Métodos Únicos de Terminação Flexível

Acho importante saber que basicamente qualquer conector que você selecionar para placas de circuito impresso rígidas também pode ser montado em um circuito flexível. Conectores tradicionais thru-hole e SMT, conectores circulares de alta densidade, conectores subminiatura D, conectores de pino e soquete, com chumbo e sem chumbo, são todas opções a considerar com materiais flexíveis.

Dito isso, vou desviar um pouco do assunto com o aviso para NÃO esquecer de revisar e implementar as regras de design recomendadas quando estiverem necessários reforços para ajudar a suportar a área do conector. Em muitos casos, os próprios conectores são mais pesados que os materiais flexíveis, o que pode causar estresse e rachaduras nos condutores sem um reforço adicional para suporte. Mas, voltando ao assunto, no blog de hoje, vamos falar sobre alguns métodos de terminação que são mais únicos para circuitos flexíveis; conectores ZIF, dedos flexíveis sem suporte e contatos crimpados.

Conectores ZIF (Zero Insertion Force):

Conectores de Força de Inserção Zero (ZIF) são um dos métodos de conexão cada vez mais populares, com vários benefícios. O circuito flexível pode ser inserido e removido várias vezes com pouco desgaste mecânico nas trilhas de cobre. Os conectores ZIF geralmente contêm mecanismos de travamento mecânico que se fecham sobre as trilhas expostas, garantindo uma conexão robusta e duradoura. Inserir o flex diretamente no conector "par" ZIF na placa rígida pode eliminar a necessidade de um conector par, o que pode resultar em uma redução do perfil de conexão, mantendo o custo e o peso no mínimo.

Exemplo de conectores ZIF par.

Há algumas coisas das quais você precisa estar ciente ao projetar um flex que será acoplado diretamente a um conector ZIF. Primeiro, a espessura total na área de acoplamento é crítica. Tipicamente, o requisito comum de espessura do final do circuito inserido no conector é de 0,012” +/- 0,002”. Muitas vezes, a espessura total do circuito flexível é menor do que isso e requer a adição de um reforço de poliimida na área de contato para alcançar essa espessura. Além disso, desviando um pouco do assunto, não se esqueça de que os pontos finais do coverlay e do reforço devem se sobrepor por pelo menos 0,030” para evitar a adição de um ponto de tensão ao circuito.

A segunda coisa a ser considerada e incorporada ao design é que a tolerância do contorno para terminações ZIF é geralmente de +/- 0,0002”. Isso é mais apertado do que a ferramenta de contorno padrão e pode exigir ferramentas especializadas para atender essa especificação. Cortar o contorno a laser ou usar ferramentas de classe A é frequentemente utilizado para atender esses requisitos rigorosos.

A última coisa a se observar é que é importante considerar o impacto que a seleção do acabamento superficial pode ter se várias inserções forem necessárias. Se você está especificando um revestimento fino, inserções e remoções repetidas podem arranhar o metal fino, expondo o metal por baixo.

Dedos Flexíveis Não Suportados

Esta opção de terminação é altamente personalizável e consiste essencialmente em extensões dos condutores que não são encapsulados por materiais de cobertura ou base em três lados. Isso cria um condutor "flutuante" que é acessível de ambos os lados do flex. Esses dedos flexíveis podem ser construídos sob medida para atender requisitos específicos de espaçamento, comprimento e localização e fornecem uma terminação robusta, mantendo ainda a flexibilidade durante a instalação e o uso. Este método permite uma conexão direta fácil com PCBs ou outros componentes. Esses dedos flexíveis não suportados podem ser retos ou podem ser dobrados para montagem SMT.

Embora este método de terminação possa apenas requerer que a espessura do dedo seja simplesmente uma extensão do condutor de cobre, a área do dedo é mais frequentemente projetada para ter dedos mais espessos e robustos que se afinam até uma espessura de cobre mais fina na área de flexão.

Dedos condutores sem suporte em um PCB flexível.

Tipicamente, a espessura do condutor na área dos dedos é de 0,010” com as áreas não dedo pré-gravadas para um peso de cobre mais fino. Esses dedos são então formados, tipicamente com a ablação a laser removendo materiais em 3 lados da área do dedo. Esta opção tem o benefício de ser personalizável para atender às exigências exatas da aplicação, mas também deve ser advertido que o processamento extra para esta opção aumentará o custo. Como nota final, esta solução é propensa a danos na área do dedo antes da montagem. Para mitigar esse risco, é comum minimizar danos na área do dedo sem suporte conectando todos os dedos com uma barra de ônibus mantendo todos os dedos alinhados.

Contatos Prensados e Conectores de Deslocamento

Uma terceira opção é crimpar mecanicamente os pinos em cada condutor. Esse método garante uma conexão mecânica e elétrica robusta, perfurando o circuito e envolvendo o contato ao redor de cada condutor. Esse método está disponível tanto em opções de acoplamento macho quanto fêmea e, tipicamente, em duas distâncias padrão que atendem à maioria das necessidades do mercado. Caixas com linha central também estão disponíveis para encapsular o contato. Essa opção não é tão personalizável quanto o método de terminação com dedos sem suporte, mas é uma opção de menor custo que também oferece uma alternativa de conexão robusta.

Esses sistemas de conectores crimpados podem ser montados em uma PCB flexível. Eles permitem acesso a fiação ou chicotes personalizados.

Para responder à questão original, quase qualquer opção de conector pode ser usada em designs de circuitos flexíveis. Mas existem três métodos de terminação comuns que são únicos para flex; conectores ZIF, dedos flexíveis sem suporte e contatos crimpados e conectores de deslocamento. Cada uma dessas opções tem benefícios, desvantagens e critérios de design específicos dos quais se deve estar ciente.

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