剛柔結合PCB：DFM和設計規則注意事項

2022-09-06

剛柔結合PCB：DFM和設計規則注意事項

剛柔結合印刷電路板(PCB) 在各個(gè)行業(yè)中變得越來(lái)越流行，從消費電子產(chǎn)品到航空航天和國防。雖然柔性PCB已經(jīng)存在多年，但在混合中添加剛性組件開(kāi)辟了一個(gè)全新的設計可能性世界。

然而，設計和制造剛柔結合PCB并非沒(méi)有挑戰。在這篇博文中，我們將了解剛柔結合PCB的一些關(guān)鍵設計和制造注意事項，包括：

可制造性設計(DFM)

確保符合設計規則

管理散熱問(wèn)題

我們還將提供有關(guān)克服與剛柔結合PCB設計和制造相關(guān)的一些挑戰的技巧。

可制造性剛性柔性PCB設計(DFM)

設計剛柔結合PCB時(shí)最重要的考慮因素之一是可制造性。由于剛柔結合PCB的獨特結構，在設計過(guò)程中必須考慮幾個(gè)挑戰。

與剛撓結合PCB可制造性相關(guān)的一些關(guān)鍵挑戰包括：

確保剛性層和柔性層之間的正確配準

避免焊點(diǎn)出現空隙

最大限度地減少翹曲和彎曲

讓我們仔細看看這些挑戰中的每一個(gè)。

確保剛性層和柔性層之間的正確配準

剛柔結合PCB設計最重要的方面之一是確保剛柔層之間的正確配準。這可能是一個(gè)挑戰，因為這兩層需要完美對齊以避免組裝過(guò)程中出現問(wèn)題。

確保剛性層和柔性層之間正確配準的最流行方法是使用對齊孔。對準孔是PCB上的小開(kāi)口，允許在組裝過(guò)程中插入對準銷(xiāo)。這可確保剛性層和柔性層在焊接前正確對齊。

確保正確配準的另一種方法是使用基準?；鶞适峭ǔ７胖迷?span>PCB角落的小型圓形特征。它們可用于組裝期間的對準，但也可用于自動(dòng)光學(xué)檢測(AOI)期間的校準。

避免焊點(diǎn)出現空隙

與剛柔結合PCB設計相關(guān)的另一個(gè)挑戰是避免焊點(diǎn)出現空洞。這在使用無(wú)鉛焊料時(shí)可能是個(gè)問(wèn)題，因為它們往往具有較低的熔化溫度并且更容易形成空隙。

有幾種不同的方法可以避免焊點(diǎn)出現空洞。最常見(jiàn)的方法是使用交錯的過(guò)孔。交錯通孔是相互偏移的小孔。這有助于均勻分布熱量，防止在焊點(diǎn)中形成空隙。

除此之外，還可以使用銅柱來(lái)避免焊點(diǎn)出現空洞。銅柱是放置在PCB周邊周?chē)男°~柱。它們有助于將熱量從焊點(diǎn)傳導出去，防止形成空隙。

使用剛柔結合PCB最大限度地減少翹曲和彎曲

設計剛柔結合PCB時(shí)的另一個(gè)挑戰是盡量減少翹曲和彎曲。對于較大的電路板，這可能是一個(gè)問(wèn)題，因為它們在組裝過(guò)程中更容易翹曲。

有不止一種方法可以最大限度地減少翹曲和彎曲。然而，最常用的是加強筋。加強筋是放置在PCB底部的小塊材料。它們有助于支撐電路板并防止其在組裝過(guò)程中翹曲。

另一種減少翹曲和彎曲的方法是使用銅填充。銅填充是一種涉及用銅填充PCB未使用區域的技術(shù)。這有助于增加電路板的剛度并防止其在組裝過(guò)程中翹曲。

確保符合剛柔結合PCB設計規則

設計剛柔結合PCB時(shí)的另一個(gè)重要考慮因素是確保符合設計規則。這一點(diǎn)很重要，因為剛柔結合PCB的設計規則與傳統PCB不同。

設計剛柔結合PCB時(shí)的一些關(guān)鍵考慮因素包括：

走線(xiàn)寬度和間距

孔徑和環(huán)形圈

阻焊間隙Z

絲印清關(guān)

讓我們詳細討論這些注意事項：

走線(xiàn)寬度和間距

設計剛柔結合PCB時(shí)的關(guān)鍵考慮因素之一是走線(xiàn)寬度和間距。這一點(diǎn)很重要，因為走線(xiàn)需要承受裝配過(guò)程中彎曲的機械應力。剛柔結合PCB的推薦走線(xiàn)寬度為6 mil。推薦的走線(xiàn)間距為10 mil。

孔徑和環(huán)圈

設計剛柔結合PCB時(shí)的另一個(gè)重要考慮因素是孔尺寸和圓環(huán)。必須考慮孔尺寸，因為較小的孔不足以在組裝過(guò)程中容納定位銷(xiāo)。因此，剛柔結合PCB的最佳孔尺寸為0.040英寸，而環(huán)形環(huán)的最佳孔尺寸為0.015英寸。

阻焊間隙

阻焊層間隙是銅跡線(xiàn)和阻焊層之間的空間。該空間對于確保在剛柔結合PCB組裝期間有足夠的焊料流動(dòng)空間以及防止走線(xiàn)之間發(fā)生短路非常重要。

阻焊間隙的寬度取決于走線(xiàn)的寬度、阻焊層的厚度和銅的厚度。對于窄走線(xiàn)，間隙應至少為0.007英寸，對于寬走線(xiàn)，間隙至少應為0.010英寸。

絲印間隙

絲印間隙只是印刷表面邊緣和設計開(kāi)始之間的少量空間。這種間隙確保設計將印刷在柔性電路上的正確位置，無(wú)論電路有多薄或多精細。在大多數情況下，0.010英寸的絲印間隙足以確保準確打印。

管理散熱問(wèn)題

熱管理是任何電子設備設計中的關(guān)鍵考慮因素，但在柔性和剛柔結合PCB的情況下尤為重要。在設計柔性或剛柔結合PCB時(shí)，必須考慮許多因素，包括所用材料的熱特性、熱膨脹對電路板的影響以及是否需要足夠的冷卻。

通過(guò)一些簡(jiǎn)單的設計考慮，您可以幫助確保您的剛柔結合PCB不會(huì )過(guò)熱并對敏感組件造成損壞。

熱過(guò)孔

幫助管理剛柔結合PCB上的熱量積聚的一種方法是使用熱通孔。過(guò)孔是將PCB的不同層連接在一起的小孔。通過(guò)在戰略位置放置散熱通孔，您可以幫助將熱量從關(guān)鍵組件中散發(fā)出去。

輕質(zhì)材料

另一種管理剛柔結合PCB熱量積聚的方法是使用輕質(zhì)材料作為基板。較輕的基材質(zhì)量較小，這意味著(zhù)它比較重的基材加熱得更慢。

散熱器

第三種管理剛撓結合PCB熱量積聚的方法是使用散熱器。散熱器是一塊金屬，有助于將熱量從PCB上散發(fā)出去。通過(guò)將散熱器連接到您的PCB，您可以幫助保持關(guān)鍵組件的冷卻。

導熱膠帶

第四種管理剛柔結合PCB熱量積聚的方法是使用導熱膠帶。導熱膠帶是一種特殊類(lèi)型的膠帶，旨在散熱。這些taope確保在放置在PCB層之間后保持元件冷卻。

最后的話(huà)

為確保您的剛柔結合PCB設計可制造，在流程的早期考慮DFM和設計規則非常重要。通過(guò)與合格的剛撓結合PCB制造商合作，您可以避免常見(jiàn)問(wèn)題，并將您的產(chǎn)品快速有效地推向市場(chǎng)。