Maîtriser l'assemblage PCB flexi-rigide : simplifier les processus et améliorer la fiabilité

Voulez-vous essayer le PCB flexi-rigide, mais vous craignez les problèmes de performance potentiels et les problèmes pendant le processus d'assemblage ?

Tant que vous assurez que les processus de conception et de fabrication se déroulent sans accroc, vous recevrez un circuit imprimé fiable et performant.

Découvrez les conseils et considérations essentiels qui peuvent vous aider à rationaliser l'assemblage et à améliorer la fiabilité des PCB flexibles et flexi-rigides !

La différence entre PCB flexi-rigide et PCB flexible

Voici un aperçu de base si vous avez besoin d'un rappel. Vous avez trois types de base de circuits imprimés – rigides, flexibles et flexi-rigides.

Les cartes rigides sont aussi célèbres sous le nom d'ordinaires. Bien qu'elles soient loin d'être une chose du passé, la flexibilité est la dernière percée dans l'industrie PCB. En conséquence, nous avons à la fois des PCB flexi-rigides et flexibles.

Les cartes flexi-rigides combinent des couches rigides et flexibles, et les cartes flexibles s'en tiennent à l'utilisation de seuls composants flexibles. En d'autres termes, les PCB flexibles sont ceux qui offrent une flexibilité totale. Le choix dépend finalement de vous et des exigences de votre application.

Jetez un œil à certains avantages qu'apportent l'utilisation de cartes flex et flexi-rigides :

• Flexibilité – le plus grand avantage est que vous pouvez les adapter dans des espaces inhabituels et presque n'importe quel design.
• Dispositions haute densité – mettre moins de composants dans un espace encombré assure un poids et une taille réduits de vos cartes.
• Coût global réduit – le fait que vous conceviez des cartes plus petites et plus minces que les PCB conventionnels réduira le coût total du projet.
• Fiabilité améliorée – ces cartes ont déjà une meilleure sécurité que les cartes ordinaires.

Comment choisir le bon matériau

Si vous voulez que votre circuit imprimé fonctionne bien, vous voulez choisir des matériaux de haute qualité. Jetons un coup d'œil rapide à certains matériaux nécessaires utilisés pour les PCB flexibles :

• Polyimide – c'est le matériau de substrat le plus populaire. Une belle combinaison de caractéristiques décentes et de faible coût le rend particulièrement attractif.
• PEEK – c'est une abréviation pour polyéther éther cétone. Le contenu lui-même n'est pas du PEEK pur mais basé dessus. L'excellente résistance à la température et aux radiations est pourquoi nous voyons ce matériau dans les applications avancées.
• PTFE – c'est l'abréviation de polytétrafluoroéthylène, mais c'est célèbre comme Téflon dans les poêles. Il gère bien les hautes températures et présente une faible dissipation.
• Vous devez aussi considérer le revêtement, les matériaux conducteurs et autres matériaux requis pour concevoir vos cartes.

PCB flexi-rigide — Comment choisir l'équipement normal

Assembler votre PCB flexible sur des machines à la pointe de la technologie est essentiel pour sa performance et sa fiabilité. Vous pouvez avoir des matériaux de qualité premium et la meilleure conception possible. Cela ne vous servira à rien si vous ne profitez pas de l'équipement moderne.

Seules les meilleures entreprises PCB s'assurent d'utiliser le dernier équipement et de rassembler du personnel expérimenté. L'une de ces entreprises est WellPCB, qui sert des utilisateurs dans diverses industries depuis des années.

La connaissance et l'expérience du personnel expert garantissent que vous aurez toujours la meilleure solution pour votre application désirée. L'assemblage sera rapide et rationalisé, ce qui signifie que vous recevrez vos cartes dans le plus court délai possible.

PCB flexi-rigide — L'importance de la gestion de l'empilement

L'une des considérations cruciales de la conception de PCB flexible est la gestion de l'empilement. Si vous définissez correctement votre empilement, cela assurera l'assemblage et la performance sans faille de votre carte. Si vous le mettez comme ça, cela semble simple. Cependant, définir un modèle précis n'est pas un travail facile.

En plus des connaissances requises dans l'utilisation de logiciels de conception appropriés, l'expérience joue un rôle crucial dans la gestion de l'empilement. Ce n'est que par l'expérience et l'apprentissage que les empilements fonctionnent bien que vous pouvez apprendre à concevoir des PCB fiables.

Les concepteurs feront face à différents défis tout au long du processus de conception. Ils doivent éviter tout défaut dans la conception elle-même. Ceux-ci peuvent inclure une communication inadéquate avec le fabricant et une gestion globalement inefficace, ce qui peut affecter la performance de votre carte.

De plus, il serait utile de considérer que votre conception est réalisable en pratique. Cela signifie que le fabricant peut l'accomplir avec l'équipement et les matériaux disponibles aujourd'hui. Bien que les entreprises premium utilisent les meilleures machines et outils, tout ce que vous dessinez dans un programme n'est pas faisable en pratique.

Il est inutile de le dire, mais vous devez utiliser un logiciel spécialisé fait pour la conception de PCB. Visez des outils qui offrent un support de conception 3D pour vous permettre de vérifier le placement des composants et l'intégrité de la flexion.

Il serait utile d'envisager aussi d'engager un expert pour gérer la gestion de l'empilement. C'est un mouvement sage si vous voulez assurer un empilement optimal de votre carte.

PCB flexi-rigide — Intégrité du plan de masse

Il est temps de faire la différence entre deux types de flexibilité dans les circuits imprimés :

• Flexion dynamique

C'est la flexibilité standard, ce qui signifie que la carte devra se plier et se courber chaque fois que le produit est utilisé.

• Flex-to-install PCB

Comme le nom l'indique, vous n'avez besoin de flexibilité et de courbure que pendant le processus d'installation. Dès que vous mettez la carte dans l'endroit prévu, elle cesse d'utiliser ses propriétés élastiques.

Si vous comparez la conception de ces deux types, il sera plus facile de concevoir une carte flex-to-install. Parce que vous n'avez besoin de considérer que les plans de masse sous contrainte mécanique pendant la mise en place de la carte.

Un PCB flexible avec flexion dynamique a besoin d'une intégrité adéquate du signal et du plan de masse. Il serait utile de vous concentrer sur les matériaux de substrat et de garder à l'esprit l'intégrité du message.

L'une des façons est d'utiliser des plans de masse en cuivre massif. Ils peuvent servir les circuits de routage dans les cartes avec flexion dynamique. Bien qu'ils soient adaptés aux circuits à haute vitesse, le cuivre ininterrompu sur les couches flexibles peut mener à l'échec et à la fissuration.

L'alternative peut être le placage nickel et or, mais vous ferez aussi face à un risque de contrainte mécanique et de fractures si vous l'appliquez à des composants flexibles. Où est la solution alors ?

Les experts recommandent d'opter pour le cuivre recuit car il peut augmenter l'intégrité du plan de masse. Le problème est que c'est une solution coûteuse, et elle peut ne pas convenir à tout le monde. C'est pourquoi vous devriez analyser où vous avez besoin de la plus haute intégrité de signal sur les plans de masse et ne mettre du cuivre recuit que là.

Vous avez une autre alternative – utiliser des plans de masse de type polygone hachuré. Bien que cela augmentera la flexibilité, les signaux à haute vitesse peuvent en souffrir. Vous pouvez les améliorer en utilisant des chemins de retour stables sous les traces à haute vitesse. Gardez à l'esprit que vous devriez les maintenir au moins cinq fois plus larges par rapport aux traces de signal.

PCB flexi-rigide — Gestion de la flexion

Si vous prévoyez de transporter des plans de masse sur l'alimentation sur les couches flexibles de vos cartes, vous ne devriez pas vous soucier seulement du routage des traces. Ceux qui optent pour une conception qui doit se plier répétitivement devront considérer les trous traversants et les pads de montage en surface, aussi.

Les trous traversants plaqués sont presque standard lors de la conception de PCB flexibles. Les experts de l'industrie soulignent l'importance de les ancrer avec un recouvrement supplémentaire quand il s'agit des pads. Cela peut augmenter la force et la fiabilité de la carte.

Si vous optez pour un PCB flexi-rigide, vous voulez éviter de placer des vias ou des composants près des courbures. Si vous mettez les courbures sous contrainte mécanique répétée, vous pouvez affecter la performance des vias et composants à proximité. Cela peut diminuer la fiabilité et la durabilité de la carte.

Voici quelques conseils que vous pouvez appliquer quand il s'agit de la gestion de la flexion :

• Assurez-vous que la flexion n'est pas plus serrée que nécessaire
• Vous devriez viser à utiliser des matériaux plus épais aux zones de flexion
• Les articles que vous choisissez pour la flexion ne devraient pas s'étirer car cela peut mener à l'échec de la carte

PCB flexi-rigide — Gestion des traces

La dernière chose que nous discuterons est comment concevoir vos traces. Jetez un œil à votre courbure et placez-les perpendiculairement à elle. C'est particulièrement essentiel de les router comme ça dans les PCB flexi-rigides car vous diminuerez le stress des traces. Si vous utilisez une conception double face, considérez le décalage des traces.

Surveillez le bas et le haut du circuit, et décalez les traces dans ces deux positions. Ainsi, vous obtiendrez plus de cohérence et de résistance à la flexion continue et au stress mécanique. Vos cartes seront plus fortes et plus fiables.

Voici un autre conseil crucial – utiliser un angle de 90 degrés en courbant les traces n'est pas quelque chose que les experts recommandent. Vous voulez viser des marques courbées pour mieux résister au stress. Aussi, en utilisant une courbe linéaire segmentée lors de la configuration de la trace. Vous pouvez minimiser le risque de délamination.

Pour les cartes flexi-rigides, vous devriez éviter les pads circulaires et vous en tenir aux pads en forme de goutte. Cela assurera un forage facile et renforcera le matériau de base du substrat. Si nécessaire, vous pouvez utiliser des pattes d'ancrage pour un support additionnel, surtout si vous n'êtes pas sûr de l'adhérence du cuivre.

Quant à la disposition des traces, vous voulez maintenir une impédance constante du chemin du signal sur toute la longueur. Visez à spécifier la marque qui conviendra aux couches flexibles et rigides de votre carte.

Conclusion

Comme vous pouvez le voir, améliorer la fiabilité de vos cartes flexi-rigides et flexibles n'est pas une tâche facile. Heureusement, c'est quelque chose que vous pouvez faire tant que vous prenez soin de chaque étape du processus.

Tout commence par la conception, car c'est là que vous rationalisez l'assemblage. Si vous avez besoin d'aide, n'hésitez pas à contacter des ingénieurs professionnels qui peuvent résoudre n'importe quel dilemme que vous pourriez avoir ! Prendre les bonnes décisions concernant les matériaux, la gestion de l'empilement et d'autres facteurs, ne fera qu'améliorer la performance de votre PCB.