刚柔结合PCB：DFM和设计规则注意事项

2022-09-06

刚柔结合PCB：DFM和设计规则注意事项

刚柔结合印刷电路板(PCB) 在各个行业中变得越来越流行，从消费电子产品到航空航天和国防。虽然柔性PCB已经存在多年，但在混合中添加刚性组件开辟了一个全新的设计可能性世界。

然而，设计和制造刚柔结合PCB并非没有挑战。在这篇博文中，我们将了解刚柔结合PCB的一些关键设计和制造注意事项，包括：

可制造性设计(DFM)

确保符合设计规则

管理散热问题

我们还将提供有关克服与刚柔结合PCB设计和制造相关的一些挑战的技巧。

可制造性刚性柔性PCB设计(DFM)

设计刚柔结合PCB时最重要的考虑因素之一是可制造性。由于刚柔结合PCB的独特结构，在设计过程中必须考虑几个挑战。

与刚挠结合PCB可制造性相关的一些关键挑战包括：

确保刚性层和柔性层之间的正确配准

避免焊点出现空隙

最大限度地减少翘曲和弯曲

让我们仔细看看这些挑战中的每一个。

确保刚性层和柔性层之间的正确配准

刚柔结合PCB设计最重要的方面之一是确保刚柔层之间的正确配准。这可能是一个挑战，因为这两层需要完美对齐以避免组装过程中出现问题。

确保刚性层和柔性层之间正确配准的最流行方法是使用对齐孔。对准孔是PCB上的小开口，允许在组装过程中插入对准销。这可确保刚性层和柔性层在焊接前正确对齐。

确保正确配准的另一种方法是使用基准。基准是通常放置在PCB角落的小型圆形特征。它们可用于组装期间的对准，但也可用于自动光学检测(AOI)期间的校准。

避免焊点出现空隙

与刚柔结合PCB设计相关的另一个挑战是避免焊点出现空洞。这在使用无铅焊料时可能是个问题，因为它们往往具有较低的熔化温度并且更容易形成空隙。

有几种不同的方法可以避免焊点出现空洞。最常见的方法是使用交错的过孔。交错通孔是相互偏移的小孔。这有助于均匀分布热量，防止在焊点中形成空隙。

除此之外，还可以使用铜柱来避免焊点出现空洞。铜柱是放置在PCB周边周围的小铜柱。它们有助于将热量从焊点传导出去，防止形成空隙。

使用刚柔结合PCB最大限度地减少翘曲和弯曲

设计刚柔结合PCB时的另一个挑战是尽量减少翘曲和弯曲。对于较大的电路板，这可能是一个问题，因为它们在组装过程中更容易翘曲。

有不止一种方法可以最大限度地减少翘曲和弯曲。然而，最常用的是加强筋。加强筋是放置在PCB底部的小块材料。它们有助于支撑电路板并防止其在组装过程中翘曲。

另一种减少翘曲和弯曲的方法是使用铜填充。铜填充是一种涉及用铜填充PCB未使用区域的技术。这有助于增加电路板的刚度并防止其在组装过程中翘曲。

确保符合刚柔结合PCB设计规则

设计刚柔结合PCB时的另一个重要考虑因素是确保符合设计规则。这一点很重要，因为刚柔结合PCB的设计规则与传统PCB不同。

设计刚柔结合PCB时的一些关键考虑因素包括：

走线宽度和间距

孔径和环形圈

阻焊间隙Z

丝印清关

让我们详细讨论这些注意事项：

走线宽度和间距

设计刚柔结合PCB时的关键考虑因素之一是走线宽度和间距。这一点很重要，因为走线需要承受装配过程中弯曲的机械应力。刚柔结合PCB的推荐走线宽度为6 mil。推荐的走线间距为10 mil。

孔径和环圈

设计刚柔结合PCB时的另一个重要考虑因素是孔尺寸和圆环。必须考虑孔尺寸，因为较小的孔不足以在组装过程中容纳定位销。因此，刚柔结合PCB的最佳孔尺寸为0.040英寸，而环形环的最佳孔尺寸为0.015英寸。

阻焊间隙

阻焊层间隙是铜迹线和阻焊层之间的空间。该空间对于确保在刚柔结合PCB组装期间有足够的焊料流动空间以及防止走线之间发生短路非常重要。

阻焊间隙的宽度取决于走线的宽度、阻焊层的厚度和铜的厚度。对于窄走线，间隙应至少为0.007英寸，对于宽走线，间隙至少应为0.010英寸。

丝印间隙

丝印间隙只是印刷表面边缘和设计开始之间的少量空间。这种间隙确保设计将印刷在柔性电路上的正确位置，无论电路有多薄或多精细。在大多数情况下，0.010英寸的丝印间隙足以确保准确打印。

管理散热问题

热管理是任何电子设备设计中的关键考虑因素，但在柔性和刚柔结合PCB的情况下尤为重要。在设计柔性或刚柔结合PCB时，必须考虑许多因素，包括所用材料的热特性、热膨胀对电路板的影响以及是否需要足够的冷却。

通过一些简单的设计考虑，您可以帮助确保您的刚柔结合PCB不会过热并对敏感组件造成损坏。

热过孔

帮助管理刚柔结合PCB上的热量积聚的一种方法是使用热通孔。过孔是将PCB的不同层连接在一起的小孔。通过在战略位置放置散热通孔，您可以帮助将热量从关键组件中散发出去。

轻质材料

另一种管理刚柔结合PCB热量积聚的方法是使用轻质材料作为基板。较轻的基材质量较小，这意味着它比较重的基材加热得更慢。

散热器

第三种管理刚挠结合PCB热量积聚的方法是使用散热器。散热器是一块金属，有助于将热量从PCB上散发出去。通过将散热器连接到您的PCB，您可以帮助保持关键组件的冷却。

导热胶带

第四种管理刚柔结合PCB热量积聚的方法是使用导热胶带。导热胶带是一种特殊类型的胶带，旨在散热。这些taope确保在放置在PCB层之间后保持元件冷却。

最后的话

为确保您的刚柔结合PCB设计可制造，在流程的早期考虑DFM和设计规则非常重要。通过与合格的刚挠结合PCB制造商合作，您可以避免常见问题，并将您的产品快速有效地推向市场。