柔性電路設計基礎

2022-06-17

柔性電路設計基礎

計算機技術(shù)和電子產(chǎn)品的發(fā)展幾乎滲透到我們生活的方方面面，這使得人們很容易忽視或拒絕它們賴(lài)以建立的基礎：印刷電路板，通常稱(chēng)為PCB。
盡管電子產(chǎn)品及其組件在我們的日常生活中廣泛傳播，但它們才出現了一個(gè)世紀。至今仍在電子設備中使用的原始印刷電路板(PCB)是在 1930 年代創(chuàng )建和開(kāi)發(fā)的。
盡管所有印刷電路板(PCB)執行基本相同的職責，但主要有三種類(lèi)型：剛性、剛柔結合和柔性。這些類(lèi)型中的每一種在設計和構造上都不同，但它們都具有相同的目的。
考慮到它們的名稱(chēng)，剛性印刷電路板(PCB)不能彎曲，但柔性印刷電路板(PCB)可以彎曲和定制以適應特定產(chǎn)品或系統。最后，剛柔結合板是剛性和柔性電路板的混合體。
要全面了解柔性印制電路板的發(fā)展歷程，有必要深入考察電的歷史。值得注意的是，在印刷電路板數字化之前，大多數用于電線(xiàn)和電路板的材料都是高度靈活的。
柔性電路(PCB)設計的歷史
在電子/電氣行業(yè)的悠久歷史中，柔性PCB一直是最突出的電子元件之一。
21 世紀初，當研究人員試圖通過(guò)在兩種分離的材料之間嵌入電線(xiàn)來(lái)簡(jiǎn)化早期電話(huà)交換機的電路布局時(shí)，一項柔性印刷電路板技術(shù)的專(zhuān)利被授予。
早在 20 日，幾位科學(xué)家就開(kāi)始將注意力集中在電連接方法上，正如柔性PCB的先驅和先驅托馬斯·愛(ài)迪生的實(shí)驗記錄所示。
Edison 的助手 Frank Spange 質(zhì)疑如何在隔離材料上構建柔性PCB電路軌道。愛(ài)迪生建議將碳粉加入環(huán)氧樹(shù)脂膠中，然后將其涂抹在亞麻織物紙上。然而，沒(méi)有證據支持他的想法并將其付諸實(shí)踐。然而，這種方法與常用的聚酰胺柔性PCB結構相當。
直到第二次世界大戰結束，柔性PCB一直用于電氣和電子產(chǎn)品。德國科學(xué)家現階段對坦克塔和V2火箭使用了扁平電路軌道技術(shù)。此外，美國柔性PCB的先驅Pat Bryan表示，1950年代初，美國太空研究人員對V2火箭進(jìn)行了研究，發(fā)現了柔性PCB，從而導致其在美國得到廣泛應用。
布萊恩在洛克希德公司工作時(shí)，將一些柔性PCB送回了加州中心，最終被用于航空航天和其他行業(yè)。如今，PCB在各個(gè)領(lǐng)域都可以互換使用。隨著(zhù)柔性電路板的不斷發(fā)展，可以假設它們將來(lái)會(huì )變得更小、更復雜和更靈活。
柔性電路(PCB)設計基礎知識
在當今世界，柔性電路是各種電氣應用的絕佳選擇。盡管結構緊湊輕巧，但如果構造得當，它可以非常堅固。
由于它彎曲，柔性電路具有不同于普通剛性電路的獨特要求。在整個(gè)電路的設計過(guò)程中，需要考慮使用的材料、電路架構、特征的放置位置以及電路中的層數。
應特別注意電路彎曲的程度、松緊度以及電路彎曲的頻率。為了有效利用柔性電路的優(yōu)勢，設計人員必須了解該技術(shù)的獨特需求并在這些要求范圍內進(jìn)行操作。
在設計柔性電路PCB時(shí)，需要牢記以下幾點(diǎn)。
使中性彎曲軸居中的最有效方法是使用平衡結構。使中性彎曲軸靠近堆棧中心，以保持這些距離和從中產(chǎn)生的破壞力。在彎曲過(guò)程中，中性彎曲軸越靠近電路材料堆疊的中心，它將越均勻地分布在其余層上。
電路彎曲越少，損壞的可能性就越低。電路應彎曲而不斷裂的最大角度為 90°。在安裝過(guò)程中，一次將正確設計的電路彎曲超過(guò) 90 度是可能的。對于動(dòng)態(tài)應用，例如電路將被彎曲、壓平，然后再彎曲幾次的應用，彎曲不應超過(guò) 90°。
彎曲時(shí)，由于厚度減小，損壞的可能性降至最低。為了減少彎曲區域的電路厚度，需要減少基底銅的重量和介質(zhì)厚度。設計師還可以通過(guò)使用粘性基材來(lái)降低設計的厚度。
更大的半徑與更緊密的彎曲相結合可減少電路損壞的機會(huì )。當進(jìn)行 90 度彎曲時(shí)，通?？梢酝ㄟ^(guò)銳角（小半徑）或更漸進(jìn)（大半徑）角獲得相同的直角。后者在柔性電路方面更安全。（請記住，彎曲半徑是從彎曲的內表面測量的）。
仔細設計和考慮這些因素應該會(huì )產(chǎn)生適合其預期用途的電路，并以盡可能低的成本提供柔性電路的所有優(yōu)點(diǎn)。如果對在柔性電路應用中實(shí)現特定目標的最佳方式存有疑問(wèn)，與經(jīng)驗豐富的制造商攜手合作可能是您的最佳選擇。

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