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Circuits imprimés flex et flex-rigides

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Veuillez suivre les règles de conception de cette page lors de la conception de votre circuit imprimé flex ou flex-rigide.

Pour les concepteurs de circuits imprimés flexibles, nous recommandons le guide IPC-2223 / Design guidelines for flexible circuit boards, disponible dans la boutique en ligne de l'IPC.

Conseils généraux de conception pour les circuits imprimés flexibles

Dans le meilleur des cas, limitez le nombre de couches flex à 1 ou 2, pour une flexibilité mécanique maximale et des économies de coûts.

Veillez à ce que la structure du circuit imprimé soit symétrique.

Les couches flexibles continuent à l'intérieur de la partie rigide en tant que couches internes et peuvent être utilisées pour le désenchevêtrement.

Faites la différence entre la flexion dynamique (régulière) et la flexion stable (Bend-to-Install) de la partie flexible.

Le rayon de flexion minimal est généralement compris entre 1 mm et 5 mm. La flexion dynamique ne peut être garantie de manière fiable qu'avec des circuits imprimés flexibles à une ou deux couches.
 

h = hauteur
Flexion dynamiqueSemi-dynamiqueFlexion stable
FlexionsRéguliersmax. 20x"Bend-to-Install"
Couches1-2 couches recommandées1-4 couches recommandées1-10 couches possibles
Couverture*PI CoverlayPI Coverlay ou vernis épargnePI Coverlay ou vernis épargne
Rayon de flexion min.100-150 x h pièce flexible> 20x h pièce flexible10 - 20 x h pièce flexible
Type de cuivre**cuivre RAcuivre ED ou RAcuivre ED ou RA

* Le vernis économique flexible peut se rompre ou se détacher après 5 à 15 flexions.

** RA = cuivre laminé, adapté aux applications flexibles dynamiques ; ED = cuivre déposé électrolytiquement, adapté aux applications stables et semi-dynamiques en raison d'un allongement à la rupture plus faible.

Possibilité de construction de circuits imprimés Flex

Directives pour la conception

  • Choisir des largeurs et des distances de pistes conductrices aussi grandes que possible dans la zone de flex
  • Réduire de façon continue les transitions entre les pistes larges et étroites, dans le meilleur des cas
  • Rendre les plans de masse plus larges (comme recommandé pour les circuits imprimés rigides)
  • A partir de 2 couches de flex, disposer les pistes en quinconce sur les faces avant et arrière
  • Choisir des surfaces de soudure et des anneaux résiduels aussi grands que possible
  • Réaliser les connexions des pistes en forme de goutte et arrondies au niveau des œillets de soudure
  • Des épaisseurs finales de 0.2mm - 3.4mm peuvent être réalisées à l'aide de stiffeners (renforts mécaniques partiels, par exemple dans la zone d'insertion ou de montage)

Flex

< 4 couches4-6 couches7-8 couches
min. Distance cuivre - contour extérieur200µm200µm200µm
min. distance via - cuivre150µm200µm300µm

Flex-rigide

Zoneminimum
Longueur de la zone flexible4mm
Distance trou métallisé (Via) <> zone flexible1.5mm
Distance trou non métallisé <> zone flexible0.5mm

Couverture des circuits imprimés Flex

Selon l'application, il est recommandé d'utiliser du vernis épargne ou du polyimide (PI) coverlay pour recouvrir le circuit imprimé souple . . Dans le meilleur des cas, on utilise toujours les valeurs maximales possibles pour les entretoiseset et les exemptions.

Coverlay n'est pas recommandé pour les composants QFP, à moins qu'ils ne soient entièrement exemptés !
PI coverlayVernis épargne
min. entretoise350µm100µm
min. exemption200µm50µm
Couleurambrevert
Applicationdynamique, stablesemi-dynamique, stable
Circuit imprimé flexible couverture coverlayCircuit imprimé flexible couverture vernis épargne

Pads et vias sur circuits imprimés flexibles

En général, l'adhérence du cuivre est moins bonne sur les circuits imprimés flexibles que sur les circuits imprimés en matériau FR4. Il est donc recommandé de concevoir les pads / anneaux résiduels aussi grands que possible. Pour améliorer l'adhérence, des ancres et des teardrops peuvent être utilisés.

Pour améliorer la stabilité des vias sur les circuits imprimés flexibles, vous pouvez mettre en œuvre les mesures suivantes :

  • Donnez aux anneaux résiduels la taille maximale
  • Attachez les vias à l'aide de teardrops
  • Utilisez des ancres pour augmenter l'adhérence du film
  • Ne placez pas de vias dans la zone de flexion

 

Calcul du rayon de flexion

La zone de flexion minimal r est déterminé par le ratio de l'application souhaitée (stable/dynamique) ainsi que par h, la hauteur totale de la pièce flexible.

Rayon de flexion selon IPC-2223

 StableDynamique
1 couche10:1100:1
2 couches10:1150:1
Multi-couches20:1non recommandé*

*La contrainte de flexion dynamique ne peut être garantie de manière fiable qu'avec des circuits imprimés flex à une ou deux couches.

Rayon de flexion exemples

Exemples de rayon de flexion minimal pour les circuits imprimés flex d'épaisseur supposée (voir circuits imprimés flexibles structure des couches).

1 couche p.ex. 90µm épaisseurStableSemi-DynamiqueDynamique
ratio min. (r/h)10:120:1100:1
min. rayon de flexion0.9mm1.8mm9mm
2 couches p.ex. 190µm épaisseurStableSemi-DynamiqueDynamique
ratio min. (r/h)10:120:1150:1
min. rayon de flexion1.9mm3.8mm29mm
4 couches p.ex. 290µm épaisseurStableSemi-DynamiqueDynamique
min. ratio (r/h)20:150:1non recommandé
min. rayon de flexion5.8mm15mmnon recommandé

Surface de masse

Les plans de masse continus des circuits imprimés doivent toujours être tramés en raison de l'équilibre du cuivre. Cela vaut également pour les circuits imprimés flexibles.C'est justement dans le domaine du pliage flexible que les plans de masse doivent être tramés, sinon ils se brisent.

Votre programme de layout propose normalement une fonction de tramage des plans de masse. Vous trouverez ici un exemple de tramage de plan de masse dans le programme EAGLE.

Fixation

Multi-CB peut appliquer partiellement du 3M ruban adhésif double face haute température sur les circuits imprimés flex et flex-rigide. Cela permet une fixation facile lors de l'assemblage final. Veuillez utiliser une couche supplémentaire dans vos données pour le(s) poste(s) souhaité(s).

Les circuits imprimés flex avec ruban adhésif 3M peuvent être facilement intégrés dans le processus de soudage sans plomb (température de pointe 260°C, 20 sec.). La protection reste intacte dans la mesure du possible et peut être facilement retirée. Le faible dégazage de l'adhésif réduit la contamination des composants électroniques.

Caractéristiques techniques

Le ruban adhésif indiqué peut être remplacé par un produit techniquement équivalent en fonction des stocks disponibles / de la situation du marché mondial.
3M 9077 - Adhésif double face haute température
Adhésif0.05mm adhésif acrylique double couche haute température
Couverture de protection0.09mm papier, résistant à la chaleur
Couleurtransparent
Résistance thermique
(à court terme ≤ 20 sec.)
adhésif: 260°C,
couverture protectrice : 260°C
Résistance thermique
(à long terme)
adhésif: 150°C,
couverture protectrice : n/a
Fiche technique3M 9077 Fiche technique (en anglais)

Exemple - Stiffener

Vous pouvez ajouter un stiffener (renfort) à vos circuits flexibles. Les épaisseurs disponibles vont de 0.075mm à 3.20mm.

Les épaisseurs de 0.30mm et 0.20mm pour les connecteurs ZIF sont par exemple très populaires.

Polyimide stiffener: 0.025mm - 0.225mm

FR4 stiffener: 0.075mm - 3.20mm

Dans le calculateur de circuits imprimés Flex, l'épaisseur finale (y compris le stiffener) est indiquée.

Directives de traitement pour les circuits imprimés flexibles

En raison de la forte absorption d'humidité du polyimide, les circuits flexibles doivent être séchés avant le processus d'assemblage et de soudage (environ 4h à 120°C) et traités dans les 8h !

Pour les circuits imprimés flexibles, il est généralement possible d'utiliser les paramètres de brasage connus des circuits imprimés rigides.

Attention: aucune garantie ! Veuillez toujours vérifier les paramètres finaux avec votre assembleur !

Informations complémentaires