柔性刚柔结合電(diàn)路技术工程指南

2022-06-25

柔性刚柔结合電(diàn)路技术工程指南

简单地说，柔性電(diàn)路是可(kě)以弯曲的印刷電(diàn)路板。它们是传统印刷電(diàn)路板和圆線(xiàn)的混合體(tǐ)。柔性電(diàn)路可(kě)以塑造成其他(tā)電(diàn)路无法实现的设计配置。大多(duō)数设计人员在不牺牲印刷電(diàn)路的可(kě)重复性或精度密度的情况下，使用(yòng)柔性和刚柔结合電(diàn)路来实现无限的几何可(kě)能(néng)性。

韬放PCB专注于印刷電(diàn)路板，具有(yǒu)工程和制造方面的专业知识。保持阅读以获取有(yǒu)关柔性和刚柔结合PCB的技术工程基础知识的更多(duō)见解。

柔性電(diàn)路基础知识：您应该了解的主要类型 (IPC 6013)

单层配置

类型 1

夹在两层绝缘层之间或一侧未覆盖的单层导電(diàn)层结构；

可(kě)以选择使用(yòng)连接器、引脚、加强筋和其他(tā)電(diàn)子元件。

两面性

类型 2

该電(diàn)路有(yǒu)两个导電(diàn)层，電(diàn)路内聚酰亚胺的每一侧各有(yǒu)一个导電(diàn)层，大部分(fēn)与電(diàn)镀通孔相连。

可(kě)以选择使用(yòng)连接器、引脚、加强筋和其他(tā)電(diàn)子元件。

多(duō)层 

类型 3

多(duō)层设计中三个或更多(duō)单面或双面层与复杂互连、電(diàn)子元件、引脚和加强件的组合。

这些层使用(yòng)通孔连接。

可(kě)以控制阻抗。

刚柔韧

类型 4

在镀铜通孔的帮助下，電(diàn)路的刚性外层连接到内部柔性层。

外层可(kě)以有(yǒu)暴露的焊盘或覆盖物(wù)

刚柔结合電(diàn)路在刚性层上有(yǒu)导體(tǐ)，这将它们与包含加强件的多(duō)层電(diàn)路區(qū)分(fēn)开来。

柔性和刚柔结合電(diàn)路的主要优点

柔性和刚柔结合電(diàn)路的基本前提是能(néng)够设计适合设备特定外壳的電(diàn)路。这确保了制造商(shāng)不必牺牲其项目的美學(xué)和建筑特征。

刚性柔性组件部署在需要可(kě)靠性和寿命的应用(yòng)中，例如医疗、工程和航空航天工业。柔性電(diàn)路可(kě)以折叠并配置到更小(xiǎo)的空间中，从而使设备能(néng)够实现小(xiǎo)尺寸，同时还可(kě)以减轻设备的整體(tǐ)重量。

全面降低成本

柔性電(diàn)路的低重量和薄结构使其能(néng)够满足任何系统的需要和要求。

另一个优点是柔性電(diàn)路最大限度地减少了所需的互连总数，这意味着更少的连接器和焊点。这也意味着将有(yǒu)更少的潜在故障源和更長(cháng)的整个電(diàn)路寿命。

線(xiàn)束和電(diàn)缆组件的更好替代品

柔性電(diàn)路速度更快，错误更少，因為(wèi)它们在单个高密度连接器中而不是单独的電(diàn)線(xiàn)中卡入到位。这允许柔性電(diàn)路是可(kě)重复的，每个刚性柔性電(diàn)路板的行為(wèi)都完全符合预期。

更高的耐热性

柔性電(diàn)路非常薄，积聚的热量可(kě)以从两侧散发到散热器。此外，電(diàn)路的紧凑设计缩短了心脏路径并提高了冷却效果。

由于聚酰亚胺材料的耐化學(xué)性和耐热性，较低的热量积聚也将膨胀和收缩的风险降至最低。

加强筋的重要性

加强筋用(yòng)于為(wèi)每个刚性柔性PCB板提供机械支撑。它们通常用(yòng)于在某些需要它们或将弯曲區(qū)域更改為(wèi)预定义位置的區(qū)域中增加刚性柔性PCB的厚度。制造商(shāng)也可(kě)以使用(yòng)加强件来满足 ZIF 连接器规范。简而言之，加强筋允许制造商(shāng)加强刚性柔性電(diàn)路板的特定區(qū)域。

PCB用(yòng)各种加强材料

加强筋的厚度取决于设计师的需要，并不是一成不变的。填充器最常见的范围是 008” 到 0.059”。

FR4（也称為(wèi) G10）

聚酰亚胺

不锈钢

铝 

通常，制造商(shāng)努力使加强板尽可(kě)能(néng)厚，以便為(wèi)PCB提供更多(duō)支撑。这通常是通过在接触指处添加一层薄薄的聚酰胺来实现的。某些应用(yòng)可(kě)能(néng)需要其他(tā)材料，例如不锈钢或铝。这些材料更昂贵，但具有(yǒu)更好的散热性能(néng)和刚性。

柔性電(diàn)路材料特性

以下是用(yòng)于柔性電(diàn)路的介電(diàn)材料的典型特性。

财产	聚酰亚胺	聚酯纤维
厚度范围	0.5-5 百万	250万
断裂伸長(cháng)率	25,000 @25°C	20,000-35,000 @25°C
撕裂强度 (lb/in)	1000	1000 - 1500
耐酸性	好的	好的
耐油脂	好的	好的
耐碱	较差的	较差的
耐有(yǒu)机溶剂	好的	好的
耐水性	好的	好的
抗紫外線(xiàn)	好的	满意的
使用(yòng)温度 (°C)	-125 至 +200	-60 至 +105
線(xiàn)性尺寸变化 (100°C, 30min)	<0.3	<0.5
電(diàn)耗散因数 (ASTM D150) 1 MHz	0.01	0.018

阻抗的重要性

阻抗用(yòng)于确定高速電(diàn)路的性能(néng)。PCB的主要用(yòng)途是将信号功率从驱动设备传输到接收设备。阻抗匹配的使用(yòng)允许PCB实现最大的信号功率。它可(kě)以用(yòng)于不同的配置，包括共面、差分(fēn)和特征模式。

PCB的设计建议

拐角应在柔性带區(qū)域内进行圆角处理(lǐ)，以消除应力承包商(shāng)并提高可(kě)靠性。

采用(yòng)交错层对层走線(xiàn)定位，消除“工字梁”效应，提高可(kě)靠性和灵活性。

使用(yòng)泪珠和圆角消除应力集中并最大限度地提高可(kě)靠性。

不建议在弯曲區(qū)域使用(yòng)过孔，因為(wèi)它们会产生应力并导致破损。

使用(yòng)覆盖层和加强筋终端来防止应力集中。

電(diàn)路组装前的预烘烤规格

大多(duō)数柔性和刚柔结合電(diàn)路仍然含有(yǒu)水分(fēn)，需要大量预烘烤以去除所有(yǒu)水分(fēn)，然后才能(néng)开始组装实践。

多(duō)年来，组装前对所有(yǒu)柔性電(diàn)路进行预烘烤已无一例外地成為(wèi)一种既定的工业惯例，即使产品最近以真空密封包装从供应商(shāng)处到达。包装前烘烤产品并不能(néng)消除组装前预烘烤的需要。

有(yǒu)关柔性和刚柔性電(diàn)路的更详细指南，请访问韬放電(diàn)子。作為(wèi)领先的刚性柔性電(diàn)路制造商(shāng)，我们可(kě)以在 10 个工作日内提供超快速周转。我们的PCB专為(wèi)航空航天、军事和医疗应用(yòng)而设计。