剛柔結合PCB設計創(chuàng )建最佳實(shí)踐

2022-09-05

剛柔結合PCB設計創(chuàng )建最佳實(shí)踐

使用剛性柔性電路進(jìn)行設計與使用HDI板進(jìn)行設計不同。所有工程師都知道設計和創(chuàng )建完美的剛撓結合PCB設計是多么困難。由于空間有限，有很多事情要記住。安裝所有組件并確保電路板易于制造是很棘手的。本指南旨在傳遞我們在設計柔性PCB的豐富經(jīng)驗中開(kāi)發(fā)的一些最佳實(shí)踐。在設計復雜或復雜的柔性PCB之前，工程師必須了解所需的性能水平和可用的制造方法。

將剛性柔性PCB安裝到外殼中

外殼的設計對于確定產(chǎn)品的功能和感覺(jué)至關(guān)重要。與任何產(chǎn)品設計一樣，它的創(chuàng )建應滿(mǎn)足其預期用戶(hù)的需求。對于剛撓結合PCB，這意味著(zhù)設計一種滿(mǎn)足功能要求的外殼，并且適合日常使用的消費者手中。

一種方法是使用適配器板將印刷電路板安裝到另一個(gè)表面上，例如塑料外殼或更大的剛性材料。另一種選擇是使用柔性外殼，使您可以彎曲印刷電路板邊緣周?chē)乃芰弦宰匀坏匕惭b在外殼內，而無(wú)需任何特殊工具或硬件。

外殼的設計必須適合其內部的剛性柔性PCB、電纜和其他組件。如果在設計過(guò)程中沒(méi)有考慮到這些組件中的任何一個(gè)，那么它們就有可能無(wú)法很好地融入最終的外殼中。這可能會(huì )導致組裝和制造問(wèn)題以及組裝后的性能不佳。

控制和保持柔性電路輪廓公差

在創(chuàng )建剛柔結合PCB設計時(shí)，有必要控制柔性電路的輪廓和厚度。這需要為設計中的每一層設置容差。這確保了在創(chuàng )建新設計時(shí)可以將以前的設計用作模板。以下步驟用于設置公差參數：

第 1 步：創(chuàng )建要用作模板的現有剛柔結合PCB設計。

第 2 步：打開(kāi)要在其中添加柔性電路的新設計，并首先設置頂層銅層的參數。接下來(lái)，為除焊盤(pán)和過(guò)孔使用的層之外的所有其他層設置參數。

步驟 3：選擇除焊盤(pán)和過(guò)孔使用的銅層以外的所有銅層，右鍵單擊其中之一，然后從彈出菜單中選擇屬性。屬性對話(huà)框將打開(kāi)，顯示除焊盤(pán)和通孔使用的層之外的所有層。此時(shí)僅設置頂部銅層的公差，因為稍后將在此過(guò)程中為它們單獨設置參數后添加其他層。

保持剛性柔性PCB彎曲半徑完整性的設計

彎曲半徑是零件或裝配體中兩個(gè)平面之間的最大距離，它們相互平行并由特定半徑分開(kāi)。彎曲半徑在設計PCB時(shí)至關(guān)重要，因為它會(huì )影響電路板的強度及其承受應力的能力。

彎曲半徑優(yōu)化

設計人員需要保持彎曲半徑盡可能小，同時(shí)保持剛柔結合板的電氣性能。他們還應考慮可能需要增加特定層的厚度或減少層數以保持足夠的剛度。

彎曲不敏感技術(shù)

彎曲不會(huì )影響大多數電子元件，因為它們是專(zhuān)門(mén)為此目的設計的，并通過(guò)輕微彎曲測試了可靠性。但是，某些組件可能無(wú)法承受因彎曲而產(chǎn)生的極大應力，因此設計人員應考慮使用“彎曲不敏感技術(shù)”來(lái)防止這些設備在制造過(guò)程中或安裝到最終應用后彎曲時(shí)出現故障。

了解聚酰亞胺和聚酯材料的長(cháng)期可靠性

了解聚酰亞胺和聚酯材料的長(cháng)期可靠性對于創(chuàng )建剛性柔性PCB設計至關(guān)重要。聚酰亞胺和聚酯是PCB制造中使用最廣泛的兩種材料。兩種材料都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

聚酰亞胺是一種熱固性塑料材料，常用于電子制造。它以其優(yōu)異的熱穩定性、低介電常數、高擊穿電壓和高介電強度而聞名。這使其適用于創(chuàng )建剛性柔性印刷電路板。

相比之下，聚酯是一種耐熱聚合物，具有良好的機械性能和尺寸穩定性。這使其成為創(chuàng )建具有嵌入式芯片或其他需要高性能和耐用性的組件的剛性柔性印刷電路板的理想選擇。

在制作剛性柔性PCB板時(shí)，聚酰亞胺和聚酯都具有出色的長(cháng)期可靠性。

確保具有覆蓋層和阻焊層的剛性柔性PCB組件的機械強度

可以使用不同的材料創(chuàng )建剛性柔性PCB設計，包括FR4玻璃環(huán)氧樹(shù)脂層壓板、熱塑性聚酰亞胺(TPU)和帶有TPU的FR4玻璃環(huán)氧樹(shù)脂層壓板。您選擇的材料將取決于您的應用要求，但確保您的設計具有足夠的機械強度以承受使用過(guò)程中施加的任何力是至關(guān)重要的。為確保您的設計的機械穩定性，您應該考慮在銅跡線(xiàn)的頂部添加覆蓋層材料，并在所有暴露的銅區域頂部添加阻焊層處理。

Coverlay是一種層壓薄膜，應用于剛撓性PCB的銅面，然后用阻焊層覆蓋。這會(huì )在柔性PCB頂部的組件周?chē)纬深~外的保護層。它還可以通過(guò)防止任何部件暴露在空氣中來(lái)幫助降低EMI（電磁干擾）。

應用覆蓋層的剛性柔性pcb組裝過(guò)程包括將焊膏添加到所有焊盤(pán)，將它們放置在真空室中，去除多余的焊膏并在每個(gè)焊盤(pán)上涂上一層薄薄的粘合劑。然后使用熱和壓力將薄膜層壓到每個(gè)墊上。結果是圍繞電路板組件的額外保護層，同時(shí)保持它們可訪(fǎng)問(wèn)。

最后一句話(huà)

盡管該行業(yè)正在迅速從基于紙張的設計方法發(fā)展到更加依賴(lài)計算機輔助工具的設計方法，但在設計剛撓性PCB時(shí)仍有許多細微差別需要考慮。幸運的是，新的PCB技術(shù)的好處遠遠超過(guò)任何潛在的警告。借助韜放電子的一些專(zhuān)業(yè)知識和先進(jìn)的技術(shù)知識，您可以放心，您的設計會(huì )看起來(lái)很棒。