剛柔結合PCB設計配置如何發(fā)展

2022-06-14

剛柔結合PCB設計配置如何發(fā)展

剛性柔性PCB技術(shù)在所有商業(yè)、工業(yè)和軍事應用中都有應用。無(wú)處不在的電路板用于手機、智能設備、可穿戴設備和數字雀躍。由于重量輕、空間小和靈活性強，它們在醫療行業(yè)中特別有用，可用于開(kāi)發(fā)起搏器。

這些微小的多層系統正在不斷改進(jìn)，尤其是得益于新的創(chuàng )新。在本文中，我們將討論剛柔結合PCB板設計配置是如何發(fā)展的。

剛性柔性電路板的進(jìn)步

正在制造具有更高層數的柔性部分的剛性-柔性電路的新設計。其中一些設計包括埋孔和盲孔結構、零插入力連接以及安裝在電路剛性和柔性部分的電氣元件。

某些剛性柔性板設計還具有考慮 EMI 的設計。一些設計在電路的剛性區域之間具有不對稱(chēng)結構和可變厚度。

標準剛柔結合PCB設計

標準剛柔結合PCB設計具有對稱(chēng)結構，因為它允許阻抗控制。理想情況下，柔性層應位于設計的中心，柔性和剛性區域的層數均等。

剛柔結合PCB設計中的奇數層數

盡管大多數制造商都熟悉偶數層數，但奇數層數值得一試。它具有各種優(yōu)點(diǎn)，例如 RF 和 EMI 考慮因素以及剛性部分之間的大量互連。 

帶狀線(xiàn)阻抗控制需要使用奇數層結構來(lái)在彎曲區域提供兩側屏蔽。三層柔性包含接地 - 信號 - 接地結構。這種布置允許大量互連。 

一側有偶數層數，另一側有奇數層數是可能的；如果需要的話(huà)。主要好處是它減少了彎曲區域的厚度并增加了柔韌性以及機械彎曲性能，這反過(guò)來(lái)又提高了機械彎曲的可靠性。 

這種設計策略允許制造商遵守IPC 2223C并確保兩個(gè)部件在短期和長(cháng)期內都具有可靠性。最后，奇數層設計更實(shí)惠，因為它們最大限度地減少了任何設計中所需的柔性層總數。

非對稱(chēng)剛性柔性PCB設計

另一種非常受制造商歡迎的結構是不對稱(chēng)設計。不對稱(chēng)剛柔結合PCB設計的應用取決于阻抗要求和設計中介電材料厚度的變化。 

話(huà)雖如此，電路的不對稱(chēng)構造可能會(huì )在組裝過(guò)程中導致翹曲和扭曲?？梢允褂脡壕o夾具來(lái)運輸電路。 

一般來(lái)說(shuō)，不對稱(chēng)構造除了在組裝過(guò)程中可能引入電路的翹曲和扭曲之外沒(méi)有制造問(wèn)題。

改變 Flex 層數

下一個(gè)剛柔結合PCB結構是柔性部件的每一層在剛性部分之間變化。例如，如果一塊板具有三個(gè)剛性部分，則第二和第三部分可能有一個(gè)或兩個(gè)柔性層將它們連接起來(lái)，而三層或四層將第一層和第二層連接起來(lái)。這種設計在配置可能性方面有很多變化。

剛性柔性PCB中的盲孔和埋孔

剛性柔性PCB板也可以使用盲孔和埋孔。它們的應用與剛性電路板重疊。制造商在高密度應用中使用盲孔和埋孔，例如可能需要焊盤(pán)通孔設計的細間距元件安裝和 BGA。 

需要盲孔或埋孔的電路也可以利用不對稱(chēng)結構來(lái)互連柔性電路。 

制造商所需的連續層壓循環(huán)次數可能會(huì )對配置施加限制。在大多數情況下，具有多層的剛性柔性PCB在遇到物理限制之前只能促進(jìn)有限數量的層壓循環(huán)，從而阻止各層有效地相互配準。

集成ZIF尾板

ZIF尾部集成到剛性柔性板中是一種非常常見(jiàn)的堆疊。這種結構減少了對帶有安裝在剛性板上的ZIF連接器的柔性電路的需求。反過(guò)來(lái)，該板降低了剛性部分的不動(dòng)產(chǎn)要求。該設計特別適用于空間難以找到或外形尺寸小無(wú)法安裝ZIF連接器的高密度PCB。

 

集成的ZIF尾部結構還提高了電路板的耐用性，因為它消除了對剛性部分、連接器和互連點(diǎn)的需求。在某些情況下，可能需要使用聚酰亞胺的額外加強件來(lái)實(shí)現ZIF連接器接觸區域所需的厚度要求。 

這種組合可以利用多層彈性，以二人、三人和四人的形式。超過(guò)四層的任何東西都會(huì )施加實(shí)際限制，因為很難滿(mǎn)足ZIF連接器的厚度要求。建議僅使用一層或兩層彈性配置。

屏蔽柔性層

需要EMI或FR屏蔽的應用將使用此配置。柔性區域覆蓋層具有多個(gè)選擇性開(kāi)口，可暴露接地電路。使用這種配置可以節省制造商應用銅層的費用，還可以使柔性結構更薄。 

總體而言，這是一種具有成本效益的解決方案，可提高柔性層的機械彎曲能力和靈活性。

剛性柔性PCB的氣隙結構

具有氣隙結構的剛性柔性PCB利用隔離的獨立柔性層對來(lái)顯著(zhù)提高靈活性。和美芯PCB推薦使用兩層或多層柔性板的氣隙結構。這種方法在使用四層或更多層時(shí)特別有效，并且允許電路符合IPC 2223C要求。 

使用氣隙結構消除了在剛性區域內使用柔性粘合劑的需要。這可以提供高度的可靠性。

多個(gè)剛性區域厚度 - 剛性柔性PCB設計

盡管這種結構很復雜，但在具有不同厚度的多個(gè)剛性區域的情況下，某些設計可能需要剛性柔性PCB設計。盡管它們可用于各種應用，但如果可能，強烈建議向您的制造商咨詢(xún)替代品。  

除了最多兩個(gè)剛性區域厚度的實(shí)際限制之外，疊層是昂貴的。然而，一些應用可能需要多個(gè)剛性區域厚度結構。

包起來(lái)

使用剛性PCB來(lái)彎曲電路為制造商在設計集成、功能和減輕重量方面帶來(lái)了新的可能性。我們在本文中介紹過(guò)的許多PCB設計都可以組合在一起，以創(chuàng )建柔性和剛柔結合電路配置的無(wú)限組合。