Alcançar a perfeição no design de produtos exige um equilíbrio cuidadoso entre atender aos requisitos de design e aos padrões de fabricação. No entanto, quando se trata de design de PCB flexível (FPC), muitos engenheiros ficam perdidos, sem saber por onde começar.

Neste guia esclarecedor, abordaremos 45 diretrizes essenciais de design para FPC. Ao final, você terá o conhecimento e a confiança para navegar pelas complexidades do design de PCB flexível.

Contorno e Furacão

1. A distância mínima dos furos passantes até a borda da placa deve ser de 0,5 mm. Se for menor que 0,5 mm, mude para furos em U (ranhuras abertas em direção à borda da placa).

2. Certifique-se de que os furos de via estejam pelo menos 0,2 mm afastados da janela de soldermask para evitar cobre exposto ao redor das bordas dos furos.

3. Evite projetar vias em pads em FPCs, pois, ao contrário dos PCBs rígidos, os FPCs não podem fazer o preenchimento com resina para esses furos, o que leva ao escoamento de solda.

Design da Superfície de Cobre e Pads de Solda

4. Oxidação de Grandes Áreas de Cobre: Grandes áreas de cobre podem aprisionar ar durante a aplicação do coverlay, levando à oxidação em alta temperatura e pressão, afetando a aparência, mas não a função. Para evitar isso, projete cobre em forma de grade ou adicione janelas de soldermask em grandes superfícies de cobre.

5. Evite Pads Independentes: Pads independentes, especialmente aqueles que se sobrepõem em ambos os lados, podem facilmente se soltar, já que o núcleo do FPC tem apenas 25 μm de espessura. Recomenda-se adicionar reforço de cobre ao redor do pad e conectar os cantos do pad à área de cobre, e deslocar os pads em lados opostos para melhor aderência.

6. Destacamento de Pads: Pads de conectores são propensos a se destacar. Projete pads definidos por soldermask para evitar isso, pois a cobertura do soldermask na borda do pad fornece resistência mecânica.

7. Evite Grandes Áreas de Cobre Exposto: Isso pode causar enrugamento.

8. Requisitos de Coverlay: Para placas flexíveis, o coverlay funciona como soldermask. Ele precisa ser pré-janelado antes da aplicação. Certifique-se de um espaçamento de 0,2 mm entre pads e trilhas adjacentes, e um espaçamento de 0,5 mm entre pads. Caso contrário, aberturas em ponte devem ser usadas, aceitando trilhas expostas.

9. Evite Rasgos nos Cantos: Roteamento espesso pode causar rasgos nos cantos da placa. Adicione tiras de cobre anti-rasgo nas bordas ou adicione cobre em grade no verso.

10. Roteamento em Padrão de Grade: Use um ângulo de 45 graus para o padrão de grade para melhorar a transmissão de sinal. A largura da linha e o espaçamento devem ser de 0,2/0,2 mm.

Dedos de Ouro e Soldagem

11. Dedos de Ouro: Reduza os dedos de ouro em 0,2 mm para evitar micro-curtos causados por carbonização do corte a laser. (A JLCPCB fará isso por padrão; requisitos especiais devem ser mencionados.)

12. Vias em Pads de Solda: Evite colocar vias em linha reta sobre pads de solda para evitar concentração de tensão e possíveis trincas.

13. Deslocamento do Coverlay: Certifique-se de um deslocamento de 0,3 mm do coverlay em cada lado dos dedos de ouro para evitar quebra.

14. Pads Definidos por Soldermask: Projete pads de solda com coverlay estendido para garantir que o coverlay se sobreponha ao pad por mais de 0,3 mm.

15. Janelas de Soldermask em Dedos de Ouro: Certifique-se de que as janelas se sobreponham aos pads por mais de 0,3 mm para evitar desconexão na junção.

16. Placas Vazadas: A JLCPCB atualmente não suporta placas vazadas. Dedos de ouro no verso precisam de pads e vias adicionais para transição de camadas.

17. Cobre Extra em Pads: Evite cobre extra em pads de IC, pois isso pode aumentar os pads e reduzir o espaçamento, levando a curtos durante a soldagem.

18. Pads Independentes para Dedos de Ouro: Projete os pads dos dedos de ouro como pads independentes. Se houver cobre ou trilhas sobrepondo os dedos de ouro, as janelas de soldermask exporão o cobre ou as trilhas.

19. Tolerância dos Dedos de Ouro: A tolerância padrão é +/-0,1 mm. Se for necessário +/-0,05 mm, especifique no pedido.

Pads de Conectores e Design de IC

20. Pads de Conectores: Pads de conectores em FPCs são propensos a destacamento. Projete com pads definidos por soldermask para fornecer resistência mecânica.

21. Pontes de Coverlay em ICs: Inclua pontes de coverlay no meio dos ICs para reter a máscara de solda.

22. Janelas de Soldermask em Dedos de Ouro: Os pads dos dedos de ouro devem ter janelas de soldermask para permitir conexão com o conector.

23. Soldermask Padrão: Certifique-se de que a camada correta de soldermask seja usada como padrão.

24. Cobertura de Vias: Para evitar trincas no cobre das vias durante a flexão, as vias em FPCs geralmente são cobertas por padrão. Especifique no pedido se janelas de coverlay forem necessárias.

25. Pontos de Teste: Não atribua pontos de teste como vias, ou adicione uma janela separada para pontos de teste.

26. Bordas de Cobre Exposto: Grandes áreas de cobre exposto em placas dupla face podem escurecer as bordas da placa. Adicione um anel de coverlay ao redor das bordas.

Design de Silkscreen e Texto

27. Se você precisar de legenda ou silkscreen no reforço, certifique-se de especificar isso no pedido para evitar erros de processo.

28. Evite colocar texto de anotação dentro da área da placa ou nas mesmas camadas que o restante do design, pois isso pode levar a resultados infelizes.

Design de Painelização

29. Para placas com reforço de aço, mantenha uma distância mínima de 3 mm entre placas e uma largura de ranhura de 0,5 mm, com pontos de conexão de 1 mm de largura espaçados a cada 15 mm. Ao fazer o pedido, especifique que papel deve ser colocado entre cada PCB e que sejam empilhadas entre cartões.

30. Evite colocar pontos de conexão na mesma borda da placa que os dedos de ouro, pois isso pode causar desnível na frente dos dedos de ouro.

31. Certifique-se de haver pontos de conexão suficientes; cada PCB deve ter pelo menos dois pontos de conexão de 0,8 mm de largura. O número de pontos deve aumentar com o tamanho da placa.

32. Se a placa for muito pequena e tiver muitos pontos de conexão, pode ser difícil de separar. Se não for para SMT, pequenas PCBs precisam apenas de dois pontos de conexão de 0,3 mm para fácil separação manual.

33. Baixa utilização na painelização pode levar a altos custos (exemplo abaixo). Busque uma largura de painel de 119 mm ou 240/250 mm, e considere escolher painelização de terceiros.

34. Para placas muito pequenas com menos de 20 × 20 mm, painelize-as para evitar que sejam sugadas durante a coleta de pó a laser. Você pode entregá-las como painel ou pedir à JLCPCB para fazer a separação.

Design de Reforço

O reforço envolve adicionar materiais rígidos a áreas específicas do FPC para facilitar a montagem. Reforço de PI é adequado para produtos com inserção de dedos de ouro; FR4 é usado para produtos de baixo custo; reforço de aço é ideal para produtos que exigem montagem de chips devido à sua planicidade e resistência à deformação.

35. Evite usar reforço de aço sobre pads expostos, pois pode causar curtos. Além disso, o aço tem magnetismo fraco, tornando-o inadequado perto de sensores Hall. Reforço de aço também não é recomendado para áreas de dedos de ouro.

36. Especifique o requisito de espessura total para inserção de dedos de ouro ao fazer o pedido. A espessura total geralmente está na ficha de especificações do conector. Use a calculadora de espessura de PI para dedos de ouro da JLCPCB para determinar a espessura correta do reforço de PI.

37. Corte do Reforço: Projete o reforço para evitar cobrir componentes ou pads. Idealmente, o cliente deve projetar isso. Se nenhum corte for projetado pelo cliente, a JLCPCB padroniza cortes para pads com uma folga de 0,3 mm. Qualquer reforço restante com largura inferior a 2 mm será removido, a menos que requisitos especiais sejam especificados nas observações do pedido.

38. O reforço para dedos de ouro deve se estender pelo menos 1,0 mm além do pad para evitar quebra durante o uso.

39. Filmes EMI dupla face são conectados eletricamente em ambos os lados e não podem ser separados. Considere remover os filmes EMI se isso não for aceitável para seu design.

40. Se uma impedância específica para o terra for necessária para o filme EMI, projete uma abertura de soldermask sobre a trilha/plano de terra como ponto de conexão com o filme. Sem requisitos específicos, a JLCPCB padroniza adicionar uma janela de soldermask de 1,0 mm em um local aleatório. Nota: Um filme eletromagnético não aterrado pode absorver ondas eletromagnéticas significativas, potencialmente causando problemas de sinal, então verifique com um protótipo primeiro.

41. Reforço de aço em pads pode causar curtos.

42. Largura do Reforço: Reforço de FR4 com largura inferior a 5 mm é propenso a quebra e carbonização. Mude para reforço de PI ou aço. A largura mínima para adesivo deve ser de pelo menos 3 mm.

43. Não coloque reforço ou adesivo perto de pads de SMT, pois pode interferir na impressão do stencil. Se necessário, o reforço ou adesivo pode ser adicionado após o SMT.

Espessura da Placa

44. A espessura selecionada inclui coverlay, espessura do cobre e espessura do material PI. Se a placa tiver áreas sem cobre ou sem coverlay, a espessura será reduzida proporcionalmente. Preste atenção especial a isso em seu design.

45. Cálculos de impedância de FPC usando software de simulação podem ser imprecisos. A experiência empírica da JLCPCB para largura de linhas está disponível para referência, mas sempre valide com um protótipo primeiro. Este parâmetro se aplica a placas dupla face com 0,11 mm de espessura.

1. Largura/espaçamento recomendado para cobre em grade: 200 μm.

2. Pontos de aterramento (abertura de coverlay sobre plano de terra) são recomendados em ambos os lados ao usar filmes EMI. Tamanho recomendado: 1 × 1 mm.

3. Os planos de terra em ambos os lados devem estar eletricamente conectados por vias.

Nota: Todos os parâmetros acima são baseados na estrutura de FPC de 2 camadas com 0,11 mm.

As diretrizes de design da JLCPCB cobrem possíveis problemas de fabricação, ajudando engenheiros a identificar problemas de manufacturabilidade antes da produção. Isso garante que diversos cenários sejam atendidos, minimizando iterações de design e reduzindo custos!