flexibles. Certains d'entre eux peuvent fonctionner sans utiliser de pinces du tout. Cependant, la qualité du soudage est également le processus le moins fiable, car le soudage à la main peut facilement créer des cavités. Soudure, soudure en pointillés, fausse soudure, pont de court - circuit et autres problèmes de qualité. C'est parce que pendant le processus de soudage à la main, lorsque la tête du fer à souder est enlevée et que la soudure n'est pas solidifiée, la plaque souple a tendance à se déplacer ou à se soulever. Après la solidification de la soudure, il se forme une soudure en pointillés, une soudure à vide, etc.

Par conséquent, il est préférable de presser la plaque souple avec un poids lourd jusqu'à ce que le soudage soit terminé, ce qui peut améliorer considérablement le rendement de soudage. En outre, le soudage de la plaque souple est préférable d'avoir des trous traversants (PTH) sur les doigts d'or, ce qui augmente la confirmation visuelle que le soudage est bon ou non et réduit également les risques de fuite d'étain et de court - circuit.

En général, si la conception n'est pas verrouillée (verrouillage), afin de réduire le coût de conception et de production de la pince, une petite quantité de fer à souder manuel peut être utilisée pour souder la plaque souple afin de vérifier la fonction de RD. Il est fortement recommandé de ne pas souder manuellement dans la production en série.

II. Hotbar (Haba) soudage

Hotbar (Haba) soudage

Le principe de la soudure hotbar (Haba) consiste essentiellement à chauffer [thermodes / réchauffeurs - embouts] ã à l'aide de ce que l'on appelle [un courant pulsé (pulsé)] circulant à travers des matériaux métalliques tels que le molybdène, le titane, etc., qui ont des propriétés de haute résistance [chaleur Joule], puis à utiliser la tête chaude pour chauffer et faire fondre la pâte à souder imprimée sur la carte de circuit imprimé, connectée au FPC pour atteindre le but de la soudure.

Par conséquent, hotbar doit avoir une machine hotbar et un support pour fixer le FPC sur le PCB. Tant que le FPC et le PCB sont bien conçus, les objectifs de production en série et un certain rendement peuvent être atteints.

La qualité du soudage ⪠hotbar dépend essentiellement de la conception. Pour les exigences de conception détaillées, consultez l'article précédent de Shenzhen hongliejie sur la conception de hotbar.

Restrictions sur les pièces près de hotbar fpcb

Hotbar fpcb considérations de conception de softpad PTH

Recommandations concernant la position relative du fpcb hotbar thermopressé par rapport aux Pads PCB

Hotbar fpcb softpad design pour éviter les concentrations de stress et les ruptures de circuit

â ª vient ensuite la taille de l'espacement des doigts d'or FPC. Plus l'espacement est grand, plus la production est facile et plus le rendement est élevé. Cependant, les exigences de conception sont de plus en plus petites. Cela rend également hotbar de plus en plus difficile à fabriquer et le rendement est simple.

Le dernier problème est le contrôle du processus. Par exemple, le contrôle de la quantité de pâte à souder, si l'application du flux est en place pendant le processus hotbar, les paramètres de température, de pression et de temps de hotbar, et les capacités de la machine hotbar (si la pression de la tête de pressage à chaud peut être programmée).

En outre, certaines conceptions de plaques flexibles hotbar ne permettent pas une conductivité thermique efficace. À ce stade, il peut être nécessaire de réfléchir à l'utilisation d'une pâte à souder cryogénique à l'étain et au Bismuth (snbi), mais la pâte à souder cryogénique est plus fragile et il est donc recommandé de renforcer la structure auxiliaire.

La lecture des articles connexes est recommandée:

Évaluation de la faisabilité des pâtes de brasage à basse température pour le brasage de barres chaudes

3. Soudure de retour

Les sociétés de PCB concernées n'ont pas essayé le processus de soudage par refusion avec des connexions de plaques souples auparavant, mais il devrait théoriquement être possible, et certains forums de discussion peuvent également être vus en ligne pour le processus de soudage par refusion. La méthode consiste essentiellement à imprimer maintenant la pâte à souder sur le PCB, puis à placer le FPC devant le four de retour et à le traverser à l'aide d'un support de retour de capot supérieur et de siège inférieur, l'outil de chargement et de téléchargement utilisant des fixations magnétiques pour s'assurer que la position du FPC Ne bouge pas et que le point de soudure FPC ne se soulève pas pendant le processus de retour.

Ce processus de reflux FPC comporte plusieurs considérations:

Le matériau FPC peut - il résister aux températures élevées du reflux sans plomb? Si la température élevée du matériau FPC est limitée, il peut être nécessaire de considérer la faisabilité de la pâte à souder à basse température.

Le placement du FPC est généralement une opération manuelle. À ce stade, la pâte à souder est encore en pâte. Comment éviter que l'opération manuelle touche la pâte à souder ou d'autres pièces est un gros problème. Par conséquent, ce processus ne s'applique pas aux pièces placées sous FPC.

Shenzhen hongliejie estime personnellement que ce processus est approprié pour les produits qui n'ont pas beaucoup de pièces sur le PCB et pas de pièces sur le FPC. Sinon, le taux de défauts dus au contact avec d'autres composants ou pâte à souder devrait être assez élevé. Un FPC fin ne devrait pas convenir non plus.

4. Soudage au laser

Le soudage au laser (soudage au laser) repose sur l'excitation de l'énergie laser pour la convertir en chaleur pour atteindre le but du soudage. Ainsi, son soudage est généralement utilisé pour chauffer directement l'endroit où le laser peut briller sur la soudure.

De plus, de tels équipements de soudage au laser sont généralement des machines spécialisées et non des machines universelles. Son énergie n'est généralement pas adaptée pour effectuer d'autres opérations. Le coût de l'équipement n'est donc pas bon marché. Il n'est pas recommandé à moins que la sortie soit grande. Regardez le roi!

V. ACF (colle conductrice anisotrope)

Lorsqu'il n'est pas possible d'utiliser une soudure pour souder un FPC et un PCB, on peut envisager d'utiliser un « ACF (anisotropic conductive film) » pour conduire un signal électronique entre le FPC et le PCB. La température de traitement de l'ACF est inférieure à celle de hotbar. L'ACF fonctionne en fait de la même manière que hotbar en raison de préoccupations concernant les problèmes de brûlure FPC, mais l'ACF est plus simple. C'est en fait un peu comme de la colle. Il est placé entre les doigts dorés du PCB et du FPC, puis chauffé sous pression pour compléter la connexion. Ce poste de travail peut même être réglé à différentes températures et pressions pour une utilisation simultanée dans les processus hotbar et ACF.

Cependant, le plus gros inconvénient de l'ACF est qu'après un certain temps d'utilisation, son adhésif est sujet à la défaillance et à l'écaillage, de sorte que des mécanismes supplémentaires doivent être ajoutés pour s'assurer que le FPC ne se détache pas du PCB.