Diretrizes Essenciais de Design para PCBs Flexíveis

As Placas de Circuito Impresso Flexíveis (Flex PCBs) desempenham um papel crucial na eletrônica moderna, permitindo designs compactos e leves. As PCBs flexíveis não são novas no mercado; elas fazem parte de quase todos os dispositivos eletrônicos com dimensões e encaixes reduzidos. Dobrar fios, ajustar componentes e fornecer energia em dispositivos portáteis pequenos não é tão fácil com PCBs rígidas. Elas são projetadas especialmente para rotear linhas de alimentação e de exibição. Embora componentes eletrônicos pesados, como CPU e GPU, ainda sejam montados em PCBs rígidas devido a várias questões de design e confiabilidade. O processo de design e fabricação exige que os engenheiros sigam princípios especializados. Com base nas recomendações detalhadas da JLCPCB, aqui estão algumas diretrizes-chave para garantir designs de Flex PCB confiáveis, fabricáveis e de alto desempenho.

1. Garanta Folgas Adequadas para Furos e Vias

Furo Passante para Contorno da Placa: Durante o DRC, deve-se manter um afastamento mínimo de 0,5 mm entre furos passantes e o contorno da placa. Para uma abordagem mais prática, use slots em forma de U abertos para o quadro a fim de evitar falhas estruturais.

Via para Máscara de Solda: Mantenha as vias pelo menos 0,2 mm afastadas das aberturas da máscara de solda para evitar exposição do cobre. A exposição pode levar a curtos e corrosão.

2. Evite Designs com Via-in-Pad

JLCPCB possui tecnologia de via-in-pad para placas rígidas e flexíveis. Via-in-pad é viável em estruturas rígidas porque não há problemas de confiabilidade. Placas rígidas também usam pacotes BGA, que aumentam a necessidade de via-in-pad. Mas, ao contrário das PCBs rígidas, as Flex PCBs não podem ser preenchidas com resina, o que pode causar sugamento de solda e juntas de solda não confiáveis.

3. Evite Oxidação em Grandes Superfícies de Cobre

Se o cobre permanecer exposto ao ar sem máscara de solda, regiões sólidas podem aprisionar ar durante a laminação do cobertura, levando à oxidação sob calor e pressão. Para evitar esse problema:

● Use padrões de cobre em forma de colmeia para reduzir a área superficial.

● Adicione janelas na máscara de solda para liberar o ar aprisionado.

4. Reforce e Posicione Pads Estrategicamente

Pads independentes, especialmente sobrepostos em ambos os lados, podem se soltar facilmente, pois o núcleo FPC tem apenas 25 µm de espessura. Recomenda-se adicionar reforço de cobre ao redor do pad, conectar os cantos do pad à área de cobre e deslocar pads em lados opostos para melhor aderência. O método é projetar pads definidos por máscara de solda, pois a cobertura da máscara na borda do pad fornece resistência mecânica.

● Evite pads isolados ou sobrepostos, especialmente em núcleos finos de 25 µm.

● Conecte os cantos dos pads às áreas de cobre para aumentar a aderência mecânica.

5. Projete de Acordo com os Requisitos de Cobertura

Para placas flexíveis, o cobertura funciona como máscara de solda. Ele precisa ser previamente janelado antes da aplicação. Garanta um espaço de 0,2 mm entre pads e trilhas adjacentes e 0,5 mm entre pads. Caso contrário, devem ser usadas aberturas em ponte, aceitando trilhas expostas. Para espaçamentos apertados (<0,5 mm), expõe as trilhas de conexão por uma única janela. Adicione linhas de roteamento anti-ruptura, se necessário.

6. Otimize o Design de Gold Fingers e Pads de Conector

Na FPC, geralmente um cabo termina em um pad dourado que vai para algum conector, usado para melhorar a integridade do sinal e permitir fácil substituição do cabo durante reparos. Para isso, podemos usar pads definidos por máscara de solda para conectores. Reduzir o comprimento dos gold fingers em 0,2 mm ajuda a evitar micro-curtos do corte a laser. Garanta que o cobertura sobreponha os pads do conector em pelo menos 0,3 mm para durabilidade mecânica.

Conclusão

Projetar Flex PCBs exige atenção cuidadosa a fatores mecânicos e térmicos. Ao seguir essas 7 diretrizes críticas, os engenheiros podem melhorar significativamente a durabilidade e a fabricabilidade de seus designs de circuitos flexíveis. Mas essas 7 diretrizes são apenas um guia inicial para FPC; no futuro, traremos mais guias incríveis sobre FPC e problemas de design. Continuaremos compartilhando guias aprofundados sobre problemas de PCB em nossa página de blog.