設計Flex PCB原型：PCB設計技巧和注意事項

2022-08-06

設計Flex PCB原型：PCB設計技巧和注意事項

為了生產(chǎn)柔性PCB原型，有幾個(gè)與PCB電路的制造和最終用途相關(guān)的考慮因素，包括銅圖案本身的設計。在您開(kāi)始在Flex PCB中布線(xiàn)電路之前，請使用以下設計技巧和注意事項來(lái)最大限度地提高耐用性和產(chǎn)量。 

這些技巧可幫助您平衡柔性PCB原型的耐用性與高級PCB中的組件布局和布線(xiàn)軌跡。 

但首先，讓我們簡(jiǎn)要介紹一下柔性電路原型。

了解Flex PCB原型

柔性PCB是一種特殊類(lèi)型的電路板，由與聚酰亞胺等介電層結合的銅金屬跡線(xiàn)組成。電路板可以彎曲成任何需要的形狀，使其可用于高密度應用。柔性PCB的概念最初起源于1900年代，并因其近乎無(wú)限的應用和可能性而獲得了主流成功。 

如果不使用靈活的PCB原型，包括智能手機、計算機、智能手表、鍵盤(pán)和各種為技術(shù)提供動(dòng)力的工業(yè)應用，現代電子產(chǎn)品將無(wú)法實(shí)現。

柔性PCB的組件

柔性PCB可能看起來(lái)很脆弱，在大量使用下會(huì )崩潰，但由于其可靠性和使用壽命，它們的需求猛增。柔性PCB的主要組成部分如下：

電導體：它們由銅制成，跡線(xiàn)遍布整個(gè)電路。

介電基板薄膜：這是柔性PCB的基礎材料。最流行的介電襯底薄膜材料是聚酰亞胺 (PI)，因為它具有耐溫性和抗牽引性。

粘合劑材料：粘合劑用于將電路的不同部分連接在一起。

保護涂層：涂在柔性PCB板上的一層薄薄的保護材料涂層。它由覆蓋層或覆蓋層制成。

柔性PCB的設計注意事項

與剛性PCB相比，柔性PCB需要一種獨特的方法。柔性PCB的設計過(guò)程應能大大節省制造成本、減輕重量并減少電路板上的空間。該板必須針對其應用和材料進(jìn)行優(yōu)化。

設計合理的柔性PCB將耐用、易于技術(shù)人員使用、適合預期用途（例如可穿戴設備或計算機，并且重量輕。

在設計您的第一個(gè)柔性PCB原型時(shí)，需要考慮以下幾點(diǎn)。

Flex PCB的彎曲性和柔韌性

您的柔性PCB板將根據其應用具有不同程度的靈活性。您將需要知道它將彎曲多少次以及彎曲的嚴重程度。它可以彎曲的次數將在決定電路板是靜態(tài)的還是動(dòng)態(tài)的方面發(fā)揮作用。靜態(tài)板設計為在其使用壽命內彎曲少于100次，并且被認為是彎曲安裝。 

由于其性質(zhì)，動(dòng)態(tài)板的設計考慮因素要大得多。動(dòng)態(tài)板需要更堅固，因為它們會(huì )受到更多的彎曲，并且需要承受數千次彎曲。這些電路板適用于沒(méi)有故障空間的應用，例如軍事和航天器。

柔性PCB彎曲半徑

彎曲半徑，也稱(chēng)為電路柔性區域的最小彎曲量，必須在柔性PCB設計的最早階段確定。這將確保設計可以適應一定數量的彎曲而不影響銅的結構完整性。一般來(lái)說(shuō)，柔性PCB的標準最小彎曲半徑是厚度的十倍。

下表顯示了層數和彎曲半徑之間的關(guān)系。 

層數	彎曲半徑 mm
單面的	彎曲厚度 6
兩面性	彎曲厚度 12
多層	彎曲厚度 24

 柔性PCB具有更薄的銅層和絕緣層，使其能夠占據最小的表面積并適合更緊湊的空間。值得注意的是，90度彎曲會(huì )增加阻抗不連續的機會(huì )，從而影響功能。出于這個(gè)原因，設計人員經(jīng)常避免在彎曲區域使用鍍通孔。

在設計PCB時(shí)，交錯通孔是一個(gè)更可取的選擇，因為它們可確保電路在多層電路中的使用壽命。小導體（小于10密耳）更適合用于彎曲過(guò)程中沒(méi)有壓縮或張力的中性彎曲軸。這確保了當彎曲導致壓縮和拉伸時(shí)，電路的特性不會(huì )受到影響。

焊盤(pán)和過(guò)孔放置

設計柔性PCB電路時(shí)，重點(diǎn)應放在彎曲處。建議不要在彎曲區域內放置焊盤(pán)和過(guò)孔。還建議在電鍍孔上使用淚珠，以最大限度地提高其耐用性和堅固性。柔性PCB原型可能會(huì )受到不同角度的彎曲，因此焊盤(pán)和過(guò)孔應比鉆孔大得多。

柔性PCB中的布線(xiàn)

設計柔性PCB時(shí)，一個(gè)好的經(jīng)驗法則是確保走線(xiàn)始終以90度角布線(xiàn)以彎曲線(xiàn)。如果您正在為高速信號（例如PCB總線(xiàn)布線(xiàn)）創(chuàng )建電路板，請確保頂部和底部走線(xiàn)交替交錯，而不是彼此重疊。

這將在所有跡線(xiàn)上均勻分布機械應力。一般來(lái)說(shuō)，應避免在柔性PCB電路上出現所有尖角（例如直角）。更好的選擇是使用曲線(xiàn)來(lái)最大化原型的壽命。

元件放置

建議將低頻成分與高頻成分隔離。這確保了高頻分量不會(huì )通過(guò)噪聲感應干擾低頻分量的性能。這樣做可能會(huì )影響信號質(zhì)量，這是非常不受歡迎的，尤其是在軍事應用中。

建議使用通常由鋁制成的材料外殼來(lái)屏蔽時(shí)鐘信號。

Flex PCB原型在最終使用之前應經(jīng)過(guò)各種測試。測試應檢查柔性PCB板的基本性能和基本特性。上述提示應該可以幫助設計人員構建一個(gè)錯誤最少的原型。然而，完美的柔性PCB原型取決于它所設計的應用。