刚柔结合PCB设计配置如何发展

2022-06-14

刚柔结合PCB设计配置如何发展

刚性柔性PCB技术在所有(yǒu)商(shāng)业、工业和军事应用(yòng)中都有(yǒu)应用(yòng)。无处不在的電(diàn)路板用(yòng)于手机、智能(néng)设备、可(kě)穿戴设备和数字雀跃。由于重量轻、空间小(xiǎo)和灵活性强，它们在医疗行业中特别有(yǒu)用(yòng)，可(kě)用(yòng)于开发起搏器。

这些微小(xiǎo)的多(duō)层系统正在不断改进，尤其是得益于新(xīn)的创新(xīn)。在本文(wén)中，我们将讨论刚柔结合PCB板设计配置是如何发展的。

刚性柔性電(diàn)路板的进步

正在制造具有(yǒu)更高层数的柔性部分(fēn)的刚性-柔性電(diàn)路的新(xīn)设计。其中一些设计包括埋孔和盲孔结构、零插入力连接以及安装在電(diàn)路刚性和柔性部分(fēn)的電(diàn)气元件。

某些刚性柔性板设计还具有(yǒu)考虑 EMI 的设计。一些设计在電(diàn)路的刚性區(qū)域之间具有(yǒu)不对称结构和可(kě)变厚度。

标准刚柔结合PCB设计

标准刚柔结合PCB设计具有(yǒu)对称结构，因為(wèi)它允许阻抗控制。理(lǐ)想情况下，柔性层应位于设计的中心，柔性和刚性區(qū)域的层数均等。

刚柔结合PCB设计中的奇数层数

尽管大多(duō)数制造商(shāng)都熟悉偶数层数，但奇数层数值得一试。它具有(yǒu)各种优点，例如 RF 和 EMI 考虑因素以及刚性部分(fēn)之间的大量互连。 

带状線(xiàn)阻抗控制需要使用(yòng)奇数层结构来在弯曲區(qū)域提供两侧屏蔽。三层柔性包含接地 - 信号 - 接地结构。这种布置允许大量互连。 

一侧有(yǒu)偶数层数，另一侧有(yǒu)奇数层数是可(kě)能(néng)的；如果需要的话。主要好处是它减少了弯曲區(qū)域的厚度并增加了柔韧性以及机械弯曲性能(néng)，这反过来又(yòu)提高了机械弯曲的可(kě)靠性。 

这种设计策略允许制造商(shāng)遵守IPC 2223C并确保两个部件在短期和長(cháng)期内都具有(yǒu)可(kě)靠性。最后，奇数层设计更实惠，因為(wèi)它们最大限度地减少了任何设计中所需的柔性层总数。

非对称刚性柔性PCB设计

另一种非常受制造商(shāng)欢迎的结构是不对称设计。不对称刚柔结合PCB设计的应用(yòng)取决于阻抗要求和设计中介電(diàn)材料厚度的变化。 

话虽如此，電(diàn)路的不对称构造可(kě)能(néng)会在组装过程中导致翘曲和扭曲。可(kě)以使用(yòng)压紧夹具来运输電(diàn)路。 

一般来说，不对称构造除了在组装过程中可(kě)能(néng)引入電(diàn)路的翘曲和扭曲之外没有(yǒu)制造问题。

改变 Flex 层数

下一个刚柔结合PCB结构是柔性部件的每一层在刚性部分(fēn)之间变化。例如，如果一块板具有(yǒu)三个刚性部分(fēn)，则第二和第三部分(fēn)可(kě)能(néng)有(yǒu)一个或两个柔性层将它们连接起来，而三层或四层将第一层和第二层连接起来。这种设计在配置可(kě)能(néng)性方面有(yǒu)很(hěn)多(duō)变化。

刚性柔性PCB中的盲孔和埋孔

刚性柔性PCB板也可(kě)以使用(yòng)盲孔和埋孔。它们的应用(yòng)与刚性電(diàn)路板重叠。制造商(shāng)在高密度应用(yòng)中使用(yòng)盲孔和埋孔，例如可(kě)能(néng)需要焊盘通孔设计的细间距元件安装和 BGA。 

需要盲孔或埋孔的電(diàn)路也可(kě)以利用(yòng)不对称结构来互连柔性電(diàn)路。 

制造商(shāng)所需的连续层压循环次数可(kě)能(néng)会对配置施加限制。在大多(duō)数情况下，具有(yǒu)多(duō)层的刚性柔性PCB在遇到物(wù)理(lǐ)限制之前只能(néng)促进有(yǒu)限数量的层压循环，从而阻止各层有(yǒu)效地相互配准。

集成ZIF尾板

ZIF尾部集成到刚性柔性板中是一种非常常见的堆叠。这种结构减少了对带有(yǒu)安装在刚性板上的ZIF连接器的柔性電(diàn)路的需求。反过来，该板降低了刚性部分(fēn)的不动产要求。该设计特别适用(yòng)于空间难以找到或外形尺寸小(xiǎo)无法安装ZIF连接器的高密度PCB。

 

集成的ZIF尾部结构还提高了電(diàn)路板的耐用(yòng)性，因為(wèi)它消除了对刚性部分(fēn)、连接器和互连点的需求。在某些情况下，可(kě)能(néng)需要使用(yòng)聚酰亚胺的额外加强件来实现ZIF连接器接触區(qū)域所需的厚度要求。 

这种组合可(kě)以利用(yòng)多(duō)层弹性，以二人、三人和四人的形式。超过四层的任何东西都会施加实际限制，因為(wèi)很(hěn)难满足ZIF连接器的厚度要求。建议仅使用(yòng)一层或两层弹性配置。

屏蔽柔性层

需要EMI或FR屏蔽的应用(yòng)将使用(yòng)此配置。柔性區(qū)域覆盖层具有(yǒu)多(duō)个选择性开口，可(kě)暴露接地電(diàn)路。使用(yòng)这种配置可(kě)以节省制造商(shāng)应用(yòng)铜层的费用(yòng)，还可(kě)以使柔性结构更薄。 

总體(tǐ)而言，这是一种具有(yǒu)成本效益的解决方案，可(kě)提高柔性层的机械弯曲能(néng)力和灵活性。

刚性柔性PCB的气隙结构

具有(yǒu)气隙结构的刚性柔性PCB利用(yòng)隔离的独立柔性层对来显着提高灵活性。和美芯PCB推荐使用(yòng)两层或多(duō)层柔性板的气隙结构。这种方法在使用(yòng)四层或更多(duō)层时特别有(yǒu)效，并且允许電(diàn)路符合IPC 2223C要求。 

使用(yòng)气隙结构消除了在刚性區(qū)域内使用(yòng)柔性粘合剂的需要。这可(kě)以提供高度的可(kě)靠性。

多(duō)个刚性區(qū)域厚度 - 刚性柔性PCB设计

尽管这种结构很(hěn)复杂，但在具有(yǒu)不同厚度的多(duō)个刚性區(qū)域的情况下，某些设计可(kě)能(néng)需要刚性柔性PCB设计。尽管它们可(kě)用(yòng)于各种应用(yòng)，但如果可(kě)能(néng)，强烈建议向您的制造商(shāng)咨询替代品。  

除了最多(duō)两个刚性區(qū)域厚度的实际限制之外，叠层是昂贵的。然而，一些应用(yòng)可(kě)能(néng)需要多(duō)个刚性區(qū)域厚度结构。

包起来

使用(yòng)刚性PCB来弯曲電(diàn)路為(wèi)制造商(shāng)在设计集成、功能(néng)和减轻重量方面带来了新(xīn)的可(kě)能(néng)性。我们在本文(wén)中介绍过的许多(duō)PCB设计都可(kě)以组合在一起，以创建柔性和刚柔结合電(diàn)路配置的无限组合。