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柔性剛?cè)峤Y(jié)合電路技術(shù)工程指南
柔性剛?cè)峤Y(jié)合電路技術(shù)工程指南
簡單地說，柔性電路是可以彎曲的印刷電路板。它們是傳統(tǒng)印刷電路板和圓線的混合體。柔性電路可以塑造成其他電路無法實(shí)現(xiàn)的設(shè)計配置。大多數(shù)設(shè)計人員在不犧牲印刷電路的可重復(fù)性或精度密度的情況下，使用柔性和剛?cè)峤Y(jié)合電路來實(shí)現(xiàn)無限的幾何可能性。
韜放PCB專注于印刷電路板，具有工程和制造方面的專業(yè)知識。保持閱讀以獲取有關(guān)柔性和剛?cè)峤Y(jié)合PCB的技術(shù)工程基礎(chǔ)知識的更多見解。
柔性電路基礎(chǔ)知識：您應(yīng)該了解的主要類型 (IPC 6013)
單層配置
類型 1
夾在兩層絕緣層之間或一側(cè)未覆蓋的單層導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)；
可以選擇使用連接器、引腳、加強(qiáng)筋和其他電子元件。
兩面性
類型 2
該電路有兩個導(dǎo)電層，電路內(nèi)聚酰亞胺的每一側(cè)各有一個導(dǎo)電層，大部分與電鍍通孔相連。
可以選擇使用連接器、引腳、加強(qiáng)筋和其他電子元件。
多層
類型 3
多層設(shè)計中三個或更多單面或雙面層與復(fù)雜互連、電子元件、引腳和加強(qiáng)件的組合。
這些層使用通孔連接。
可以控制阻抗。
剛?cè)犴g
類型 4
在鍍銅通孔的幫助下，電路的剛性外層連接到內(nèi)部柔性層。
外層可以有暴露的焊盤或覆蓋物
剛?cè)峤Y(jié)合電路在剛性層上有導(dǎo)體，這將它們與包含加強(qiáng)件的多層電路區(qū)分開來。
柔性和剛?cè)峤Y(jié)合電路的主要優(yōu)點(diǎn)
柔性和剛?cè)峤Y(jié)合電路的基本前提是能夠設(shè)計適合設(shè)備特定外殼的電路。這確保了制造商不必犧牲其項(xiàng)目的美學(xué)和建筑特征。
剛性柔性組件部署在需要可靠性和壽命的應(yīng)用中，例如醫(yī)療、工程和航空航天工業(yè)。柔性電路可以折疊并配置到更小的空間中，從而使設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)小尺寸，同時還可以減輕設(shè)備的整體重量。
全面降低成本
柔性電路的低重量和薄結(jié)構(gòu)使其能夠滿足任何系統(tǒng)的需要和要求。
另一個優(yōu)點(diǎn)是柔性電路最大限度地減少了所需的互連總數(shù)，這意味著更少的連接器和焊點(diǎn)。這也意味著將有更少的潛在故障源和更長的整個電路壽命。
線束和電纜組件的更好替代品
柔性電路速度更快，錯誤更少，因?yàn)樗鼈冊趩蝹€高密度連接器中而不是單獨(dú)的電線中卡入到位。這允許柔性電路是可重復(fù)的，每個剛性柔性電路板的行為都完全符合預(yù)期。
更高的耐熱性
柔性電路非常薄，積聚的熱量可以從兩側(cè)散發(fā)到散熱器。此外，電路的緊湊設(shè)計縮短了心臟路徑并提高了冷卻效果。
由于聚酰亞胺材料的耐化學(xué)性和耐熱性，較低的熱量積聚也將膨脹和收縮的風(fēng)險降至最低。
加強(qiáng)筋的重要性
加強(qiáng)筋用于為每個剛性柔性PCB板提供機(jī)械支撐。它們通常用于在某些需要它們或?qū)澢鷧^(qū)域更改為預(yù)定義位置的區(qū)域中增加剛性柔性PCB的厚度。制造商也可以使用加強(qiáng)件來滿足 ZIF 連接器規(guī)范。簡而言之，加強(qiáng)筋允許制造商加強(qiáng)剛性柔性電路板的特定區(qū)域。
PCB用各種加強(qiáng)材料
加強(qiáng)筋的厚度取決于設(shè)計師的需要，并不是一成不變的。填充器最常見的范圍是 008” 到 0.059”。
FR4（也稱為 G10）
聚酰亞胺
不銹鋼
鋁
通常，制造商努力使加強(qiáng)板盡可能厚，以便為PCB提供更多支撐。這通常是通過在接觸指處添加一層薄薄的聚酰胺來實(shí)現(xiàn)的。某些應(yīng)用可能需要其他材料，例如不銹鋼或鋁。這些材料更昂貴，但具有更好的散熱性能和剛性。
柔性電路材料特性
以下是用于柔性電路的介電材料的典型特性。
|
財產(chǎn) |
聚酰亞胺 |
聚酯纖維 |
|
厚度范圍 |
0.5-5 百萬 |
250萬 |
|
斷裂伸長率 |
25,000 @25°C |
20,000-35,000 @25°C |
|
撕裂強(qiáng)度 (lb/in) |
1000 |
1000 - 1500 |
|
耐酸性 |
好的 |
好的 |
|
耐油脂 |
好的 |
好的 |
|
耐堿 |
較差的 |
較差的 |
|
耐有機(jī)溶劑 |
好的 |
好的 |
|
耐水性 |
好的 |
好的 |
|
抗紫外線 |
好的 |
滿意的 |
|
使用溫度 (°C) |
-125 至 +200 |
-60 至 +105 |
|
線性尺寸變化 (100°C, 30min) |
<0.3 |
<0.5 |
|
電耗散因數(shù) (ASTM D150) 1 MHz |
0.01 |
0.018 |
阻抗的重要性
阻抗用于確定高速電路的性能。PCB的主要用途是將信號功率從驅(qū)動設(shè)備傳輸?shù)浇邮赵O(shè)備。阻抗匹配的使用允許PCB實(shí)現(xiàn)最大的信號功率。它可以用于不同的配置，包括共面、差分和特征模式。
PCB的設(shè)計建議
拐角應(yīng)在柔性帶區(qū)域內(nèi)進(jìn)行圓角處理，以消除應(yīng)力承包商并提高可靠性。
采用交錯層對層走線定位，消除“工字梁”效應(yīng)，提高可靠性和靈活性。
使用淚珠和圓角消除應(yīng)力集中并最大限度地提高可靠性。
不建議在彎曲區(qū)域使用過孔，因?yàn)樗鼈儠a(chǎn)生應(yīng)力并導(dǎo)致破損。
使用覆蓋層和加強(qiáng)筋終端來防止應(yīng)力集中。
電路組裝前的預(yù)烘烤規(guī)格
大多數(shù)柔性和剛?cè)峤Y(jié)合電路仍然含有水分，需要大量預(yù)烘烤以去除所有水分，然后才能開始組裝實(shí)踐。
多年來，組裝前對所有柔性電路進(jìn)行預(yù)烘烤已無一例外地成為一種既定的工業(yè)慣例，即使產(chǎn)品最近以真空密封包裝從供應(yīng)商處到達(dá)。包裝前烘烤產(chǎn)品并不能消除組裝前預(yù)烘烤的需要。
有關(guān)柔性和剛?cè)嵝噪娐返母敿?xì)指南，請訪問韜放電子。作為領(lǐng)先的剛性柔性電路制造商，我們可以在 10 個工作日內(nèi)提供超快速周轉(zhuǎn)。我們的PCB專為航空航天、軍事和醫(yī)療應(yīng)用而設(shè)計。