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設(shè)計Flex PCB原型：PCB設(shè)計技巧和注意事項
設(shè)計Flex PCB原型：PCB設(shè)計技巧和注意事項
為了生產(chǎn)柔性PCB原型，有幾個與PCB電路的制造和最終用途相關(guān)的考慮因素，包括銅圖案本身的設(shè)計。在您開始在Flex PCB中布線電路之前，請使用以下設(shè)計技巧和注意事項來最大限度地提高耐用性和產(chǎn)量。
這些技巧可幫助您平衡柔性PCB原型的耐用性與高級PCB中的組件布局和布線軌跡。
但首先，讓我們簡要介紹一下柔性電路原型。
了解Flex PCB原型
柔性PCB是一種特殊類型的電路板，由與聚酰亞胺等介電層結(jié)合的銅金屬跡線組成。電路板可以彎曲成任何需要的形狀，使其可用于高密度應(yīng)用。柔性PCB的概念最初起源于1900年代，并因其近乎無限的應(yīng)用和可能性而獲得了主流成功。
如果不使用靈活的PCB原型，包括智能手機、計算機、智能手表、鍵盤和各種為技術(shù)提供動力的工業(yè)應(yīng)用，現(xiàn)代電子產(chǎn)品將無法實現(xiàn)。
柔性PCB的組件
柔性PCB可能看起來很脆弱，在大量使用下會崩潰，但由于其可靠性和使用壽命，它們的需求猛增。柔性PCB的主要組成部分如下：
電導體：它們由銅制成，跡線遍布整個電路。
介電基板薄膜：這是柔性PCB的基礎(chǔ)材料。最流行的介電襯底薄膜材料是聚酰亞胺 (PI)，因為它具有耐溫性和抗牽引性。
粘合劑材料：粘合劑用于將電路的不同部分連接在一起。
保護涂層：涂在柔性PCB板上的一層薄薄的保護材料涂層。它由覆蓋層或覆蓋層制成。
柔性PCB的設(shè)計注意事項
與剛性PCB相比，柔性PCB需要一種獨特的方法。柔性PCB的設(shè)計過程應(yīng)能大大節(jié)省制造成本、減輕重量并減少電路板上的空間。該板必須針對其應(yīng)用和材料進行優(yōu)化。
設(shè)計合理的柔性PCB將耐用、易于技術(shù)人員使用、適合預期用途（例如可穿戴設(shè)備或計算機，并且重量輕。
在設(shè)計您的第一個柔性PCB原型時，需要考慮以下幾點。
Flex PCB的彎曲性和柔韌性
您的柔性PCB板將根據(jù)其應(yīng)用具有不同程度的靈活性。您將需要知道它將彎曲多少次以及彎曲的嚴重程度。它可以彎曲的次數(shù)將在決定電路板是靜態(tài)的還是動態(tài)的方面發(fā)揮作用。靜態(tài)板設(shè)計為在其使用壽命內(nèi)彎曲少于100次，并且被認為是彎曲安裝。
由于其性質(zhì)，動態(tài)板的設(shè)計考慮因素要大得多。動態(tài)板需要更堅固，因為它們會受到更多的彎曲，并且需要承受數(shù)千次彎曲。這些電路板適用于沒有故障空間的應(yīng)用，例如軍事和航天器。
柔性PCB彎曲半徑
彎曲半徑，也稱為電路柔性區(qū)域的最小彎曲量，必須在柔性PCB設(shè)計的最早階段確定。這將確保設(shè)計可以適應(yīng)一定數(shù)量的彎曲而不影響銅的結(jié)構(gòu)完整性。一般來說，柔性PCB的標準最小彎曲半徑是厚度的十倍。
下表顯示了層數(shù)和彎曲半徑之間的關(guān)系。
|
層數(shù) |
彎曲半徑 mm |
|
單面的 |
彎曲厚度 6 |
|
兩面性 |
彎曲厚度 12 |
|
多層 |
彎曲厚度 24 |
柔性PCB具有更薄的銅層和絕緣層，使其能夠占據(jù)最小的表面積并適合更緊湊的空間。值得注意的是，90度彎曲會增加阻抗不連續(xù)的機會，從而影響功能。出于這個原因，設(shè)計人員經(jīng)常避免在彎曲區(qū)域使用鍍通孔。
在設(shè)計PCB時，交錯通孔是一個更可取的選擇，因為它們可確保電路在多層電路中的使用壽命。小導體（小于10密耳）更適合用于彎曲過程中沒有壓縮或張力的中性彎曲軸。這確保了當彎曲導致壓縮和拉伸時，電路的特性不會受到影響。
焊盤和過孔放置
設(shè)計柔性PCB電路時，重點應(yīng)放在彎曲處。建議不要在彎曲區(qū)域內(nèi)放置焊盤和過孔。還建議在電鍍孔上使用淚珠，以最大限度地提高其耐用性和堅固性。柔性PCB原型可能會受到不同角度的彎曲，因此焊盤和過孔應(yīng)比鉆孔大得多。
柔性PCB中的布線
設(shè)計柔性PCB時，一個好的經(jīng)驗法則是確保走線始終以90度角布線以彎曲線。如果您正在為高速信號（例如PCB總線布線）創(chuàng)建電路板，請確保頂部和底部走線交替交錯，而不是彼此重疊。
這將在所有跡線上均勻分布機械應(yīng)力。一般來說，應(yīng)避免在柔性PCB電路上出現(xiàn)所有尖角（例如直角）。更好的選擇是使用曲線來最大化原型的壽命。
元件放置
建議將低頻成分與高頻成分隔離。這確保了高頻分量不會通過噪聲感應(yīng)干擾低頻分量的性能。這樣做可能會影響信號質(zhì)量，這是非常不受歡迎的，尤其是在軍事應(yīng)用中。
建議使用通常由鋁制成的材料外殼來屏蔽時鐘信號。
Flex PCB原型在最終使用之前應(yīng)經(jīng)過各種測試。測試應(yīng)檢查柔性PCB板的基本性能和基本特性。上述提示應(yīng)該可以幫助設(shè)計人員構(gòu)建一個錯誤最少的原型。然而，完美的柔性PCB原型取決于它所設(shè)計的應(yīng)用。