Directives Essentielles de Conception pour les Flex PCBs

Les Circuits Imprimés Flexibles (Flex PCBs) jouent un rôle crucial dans l’électronique moderne en permettant des conceptions compactes et légères. Les Flex PCBs ne sont pas nouvelles sur le marché, elles font partie de presque tous les objets électroniques, y compris ceux de petites dimensions et de configurations. En effet, plier les fils, installer les composants et alimenter les petits appareils portables n’est pas aussi simple avec des PCBs rigides. Elles sont spécialement conçues et utilisées pour acheminer l’alimentation et les lignes d'affichage. Bien que les gros équipements électroniques comme les CPU et GPU soient toujours installés sur des PCBs rigides en raison de divers problèmes de conception et de fiabilité, le processus de conception et de fabrication nécessite que les ingénieurs suivent des principes de conception spécialisés. D'après les recommandations approfondies de JLCPCB, voici quelques directives clés pour garantir des conceptions de Flex PCB fiables, manufacturables et performantes.

1. Assurer des Espaces Suffisants autour des Trou et Vias

Trou traversant à la bordure du PCB : Selon le DRC, il faut maintenir un espace minimum de 0,5 mm entre les trous traversants et le bord de la carte. Pour une approche plus pratique, utilisez des fentes en forme de U ouvertes vers le cadre pour éviter les défaillances structurelles.

Via au masque de soudure : Gardez les vias à au moins 0,2 mm des ouvertures du masque de soudure pour éviter l'exposition du cuivre. L'exposition du cuivre peut entraîner des courts-circuits et de la corrosion.

2. Éviter les Conceptions de Via dans le Pad

JLCPCB propose la technologie de via dans le pad pour les cartes rigides et flexibles. Le via dans le pad est possible dans les structures rigides car il n'y a pas de problème de fiabilité. Les cartes rigides contiennent également des packages BGA, ce qui augmente le besoin de via dans le pad. Mais contrairement aux PCBs rigides, les Flex PCBs ne peuvent pas être bouchés en résine, ce qui peut entraîner des problèmes de remontée de soudure et des joints de soudure peu fiables.

3. Prévenir l’Oxydation sur de Grandes Surfaces en Cuivre

Si le cuivre reste exposé à l'air sans un masque de soudure, les zones de cuivre solide peuvent piéger de l'air pendant la stratification de la couverture, entraînant une oxydation sous la chaleur et la pression. Pour éviter ce problème :

- Utilisez des motifs de cuivre en hachures pour réduire la surface.

- Ajoutez des fenêtres de masque de soudure pour ventiler l'air emprisonné.

4. Renforcer et Placer Stratégiquement les Pads

Les pads indépendants, surtout ceux qui se chevauchent des deux côtés, peuvent facilement se détacher car le noyau du FPC n'a que 25 μm d'épaisseur. Il est recommandé d’ajouter un renfort en cuivre autour du pad et de relier les coins du pad à la zone de cuivre, tout en décalant les pads des côtés opposés pour une meilleure adhésion. La méthode consiste à concevoir des pads définis par le masque de soudure pour éviter cela, car la couverture du pad par le masque de soudure renforce mécaniquement la structure.

- Évitez les pads isolés ou superposés, en particulier sur des noyaux de 25 μm.

- Reliez les coins des pads aux zones en cuivre pour renforcer l'adhésion mécanique.

5. Concevoir Selon les Exigences de la Coverlay

Pour les cartes flexibles, la coverlay sert de masque de soudure. Elle doit être pré-fenêtrée avant application. Assurez-vous qu’il y ait un espace de 0,2 mm entre les pads et les traces adjacentes, ainsi qu’un espacement de 0,5 mm entre les pads. Sinon, des ouvertures bridées doivent être utilisées, acceptant des traces exposées. Pour des espacements serrés (< 0,5 mm), exposez les traces de connexion par une seule fenêtre. Ajoutez des lignes de routage anti-déchirure si nécessaire.

6. Optimiser la Conception des Pads à Or et des Connecteurs

Dans le FPC, un câble se termine généralement par un pad en or allant vers un connecteur, ce qui sert à améliorer l'intégrité du signal et permet ainsi de remplacer facilement le câble lors de la réparation. Pour cela, vous pouvez utiliser des pads définis par le masque de soudure pour les connecteurs. Réduire la longueur des doigts d’or de 0,2 mm aide à éviter les courts-circuits dus à la découpe au laser. Assurez-vous que la coverlay chevauche les pads des connecteurs d'au moins 0,3 mm pour une durabilité mécanique.

Conclusion

La conception de Flex PCBs nécessite une attention particulière aux facteurs mécaniques et thermiques. En suivant ces 7 directives essentielles, les ingénieurs peuvent améliorer considérablement la durabilité et la manufacturabilité de leurs conceptions de circuits flexibles. Mais ces 7 directives ne sont qu'un guide de départ pour les FPC, dans le futur nous publierons des guides passionnants sur les FPC et les problèmes de conception associés. Nous continuerons à partager des guides détaillés concernant les problèmes de PCB sur notre page de blog.