柔性電路設計過(guò)程

2022-09-21

柔性電路設計過(guò)程

柔性電路，也稱(chēng)為柔性電路，專(zhuān)門(mén)設計用于借助焊盤(pán)、導電軌道和其他從層壓到非導電基板中的銅片蝕刻的特征來(lái)支撐和電連接組件。 

柔性PCB可以包括單層銅、兩層銅或具有多個(gè)銅層的多面。這些層通過(guò)稱(chēng)為通孔的鍍通孔連接。

鑒于柔性PCB在電子設計中的廣泛重要性，制造過(guò)程經(jīng)歷了許多變化和創(chuàng )新。本文將快速了解柔性電路的設計過(guò)程。

柔性電路的設計過(guò)程

材料選擇

柔性PCB包括包層、加強板和柔性銅芯。芯材通常為1到3密耳厚，銅含量在0.5盎司到1盎司之間。任何超過(guò)2盎司的重量都可能對電路板的可靠性產(chǎn)生不利影響。覆蓋層通常為1.5至2密耳厚。

此外，工程師必須接受過(guò)良好的培訓，以在組裝過(guò)程中處理材料以防止折痕。生產(chǎn)面板中的任何折痕都會(huì )在成品電路中產(chǎn)生可靠性問(wèn)題。

焊盤(pán)電鍍設計注意事項

所有柔性電路都需要一種焊盤(pán)方法，以將鍍銅限制在表面區域上的孔周?chē)囊粋€(gè)小圓形區域。在高密度設計的情況下，可以將表面上的圓形區域平面化，以實(shí)現更有效的跡線(xiàn)成像。

值得注意的是，鍍銅會(huì )降低PCB的柔韌性，影響其機械彎曲可靠性。從長(cháng)遠來(lái)看，這會(huì )對電路產(chǎn)生影響。

設計人員應檢查柔性電路，以確?；足~的厚度滿(mǎn)足所有載流要求。

聚酰亞胺覆蓋層

Coverlay是一種實(shí)心聚酰亞胺片材，其作用與剛性板上的阻焊層相同。然而，聚酰亞胺帶有粘合劑背襯，需要非常特殊的制造方法。

所有需要的開(kāi)口（用于暴露PTH和SMT焊盤(pán)）都應使用一系列方法進(jìn)行加工，例如激光切割、CNC刀切割或鉆孔。一些制造商可能會(huì )使用這些方法的組合。覆蓋層在高溫和高壓下定位并層壓到電路表面。

聚酰亞胺材料的激光切割

聚酰亞胺材料可以在激光的幫助下進(jìn)行切割。它們用于創(chuàng )建準確的輪廓并消除對費力且容易出錯的模具工具的需求。路由可以用作替代方案，但不建議用于創(chuàng )建更復雜的配置文件。 

值得注意的是，激光切割會(huì )在電路邊緣產(chǎn)生疤痕，但這已為大多數IPC標準所普遍接受。

柔性材料的尺寸特性

顧名思義，柔性電路因其在各個(gè)行業(yè)（如醫療設備和軍用工具）的應用而需要彎曲。這就是為什么材料被支撐得更薄且不含增強材料（與可能包含玻璃編織的剛性板不同）。
這會(huì )導致材料尺寸穩定性的損失。此外，當柔性材料在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中受到熱、壓力和濕氣的影響時(shí)，它們會(huì )生長(cháng)和收縮。

與剛性板相比，制造商通常使用較小的生產(chǎn)面板尺寸。盡量減少對材料尺寸穩定性的影響。

電路層

確定布線(xiàn)所需的層數很重要，包括電路剛性部分所需的層數。如果電路要使用剛性區域，則需要在疊層中間配置柔性色帶。當需要大量飛機時(shí)（在高速設計的情況下），這可能會(huì )使布線(xiàn)變得困難。

平面圖

平面規劃研究柔性帶將在電路中彎曲的位置以及設計將如何安裝到外殼中。安裝和彎曲區域應該沒(méi)有組件。一些設計使用加強件在柔性電路中為高引腳數IC創(chuàng )建剛性部件。您應該決定柔性色帶在電路上的安裝位置。

高引腳密度元件

設計人員可以將SMD組件放置在聚酰亞胺柔性帶上。請注意，BGA數據包中的組件需要更多內部層和高級路由結構。此外，在射頻設計的情況下，可能需要陰影平面層以符合所需的阻抗和隔離。

加強筋

您的柔性電路是否需要電路板某些區域的剛性？您可以通過(guò)調整銅重量或放置加強筋來(lái)控制電路板的剛度。如果您需要一個(gè)非常剛性的聚酰亞胺部分，最好放置一個(gè)完全剛性的部分。加強筋可用于為電路板上包含PTH組件的區域提供機械支撐。 

它們還用于滿(mǎn)足ZIF連接器規范。 

在大多數情況下，組件放置取決于您的應用需求。

應力集中點(diǎn)

電路的設計應徹底評估彎曲區域的應力集中點(diǎn)。大多數應用失敗是由于應力集中點(diǎn)，例如急彎。以下是減少應力集中點(diǎn)的一些技巧：

 覆蓋層不應包含任何間斷。

導體的希望和厚度在彎曲區域中應該沒(méi)有變化。

完成的組件中不應有扭曲，因為它會(huì )沿柔性PCB的外邊緣產(chǎn)生應力。

柔性PCB中不應有未消除的狹縫。

柔性電路的結構應該是均勻的，整個(gè)彎曲區域的變化最小。

應避免在柔性PCB上出現尖角和直角，以提高電路的可靠性。

包起來(lái)

設計柔性電路時(shí)，請務(wù)必考慮環(huán)境和應用。您的電路應該圍繞限制進(jìn)行設計，并有足夠的回旋余地來(lái)容錯。柔性電路設計過(guò)程的最終目標是獲得可靠且無(wú)缺陷的產(chǎn)品。

欲了解更多信息，請在此處與韜放電子PCB專(zhuān)家取得聯(lián)系。