刚柔结合PCB：DFM和设计规则注意事项

2022-09-06

刚柔结合PCB：DFM和设计规则注意事项

刚柔结合印刷電(diàn)路板(PCB) 在各个行业中变得越来越流行，从消费電(diàn)子产品到航空航天和國(guó)防。虽然柔性PCB已经存在多(duō)年，但在混合中添加刚性组件开辟了一个全新(xīn)的设计可(kě)能(néng)性世界。

然而，设计和制造刚柔结合PCB并非没有(yǒu)挑战。在这篇博文(wén)中，我们将了解刚柔结合PCB的一些关键设计和制造注意事项，包括：

可(kě)制造性设计(DFM)

确保符合设计规则

管理(lǐ)散热问题

我们还将提供有(yǒu)关克服与刚柔结合PCB设计和制造相关的一些挑战的技巧。

可(kě)制造性刚性柔性PCB设计(DFM)

设计刚柔结合PCB时最重要的考虑因素之一是可(kě)制造性。由于刚柔结合PCB的独特结构，在设计过程中必须考虑几个挑战。

与刚挠结合PCB可(kě)制造性相关的一些关键挑战包括：

确保刚性层和柔性层之间的正确配准

避免焊点出现空隙

最大限度地减少翘曲和弯曲

让我们仔细看看这些挑战中的每一个。

确保刚性层和柔性层之间的正确配准

刚柔结合PCB设计最重要的方面之一是确保刚柔层之间的正确配准。这可(kě)能(néng)是一个挑战，因為(wèi)这两层需要完美对齐以避免组装过程中出现问题。

确保刚性层和柔性层之间正确配准的最流行方法是使用(yòng)对齐孔。对准孔是PCB上的小(xiǎo)开口，允许在组装过程中插入对准销。这可(kě)确保刚性层和柔性层在焊接前正确对齐。

确保正确配准的另一种方法是使用(yòng)基准。基准是通常放置在PCB角落的小(xiǎo)型圆形特征。它们可(kě)用(yòng)于组装期间的对准，但也可(kě)用(yòng)于自动光學(xué)检测(AOI)期间的校准。

避免焊点出现空隙

与刚柔结合PCB设计相关的另一个挑战是避免焊点出现空洞。这在使用(yòng)无铅焊料时可(kě)能(néng)是个问题，因為(wèi)它们往往具有(yǒu)较低的熔化温度并且更容易形成空隙。

有(yǒu)几种不同的方法可(kě)以避免焊点出现空洞。最常见的方法是使用(yòng)交错的过孔。交错通孔是相互偏移的小(xiǎo)孔。这有(yǒu)助于均匀分(fēn)布热量，防止在焊点中形成空隙。

除此之外，还可(kě)以使用(yòng)铜柱来避免焊点出现空洞。铜柱是放置在PCB周边周围的小(xiǎo)铜柱。它们有(yǒu)助于将热量从焊点传导出去，防止形成空隙。

使用(yòng)刚柔结合PCB最大限度地减少翘曲和弯曲

设计刚柔结合PCB时的另一个挑战是尽量减少翘曲和弯曲。对于较大的電(diàn)路板，这可(kě)能(néng)是一个问题，因為(wèi)它们在组装过程中更容易翘曲。

有(yǒu)不止一种方法可(kě)以最大限度地减少翘曲和弯曲。然而，最常用(yòng)的是加强筋。加强筋是放置在PCB底部的小(xiǎo)块材料。它们有(yǒu)助于支撑電(diàn)路板并防止其在组装过程中翘曲。

另一种减少翘曲和弯曲的方法是使用(yòng)铜填充。铜填充是一种涉及用(yòng)铜填充PCB未使用(yòng)區(qū)域的技术。这有(yǒu)助于增加電(diàn)路板的刚度并防止其在组装过程中翘曲。

确保符合刚柔结合PCB设计规则

设计刚柔结合PCB时的另一个重要考虑因素是确保符合设计规则。这一点很(hěn)重要，因為(wèi)刚柔结合PCB的设计规则与传统PCB不同。

设计刚柔结合PCB时的一些关键考虑因素包括：

走線(xiàn)宽度和间距

孔径和环形圈

阻焊间隙Z

丝印清关

让我们详细讨论这些注意事项：

走線(xiàn)宽度和间距

设计刚柔结合PCB时的关键考虑因素之一是走線(xiàn)宽度和间距。这一点很(hěn)重要，因為(wèi)走線(xiàn)需要承受装配过程中弯曲的机械应力。刚柔结合PCB的推荐走線(xiàn)宽度為(wèi)6 mil。推荐的走線(xiàn)间距為(wèi)10 mil。

孔径和环圈

设计刚柔结合PCB时的另一个重要考虑因素是孔尺寸和圆环。必须考虑孔尺寸，因為(wèi)较小(xiǎo)的孔不足以在组装过程中容纳定位销。因此，刚柔结合PCB的最佳孔尺寸為(wèi)0.040英寸，而环形环的最佳孔尺寸為(wèi)0.015英寸。

阻焊间隙

阻焊层间隙是铜迹線(xiàn)和阻焊层之间的空间。该空间对于确保在刚柔结合PCB组装期间有(yǒu)足够的焊料流动空间以及防止走線(xiàn)之间发生短路非常重要。

阻焊间隙的宽度取决于走線(xiàn)的宽度、阻焊层的厚度和铜的厚度。对于窄走線(xiàn)，间隙应至少為(wèi)0.007英寸，对于宽走線(xiàn)，间隙至少应為(wèi)0.010英寸。

丝印间隙

丝印间隙只是印刷表面边缘和设计开始之间的少量空间。这种间隙确保设计将印刷在柔性電(diàn)路上的正确位置，无论電(diàn)路有(yǒu)多(duō)薄或多(duō)精细。在大多(duō)数情况下，0.010英寸的丝印间隙足以确保准确打印。

管理(lǐ)散热问题

热管理(lǐ)是任何電(diàn)子设备设计中的关键考虑因素，但在柔性和刚柔结合PCB的情况下尤為(wèi)重要。在设计柔性或刚柔结合PCB时，必须考虑许多(duō)因素，包括所用(yòng)材料的热特性、热膨胀对電(diàn)路板的影响以及是否需要足够的冷却。

通过一些简单的设计考虑，您可(kě)以帮助确保您的刚柔结合PCB不会过热并对敏感组件造成损坏。

热过孔

帮助管理(lǐ)刚柔结合PCB上的热量积聚的一种方法是使用(yòng)热通孔。过孔是将PCB的不同层连接在一起的小(xiǎo)孔。通过在战略位置放置散热通孔，您可(kě)以帮助将热量从关键组件中散发出去。

轻质材料

另一种管理(lǐ)刚柔结合PCB热量积聚的方法是使用(yòng)轻质材料作為(wèi)基板。较轻的基材质量较小(xiǎo)，这意味着它比较重的基材加热得更慢。

散热器

第三种管理(lǐ)刚挠结合PCB热量积聚的方法是使用(yòng)散热器。散热器是一块金属，有(yǒu)助于将热量从PCB上散发出去。通过将散热器连接到您的PCB，您可(kě)以帮助保持关键组件的冷却。

导热胶带

第四种管理(lǐ)刚柔结合PCB热量积聚的方法是使用(yòng)导热胶带。导热胶带是一种特殊类型的胶带，旨在散热。这些taope确保在放置在PCB层之间后保持元件冷却。

最后的话

為(wèi)确保您的刚柔结合PCB设计可(kě)制造，在流程的早期考虑DFM和设计规则非常重要。通过与合格的刚挠结合PCB制造商(shāng)合作，您可(kě)以避免常见问题，并将您的产品快速有(yǒu)效地推向市场。