设计Flex PCB原型：PCB设计技巧和注意事项

2022-08-06

设计Flex PCB原型：PCB设计技巧和注意事项

為(wèi)了生产柔性PCB原型，有(yǒu)几个与PCB電(diàn)路的制造和最终用(yòng)途相关的考虑因素，包括铜图案本身的设计。在您开始在Flex PCB中布線(xiàn)電(diàn)路之前，请使用(yòng)以下设计技巧和注意事项来最大限度地提高耐用(yòng)性和产量。 

这些技巧可(kě)帮助您平衡柔性PCB原型的耐用(yòng)性与高级PCB中的组件布局和布線(xiàn)轨迹。 

但首先，让我们简要介绍一下柔性電(diàn)路原型。

了解Flex PCB原型

柔性PCB是一种特殊类型的電(diàn)路板，由与聚酰亚胺等介電(diàn)层结合的铜金属迹線(xiàn)组成。電(diàn)路板可(kě)以弯曲成任何需要的形状，使其可(kě)用(yòng)于高密度应用(yòng)。柔性PCB的概念最初起源于1900年代，并因其近乎无限的应用(yòng)和可(kě)能(néng)性而获得了主流成功。 

如果不使用(yòng)灵活的PCB原型，包括智能(néng)手机、计算机、智能(néng)手表、键盘和各种為(wèi)技术提供动力的工业应用(yòng)，现代電(diàn)子产品将无法实现。

柔性PCB的组件

柔性PCB可(kě)能(néng)看起来很(hěn)脆弱，在大量使用(yòng)下会崩溃，但由于其可(kě)靠性和使用(yòng)寿命，它们的需求猛增。柔性PCB的主要组成部分(fēn)如下：

電(diàn)导體(tǐ)：它们由铜制成，迹線(xiàn)遍布整个電(diàn)路。

介電(diàn)基板薄膜：这是柔性PCB的基础材料。最流行的介電(diàn)衬底薄膜材料是聚酰亚胺 (PI)，因為(wèi)它具有(yǒu)耐温性和抗牵引性。

粘合剂材料：粘合剂用(yòng)于将電(diàn)路的不同部分(fēn)连接在一起。

保护涂层：涂在柔性PCB板上的一层薄薄的保护材料涂层。它由覆盖层或覆盖层制成。

柔性PCB的设计注意事项

与刚性PCB相比，柔性PCB需要一种独特的方法。柔性PCB的设计过程应能(néng)大大节省制造成本、减轻重量并减少電(diàn)路板上的空间。该板必须针对其应用(yòng)和材料进行优化。

设计合理(lǐ)的柔性PCB将耐用(yòng)、易于技术人员使用(yòng)、适合预期用(yòng)途（例如可(kě)穿戴设备或计算机，并且重量轻。

在设计您的第一个柔性PCB原型时，需要考虑以下几点。

Flex PCB的弯曲性和柔韧性

您的柔性PCB板将根据其应用(yòng)具有(yǒu)不同程度的灵活性。您将需要知道它将弯曲多(duō)少次以及弯曲的严重程度。它可(kě)以弯曲的次数将在决定電(diàn)路板是静态的还是动态的方面发挥作用(yòng)。静态板设计為(wèi)在其使用(yòng)寿命内弯曲少于100次，并且被认為(wèi)是弯曲安装。 

由于其性质，动态板的设计考虑因素要大得多(duō)。动态板需要更坚固，因為(wèi)它们会受到更多(duō)的弯曲，并且需要承受数千次弯曲。这些電(diàn)路板适用(yòng)于没有(yǒu)故障空间的应用(yòng)，例如军事和航天器。

柔性PCB弯曲半径

弯曲半径，也称為(wèi)電(diàn)路柔性區(qū)域的最小(xiǎo)弯曲量，必须在柔性PCB设计的最早阶段确定。这将确保设计可(kě)以适应一定数量的弯曲而不影响铜的结构完整性。一般来说，柔性PCB的标准最小(xiǎo)弯曲半径是厚度的十倍。

下表显示了层数和弯曲半径之间的关系。 

层数	弯曲半径 mm
单面的	弯曲厚度 6
两面性	弯曲厚度 12
多(duō)层	弯曲厚度 24

 柔性PCB具有(yǒu)更薄的铜层和绝缘层，使其能(néng)够占据最小(xiǎo)的表面积并适合更紧凑的空间。值得注意的是，90度弯曲会增加阻抗不连续的机会，从而影响功能(néng)。出于这个原因，设计人员经常避免在弯曲區(qū)域使用(yòng)镀通孔。

在设计PCB时，交错通孔是一个更可(kě)取的选择，因為(wèi)它们可(kě)确保電(diàn)路在多(duō)层電(diàn)路中的使用(yòng)寿命。小(xiǎo)导體(tǐ)（小(xiǎo)于10密耳）更适合用(yòng)于弯曲过程中没有(yǒu)压缩或张力的中性弯曲轴。这确保了当弯曲导致压缩和拉伸时，電(diàn)路的特性不会受到影响。

焊盘和过孔放置

设计柔性PCB電(diàn)路时，重点应放在弯曲处。建议不要在弯曲區(qū)域内放置焊盘和过孔。还建议在電(diàn)镀孔上使用(yòng)泪珠，以最大限度地提高其耐用(yòng)性和坚固性。柔性PCB原型可(kě)能(néng)会受到不同角度的弯曲，因此焊盘和过孔应比钻孔大得多(duō)。

柔性PCB中的布線(xiàn)

设计柔性PCB时，一个好的经验法则是确保走線(xiàn)始终以90度角布線(xiàn)以弯曲線(xiàn)。如果您正在為(wèi)高速信号（例如PCB总線(xiàn)布線(xiàn)）创建電(diàn)路板，请确保顶部和底部走線(xiàn)交替交错，而不是彼此重叠。

这将在所有(yǒu)迹線(xiàn)上均匀分(fēn)布机械应力。一般来说，应避免在柔性PCB電(diàn)路上出现所有(yǒu)尖角（例如直角）。更好的选择是使用(yòng)曲線(xiàn)来最大化原型的寿命。

元件放置

建议将低频成分(fēn)与高频成分(fēn)隔离。这确保了高频分(fēn)量不会通过噪声感应干扰低频分(fēn)量的性能(néng)。这样做可(kě)能(néng)会影响信号质量，这是非常不受欢迎的，尤其是在军事应用(yòng)中。

建议使用(yòng)通常由铝制成的材料外壳来屏蔽时钟信号。

Flex PCB原型在最终使用(yòng)之前应经过各种测试。测试应检查柔性PCB板的基本性能(néng)和基本特性。上述提示应该可(kě)以帮助设计人员构建一个错误最少的原型。然而，完美的柔性PCB原型取决于它所设计的应用(yòng)。