刚柔结合PCB设计创建最佳实践

2022-09-05

刚柔结合PCB设计创建最佳实践

使用(yòng)刚性柔性電(diàn)路进行设计与使用(yòng)HDI板进行设计不同。所有(yǒu)工程师都知道设计和创建完美的刚挠结合PCB设计是多(duō)么困难。由于空间有(yǒu)限，有(yǒu)很(hěn)多(duō)事情要记住。安装所有(yǒu)组件并确保電(diàn)路板易于制造是很(hěn)棘手的。本指南旨在传递我们在设计柔性PCB的丰富经验中开发的一些最佳实践。在设计复杂或复杂的柔性PCB之前，工程师必须了解所需的性能(néng)水平和可(kě)用(yòng)的制造方法。

将刚性柔性PCB安装到外壳中

外壳的设计对于确定产品的功能(néng)和感觉至关重要。与任何产品设计一样，它的创建应满足其预期用(yòng)户的需求。对于刚挠结合PCB，这意味着设计一种满足功能(néng)要求的外壳，并且适合日常使用(yòng)的消费者手中。

一种方法是使用(yòng)适配器板将印刷電(diàn)路板安装到另一个表面上，例如塑料外壳或更大的刚性材料。另一种选择是使用(yòng)柔性外壳，使您可(kě)以弯曲印刷電(diàn)路板边缘周围的塑料以自然地安装在外壳内，而无需任何特殊工具或硬件。

外壳的设计必须适合其内部的刚性柔性PCB、電(diàn)缆和其他(tā)组件。如果在设计过程中没有(yǒu)考虑到这些组件中的任何一个，那么它们就有(yǒu)可(kě)能(néng)无法很(hěn)好地融入最终的外壳中。这可(kě)能(néng)会导致组装和制造问题以及组装后的性能(néng)不佳。

控制和保持柔性電(diàn)路轮廓公差

在创建刚柔结合PCB设计时，有(yǒu)必要控制柔性電(diàn)路的轮廓和厚度。这需要為(wèi)设计中的每一层设置容差。这确保了在创建新(xīn)设计时可(kě)以将以前的设计用(yòng)作模板。以下步骤用(yòng)于设置公差参数：

第 1 步：创建要用(yòng)作模板的现有(yǒu)刚柔结合PCB设计。

第 2 步：打开要在其中添加柔性電(diàn)路的新(xīn)设计，并首先设置顶层铜层的参数。接下来，為(wèi)除焊盘和过孔使用(yòng)的层之外的所有(yǒu)其他(tā)层设置参数。

步骤 3：选择除焊盘和过孔使用(yòng)的铜层以外的所有(yǒu)铜层，右键单击其中之一，然后从弹出菜单中选择属性。属性对话框将打开，显示除焊盘和通孔使用(yòng)的层之外的所有(yǒu)层。此时仅设置顶部铜层的公差，因為(wèi)稍后将在此过程中為(wèi)它们单独设置参数后添加其他(tā)层。

保持刚性柔性PCB弯曲半径完整性的设计

弯曲半径是零件或装配體(tǐ)中两个平面之间的最大距离，它们相互平行并由特定半径分(fēn)开。弯曲半径在设计PCB时至关重要，因為(wèi)它会影响電(diàn)路板的强度及其承受应力的能(néng)力。

弯曲半径优化

设计人员需要保持弯曲半径尽可(kě)能(néng)小(xiǎo)，同时保持刚柔结合板的電(diàn)气性能(néng)。他(tā)们还应考虑可(kě)能(néng)需要增加特定层的厚度或减少层数以保持足够的刚度。

弯曲不敏感技术

弯曲不会影响大多(duō)数電(diàn)子元件，因為(wèi)它们是专门為(wèi)此目的设计的，并通过轻微弯曲测试了可(kě)靠性。但是，某些组件可(kě)能(néng)无法承受因弯曲而产生的极大应力，因此设计人员应考虑使用(yòng)“弯曲不敏感技术”来防止这些设备在制造过程中或安装到最终应用(yòng)后弯曲时出现故障。

了解聚酰亚胺和聚酯材料的長(cháng)期可(kě)靠性

了解聚酰亚胺和聚酯材料的長(cháng)期可(kě)靠性对于创建刚性柔性PCB设计至关重要。聚酰亚胺和聚酯是PCB制造中使用(yòng)最广泛的两种材料。两种材料都有(yǒu)其优点和缺点。

聚酰亚胺是一种热固性塑料材料，常用(yòng)于電(diàn)子制造。它以其优异的热稳定性、低介電(diàn)常数、高击穿電(diàn)压和高介電(diàn)强度而闻名。这使其适用(yòng)于创建刚性柔性印刷電(diàn)路板。

相比之下，聚酯是一种耐热聚合物(wù)，具有(yǒu)良好的机械性能(néng)和尺寸稳定性。这使其成為(wèi)创建具有(yǒu)嵌入式芯片或其他(tā)需要高性能(néng)和耐用(yòng)性的组件的刚性柔性印刷電(diàn)路板的理(lǐ)想选择。

在制作刚性柔性PCB板时，聚酰亚胺和聚酯都具有(yǒu)出色的長(cháng)期可(kě)靠性。

确保具有(yǒu)覆盖层和阻焊层的刚性柔性PCB组件的机械强度

可(kě)以使用(yòng)不同的材料创建刚性柔性PCB设计，包括FR4玻璃环氧树脂层压板、热塑性聚酰亚胺(TPU)和带有(yǒu)TPU的FR4玻璃环氧树脂层压板。您选择的材料将取决于您的应用(yòng)要求，但确保您的设计具有(yǒu)足够的机械强度以承受使用(yòng)过程中施加的任何力是至关重要的。為(wèi)确保您的设计的机械稳定性，您应该考虑在铜迹線(xiàn)的顶部添加覆盖层材料，并在所有(yǒu)暴露的铜區(qū)域顶部添加阻焊层处理(lǐ)。

Coverlay是一种层压薄膜，应用(yòng)于刚挠性PCB的铜面，然后用(yòng)阻焊层覆盖。这会在柔性PCB顶部的组件周围形成额外的保护层。它还可(kě)以通过防止任何部件暴露在空气中来帮助降低EMI（電(diàn)磁干扰）。

应用(yòng)覆盖层的刚性柔性pcb组装过程包括将焊膏添加到所有(yǒu)焊盘，将它们放置在真空室中，去除多(duō)余的焊膏并在每个焊盘上涂上一层薄薄的粘合剂。然后使用(yòng)热和压力将薄膜层压到每个垫上。结果是围绕電(diàn)路板组件的额外保护层，同时保持它们可(kě)访问。

最后一句话

尽管该行业正在迅速从基于纸张的设计方法发展到更加依赖计算机辅助工具的设计方法，但在设计刚挠性PCB时仍有(yǒu)许多(duō)细微差别需要考虑。幸运的是，新(xīn)的PCB技术的好处遠(yuǎn)遠(yuǎn)超过任何潜在的警告。借助韬放電(diàn)子的一些专业知识和先进的技术知识，您可(kě)以放心，您的设计会看起来很(hěn)棒。