加速您的刚柔结合PCB设计

2022-09-27

加速您的刚柔结合PCB设计

由于技术、材料和工艺能(néng)力的变化，刚性柔性PCB制造已经取得了長(cháng)足的进步。如果您正在设计刚性柔性PCB，您已经知道该过程并不一定很(hěn)棘手。但是这样做的时候还是有(yǒu)很(hěn)多(duō)考虑的。您的電(diàn)路板布局需要足够灵活，以便在两个方向上工作，同时遵守您為(wèi)PCB设计建立的所有(yǒu)其他(tā)设计规则。

在这篇文(wén)章中，我们将介绍设计刚挠结合板时的一些最佳实践。这些参数将允许您在更好的性能(néng)和更高质量的電(diàn)路板等领域优化布局设计过程。

加速刚柔结合PCB设计

决定刚柔结合设计的堆叠

堆叠是使用(yòng)刚柔结合PCB的关键设计考虑因素。堆叠是指组件和互连在PCB上的排列方式。这是刚柔结合PCB的重要设计考虑因素，因為(wèi)它决定了PCB的性能(néng)并影响您设计组件和走線(xiàn)的方式。

為(wèi)了获得最佳性能(néng)和走線(xiàn)布線(xiàn)，您应该在初始设计过程中考虑堆叠，甚至在订購(gòu)样品或原型板之前。确保良好叠层的最佳方法之一是对您的设计文(wén)件执行FEM分(fēn)析。

确定電(diàn)路板厚度和铜重量

铜重量 (CuWt)

CuWt 值是您在设计PCB时需要了解的最重要的数字之一。它表示您的设计中将使用(yòng)多(duō)少铜，并以百分(fēn)比表示。30% CuWt 意味着总板重量的 30% 来自铜。CuWt 值越高，对PCB上的信号完整性和走線(xiàn)布線(xiàn)越好。

刚挠结合板制造商(shāng)通常為(wèi)刚挠结合板提供 0% – 60% CuWt 选项。您将需要选择一个满足或超过您的设计要求的选项，以从您的電(diàn)路板设计中获得最佳性能(néng)。

板厚

开发刚柔结合设计时要考虑的最重要因素之一是電(diàn)路板本身的厚度。如果您将刚柔结合板做得太薄，它将无法支撑柔性组件，并且在使用(yòng)过程中可(kě)能(néng)会断裂。但是，如果将其做得太厚，则可(kě)能(néng)难以将其他(tā)组件安装到设计中，或者难以為(wèi)柔性電(diàn)路留出足够的空间。

要确定您的柔性電(diàn)路应该有(yǒu)多(duō)厚，请弄清楚它将用(yòng)于什么类型的应用(yòng)。例如，如果您正在设计一种植入人體(tǐ)的新(xīn)医疗设备，并且需要足够灵活以随身體(tǐ)移动，同时又(yòu)足够坚固以承受日常磨损，那么选择较厚的材料可(kě)能(néng)最适合此目的.

定义关键區(qū)域和纵横比

控制关键區(qū)域和纵横比对于快速实现设计目标同时确保信号和走線(xiàn)之间有(yǒu)足够的间距至关重要。例如，如果您有(yǒu)一个信号需要在走線(xiàn)上进行布線(xiàn)，但由于信号与電(diàn)源层或接地层重叠而没有(yǒu)足够的空间，您将需要重新(xīn)设计電(diàn)路板布局，使其不与任何临界區(qū)域或纵横比约束。

关键领域

临界面积是電(diàn)路板总面积被铜占据的百分(fēn)比。这个百分(fēn)比越大，電(diàn)路板的导電(diàn)性就越好。如果您的设计中有(yǒu)多(duō)个层，则需要分(fēn)别考虑每一层，因為(wèi)层的关键區(qū)域可(kě)能(néng)小(xiǎo)于整个设计的整體(tǐ)关键區(qū)域。

您可(kě)以通过两种方式计算临界區(qū)域：标准临界區(qū)域或最小(xiǎo)临界區(qū)域。在计算電(diàn)路板布局设计文(wén)件中每种组件类型所需的总面积时，使用(yòng)标准关键區(qū)域；最小(xiǎo)关键區(qū)域通过考虑每种组件类型的所有(yǒu)可(kě)能(néng)配置来提供更精确的计算。

纵横比

纵横比(AR)是迹線(xiàn)或焊盘的長(cháng)度和宽度之间的比率。例如，如果您的走線(xiàn)的AR 為(wèi)2:1 (2mm x 1mm)，则它所占用(yòng)的空间将是您電(diàn)路板上正常运行所需空间的两倍。这使得设计人员更难在不影响其所需功能(néng)或在布線(xiàn)期间造成不必要的拥塞的情况下将走線(xiàn)放入困难區(qū)域。

确定刚性-柔性PCB正确纵横比的最佳方法是从基板材料的厚度开始。例如，如果您使用(yòng)FR4作為(wèi)基础材料，则1/16" (1.6 mm) 适合大多(duō)数应用(yòng)。但是，如果您想使用(yòng)更厚的材料（如 FR6）或更坚固的材料（如 PTFE 或 PEEK），那么 3/32" (2 mm) 应该是足够的空间来容纳所有(yǒu)东西，而不会在每个跟踪路由的两侧留下太多(duō)空间

最小(xiǎo)化夹具空间

在设计刚柔结合印刷電(diàn)路板组件时，夹具空间是最重要的因素之一。夹具空间或两个连续刚柔结合段之间的空间量会影响装配線(xiàn)的运行速度。

為(wèi)了最大限度地减少夹具空间，您必须确保電(diàn)路板上的所有(yǒu)组件都正确放置和对齐。如果您使用(yòng)的是刚柔结合PCB设计，这可(kě)能(néng)是一个挑战，但您可(kě)以使用(yòng)一些方法来加快该过程。

1. 使用(yòng)设计规则进行布局

最小(xiǎo)化夹具空间的第一步是使用(yòng)设计规则进行放置。这些规则规定了每个组件应放置在板上与其他(tā)组件的距离。您还可(kě)以使用(yòng)它们来指定特定组件必须放置在板上的紧密程度。如果您的電(diàn)路板上有(yǒu)多(duō)个不同的组件，它们可(kě)能(néng)具有(yǒu)不同的设计规则，具體(tǐ)取决于它们的尺寸、形状或功能(néng)。

2. 创建钻孔图

一旦您指定了每个组件在電(diàn)路板上的位置，请创建一个钻孔图，详细说明每种组件类型需要在電(diàn)路板表面钻孔的位置。这将允许您通过确保孔适当地间隔开来优化钻孔过程，以便它们不会重叠或与板上的任何其他(tā)特征重叠。

结论     

随着我们经验的增長(cháng)，我们发现了一些可(kě)以遵循的最佳实践，以最大限度地减少设计周期时间，同时保持质量。这些最佳实践并不是最终的解决方案，但它们為(wèi)您的刚挠结合PCB设计过程提供了一个很(hěn)好的起点或清单。

如果您在理(lǐ)解刚性柔性電(diàn)路方面有(yǒu)困难，请查看韬放電(diàn)子，以更深入地了解这些電(diàn)路类型及其功能(néng)。