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刚柔结合PCB设计创建最佳实践
刚柔结合PCB设计创建最佳实践
使用刚性柔性电路进行设计与使用HDI板进行设计不同。所有工程师都知道设计和创建完美的刚挠结合PCB设计是多么困难。由于空间有限，有很多事情要记住。安装所有组件并确保电路板易于制造是很棘手的。本指南旨在传递我们在设计柔性PCB的丰富经验中开发的一些最佳实践。在设计复杂或复杂的柔性PCB之前，工程师必须了解所需的性能水平和可用的制造方法。
将刚性柔性PCB安装到外壳中
外壳的设计对于确定产品的功能和感觉至关重要。与任何产品设计一样，它的创建应满足其预期用户的需求。对于刚挠结合PCB，这意味着设计一种满足功能要求的外壳，并且适合日常使用的消费者手中。
一种方法是使用适配器板将印刷电路板安装到另一个表面上，例如塑料外壳或更大的刚性材料。另一种选择是使用柔性外壳，使您可以弯曲印刷电路板边缘周围的塑料以自然地安装在外壳内，而无需任何特殊工具或硬件。
外壳的设计必须适合其内部的刚性柔性PCB、电缆和其他组件。如果在设计过程中没有考虑到这些组件中的任何一个，那么它们就有可能无法很好地融入最终的外壳中。这可能会导致组装和制造问题以及组装后的性能不佳。
控制和保持柔性电路轮廓公差
在创建刚柔结合PCB设计时，有必要控制柔性电路的轮廓和厚度。这需要为设计中的每一层设置容差。这确保了在创建新设计时可以将以前的设计用作模板。以下步骤用于设置公差参数：
第 1 步：创建要用作模板的现有刚柔结合PCB设计。
第 2 步：打开要在其中添加柔性电路的新设计，并首先设置顶层铜层的参数。接下来，为除焊盘和过孔使用的层之外的所有其他层设置参数。
步骤 3：选择除焊盘和过孔使用的铜层以外的所有铜层，右键单击其中之一，然后从弹出菜单中选择属性。属性对话框将打开，显示除焊盘和通孔使用的层之外的所有层。此时仅设置顶部铜层的公差，因为稍后将在此过程中为它们单独设置参数后添加其他层。
保持刚性柔性PCB弯曲半径完整性的设计
弯曲半径是零件或装配体中两个平面之间的最大距离，它们相互平行并由特定半径分开。弯曲半径在设计PCB时至关重要，因为它会影响电路板的强度及其承受应力的能力。
弯曲半径优化
设计人员需要保持弯曲半径尽可能小，同时保持刚柔结合板的电气性能。他们还应考虑可能需要增加特定层的厚度或减少层数以保持足够的刚度。
弯曲不敏感技术
弯曲不会影响大多数电子元件，因为它们是专门为此目的设计的，并通过轻微弯曲测试了可靠性。但是，某些组件可能无法承受因弯曲而产生的极大应力，因此设计人员应考虑使用“弯曲不敏感技术”来防止这些设备在制造过程中或安装到最终应用后弯曲时出现故障。
了解聚酰亚胺和聚酯材料的长期可靠性
了解聚酰亚胺和聚酯材料的长期可靠性对于创建刚性柔性PCB设计至关重要。聚酰亚胺和聚酯是PCB制造中使用最广泛的两种材料。两种材料都有其优点和缺点。
聚酰亚胺是一种热固性塑料材料，常用于电子制造。它以其优异的热稳定性、低介电常数、高击穿电压和高介电强度而闻名。这使其适用于创建刚性柔性印刷电路板。
相比之下，聚酯是一种耐热聚合物，具有良好的机械性能和尺寸稳定性。这使其成为创建具有嵌入式芯片或其他需要高性能和耐用性的组件的刚性柔性印刷电路板的理想选择。
在制作刚性柔性PCB板时，聚酰亚胺和聚酯都具有出色的长期可靠性。
确保具有覆盖层和阻焊层的刚性柔性PCB组件的机械强度
可以使用不同的材料创建刚性柔性PCB设计，包括FR4玻璃环氧树脂层压板、热塑性聚酰亚胺(TPU)和带有TPU的FR4玻璃环氧树脂层压板。您选择的材料将取决于您的应用要求，但确保您的设计具有足够的机械强度以承受使用过程中施加的任何力是至关重要的。为确保您的设计的机械稳定性，您应该考虑在铜迹线的顶部添加覆盖层材料，并在所有暴露的铜区域顶部添加阻焊层处理。
Coverlay是一种层压薄膜，应用于刚挠性PCB的铜面，然后用阻焊层覆盖。这会在柔性PCB顶部的组件周围形成额外的保护层。它还可以通过防止任何部件暴露在空气中来帮助降低EMI（电磁干扰）。
应用覆盖层的刚性柔性pcb组装过程包括将焊膏添加到所有焊盘，将它们放置在真空室中，去除多余的焊膏并在每个焊盘上涂上一层薄薄的粘合剂。然后使用热和压力将薄膜层压到每个垫上。结果是围绕电路板组件的额外保护层，同时保持它们可访问。
最后一句话
尽管该行业正在迅速从基于纸张的设计方法发展到更加依赖计算机辅助工具的设计方法，但在设计刚挠性PCB时仍有许多细微差别需要考虑。幸运的是，新的PCB技术的好处远远超过任何潜在的警告。借助韬放电子的一些专业知识和先进的技术知识，您可以放心，您的设计会看起来很棒。