Intégrité structurelle et défis posés par la conception de PCB flex-rigides

_{Exemple d’un PCB flex.}  

L'avènement des circuits PCB flex-rigides nous a permis de loger plus de composants dans des substrats plus compacts que jamais. Qui plus est, les conceptions de PCB flex-rigides ont une longueur d'avance sur les circuits rigides, notamment en matière de poids et de fiabilité. Je pourrais écrire tout un article sur les avantages des supports flex-rigides, mais je vais laisser cela pour un autre jour. Les supports PCB flex-rigides sont formidables, mais il y a certaines choses que vous devez savoir lorsque vous les utilisez. Dans cet article, j'aimerais mettre l'accent sur les défis de routage auxquels vous pouvez faire face lors de la conception de circuits de PCB flex-rigides. Si vous souhaitez en savoir plus, je vous invite vivement à lire notre livre blanc sur ce sujet.

Routage de la zone flexible

En ce qui concerne le routage de la zone flexible de votre conception de circuits imprimés, il existe certains éléments que vous devez garder à l'esprit. De toute évidence, la principale différence entre le routage d'une conception flexible et celle d'une conception rigide est le fait que, de par sa nature, le support souple bouge. 

À titre d'exemple, les circuits de PCB flexibles ont des exigences de courbure qui tombent dans trois catégories principales, définies par la norme de conception IPC 2223C pour les circuits imprimés flexibles. Chacune de ces catégories a ses propres exigences et limites.

- Flex to Install (Flexible à installer)
- Dynamic Flex (Flexibilité dynamique)
- One Time Crease (Courbure unique)

Chacune de ces catégories possède une spécification minimum de courbure des substrats flexibles et flex-rigides, qui est calculée comme étant le facteur de déformation subite du cuivre, un multiple de l'épaisseur du substrat flexible fini, et du nombre de couches.

Cela signifie donc qu'en plus des considérations électriques, vous devez également tenir compte de certains éléments physiques. Vous devez désormais vous soucier de la déformation du cuivre, qui est susceptible d'entraîner des fissures et des déchirures de votre PCB flex. Par conséquent, tout ceci limite vos possibilités.

Par exemple, vous pouvez créer des vias, mais leur présence dans la zone de courbure est déconseillée en raison de la pression qu'ils mettent sur le conducteur. En outre, vous allez devoir créer des liaisons entre vos vias pour la même raison. 

Pour ce qui est de la modification des largeurs, vous devez le faire progressivement et en douceur. Lorsque des pistes entrent dans un pad, en particulier lorsque celles-ci sont alignées comme dans une terminaison de circuit souple ou PCB flex (indiquée ci-dessous), ceci crée un point faible qui entraînera l'usure du cuivre au fil du temps. Nous vous conseillons donc de créer des cônes sur les pads, sauf si une armature ou une courbure unique sera appliquée.

_{Pistes en forme de cône pour améliorer la durabilité des PCBs flex.}

Lorsque vous travaillez sur des circuits souples, vous devez absolument réfléchir aux méthodes que vous allez utiliser pour atténuer la pression dans les zones de courbure dans un PCB flex. Pour soulager ces points de pression, nous vous conseillons de distribuer vos pistes de façon uniforme. En outre, l'ajout de conducteurs larges à proximité de l'extérieur de votre conception souple rendra votre projet plus résistant, notamment face aux déchirures.

_{Pistes de cuivre de couches adjacentes (en haut) et pistes décalées de couches adjacentes pour soulager les points de pression de PCB flex.}  

Si vous souhaitez effectuer un routage de PCB flexible recto verso, assurez-vous de décaler vos pistes au lieu de les empiler les unes sur les autres. Ceci vous permettra d'atténuer la tension dans votre circuit et de créer un produit plus fiable. 

La conception de PCB flex-rigide est un thème vaste qui vous oblige à prendre en compte de nombreux éléments. Mais s'il y a une chose à retenir, c'est que vous devez plier votre circuit de façon à éviter toute déchirure. Ce circuit est mobile et vous devez désormais penser à son intégrité structurelle. Pour en savoir plus sur les défis que pose la conception de PCB flex-rigide, consultez ce  livre blanc technique gratuit.