加速您的剛柔結合PCB設計

2022-09-27

加速您的剛柔結合PCB設計

由于技術(shù)、材料和工藝能力的變化，剛性柔性PCB制造已經(jīng)取得了長(cháng)足的進(jìn)步。如果您正在設計剛性柔性PCB，您已經(jīng)知道該過(guò)程并不一定很棘手。但是這樣做的時(shí)候還是有很多考慮的。您的電路板布局需要足夠靈活，以便在兩個(gè)方向上工作，同時(shí)遵守您為PCB設計建立的所有其他設計規則。

在這篇文章中，我們將介紹設計剛撓結合板時(shí)的一些最佳實(shí)踐。這些參數將允許您在更好的性能和更高質(zhì)量的電路板等領(lǐng)域優(yōu)化布局設計過(guò)程。

加速剛柔結合PCB設計

決定剛柔結合設計的堆疊

堆疊是使用剛柔結合PCB的關(guān)鍵設計考慮因素。堆疊是指組件和互連在PCB上的排列方式。這是剛柔結合PCB的重要設計考慮因素，因為它決定了PCB的性能并影響您設計組件和走線(xiàn)的方式。

為了獲得最佳性能和走線(xiàn)布線(xiàn)，您應該在初始設計過(guò)程中考慮堆疊，甚至在訂購樣品或原型板之前。確保良好疊層的最佳方法之一是對您的設計文件執行FEM分析。

確定電路板厚度和銅重量

銅重量 (CuWt)

CuWt 值是您在設計PCB時(shí)需要了解的最重要的數字之一。它表示您的設計中將使用多少銅，并以百分比表示。30% CuWt 意味著(zhù)總板重量的 30% 來(lái)自銅。CuWt 值越高，對PCB上的信號完整性和走線(xiàn)布線(xiàn)越好。

剛撓結合板制造商通常為剛撓結合板提供 0% – 60% CuWt 選項。您將需要選擇一個(gè)滿(mǎn)足或超過(guò)您的設計要求的選項，以從您的電路板設計中獲得最佳性能。

板厚

開(kāi)發(fā)剛柔結合設計時(shí)要考慮的最重要因素之一是電路板本身的厚度。如果您將剛柔結合板做得太薄，它將無(wú)法支撐柔性組件，并且在使用過(guò)程中可能會(huì )斷裂。但是，如果將其做得太厚，則可能難以將其他組件安裝到設計中，或者難以為柔性電路留出足夠的空間。

要確定您的柔性電路應該有多厚，請弄清楚它將用于什么類(lèi)型的應用。例如，如果您正在設計一種植入人體的新醫療設備，并且需要足夠靈活以隨身體移動(dòng)，同時(shí)又足夠堅固以承受日常磨損，那么選擇較厚的材料可能最適合此目的.

定義關(guān)鍵區域和縱橫比

控制關(guān)鍵區域和縱橫比對于快速實(shí)現設計目標同時(shí)確保信號和走線(xiàn)之間有足夠的間距至關(guān)重要。例如，如果您有一個(gè)信號需要在走線(xiàn)上進(jìn)行布線(xiàn)，但由于信號與電源層或接地層重疊而沒(méi)有足夠的空間，您將需要重新設計電路板布局，使其不與任何臨界區域或縱橫比約束。

關(guān)鍵領(lǐng)域

臨界面積是電路板總面積被銅占據的百分比。這個(gè)百分比越大，電路板的導電性就越好。如果您的設計中有多個(gè)層，則需要分別考慮每一層，因為層的關(guān)鍵區域可能小于整個(gè)設計的整體關(guān)鍵區域。

您可以通過(guò)兩種方式計算臨界區域：標準臨界區域或最小臨界區域。在計算電路板布局設計文件中每種組件類(lèi)型所需的總面積時(shí)，使用標準關(guān)鍵區域；最小關(guān)鍵區域通過(guò)考慮每種組件類(lèi)型的所有可能配置來(lái)提供更精確的計算。

縱橫比

縱橫比(AR)是跡線(xiàn)或焊盤(pán)的長(cháng)度和寬度之間的比率。例如，如果您的走線(xiàn)的AR 為2:1 (2mm x 1mm)，則它所占用的空間將是您電路板上正常運行所需空間的兩倍。這使得設計人員更難在不影響其所需功能或在布線(xiàn)期間造成不必要的擁塞的情況下將走線(xiàn)放入困難區域。

確定剛性-柔性PCB正確縱橫比的最佳方法是從基板材料的厚度開(kāi)始。例如，如果您使用FR4作為基礎材料，則1/16" (1.6 mm) 適合大多數應用。但是，如果您想使用更厚的材料（如 FR6）或更堅固的材料（如 PTFE 或 PEEK），那么 3/32" (2 mm) 應該是足夠的空間來(lái)容納所有東西，而不會(huì )在每個(gè)跟蹤路由的兩側留下太多空間

最小化夾具空間

在設計剛柔結合印刷電路板組件時(shí)，夾具空間是最重要的因素之一。夾具空間或兩個(gè)連續剛柔結合段之間的空間量會(huì )影響裝配線(xiàn)的運行速度。

為了最大限度地減少夾具空間，您必須確保電路板上的所有組件都正確放置和對齊。如果您使用的是剛柔結合PCB設計，這可能是一個(gè)挑戰，但您可以使用一些方法來(lái)加快該過(guò)程。

1. 使用設計規則進(jìn)行布局

最小化夾具空間的第一步是使用設計規則進(jìn)行放置。這些規則規定了每個(gè)組件應放置在板上與其他組件的距離。您還可以使用它們來(lái)指定特定組件必須放置在板上的緊密程度。如果您的電路板上有多個(gè)不同的組件，它們可能具有不同的設計規則，具體取決于它們的尺寸、形狀或功能。

2. 創(chuàng )建鉆孔圖

一旦您指定了每個(gè)組件在電路板上的位置，請創(chuàng )建一個(gè)鉆孔圖，詳細說(shuō)明每種組件類(lèi)型需要在電路板表面鉆孔的位置。這將允許您通過(guò)確?？走m當地間隔開(kāi)來(lái)優(yōu)化鉆孔過(guò)程，以便它們不會(huì )重疊或與板上的任何其他特征重疊。

結論     

隨著(zhù)我們經(jīng)驗的增長(cháng)，我們發(fā)現了一些可以遵循的最佳實(shí)踐，以最大限度地減少設計周期時(shí)間，同時(shí)保持質(zhì)量。這些最佳實(shí)踐并不是最終的解決方案，但它們?yōu)槟膭倱辖Y合PCB設計過(guò)程提供了一個(gè)很好的起點(diǎn)或清單。

如果您在理解剛性柔性電路方面有困難，請查看韜放電子，以更深入地了解這些電路類(lèi)型及其功能。