Hvis du har drevet med elektronikk og kretskortdesign, har du sannsynligvis kommet over begrepet "Stivt fleksibelt trykt kretskort". Rigid-flex PCB blir stadig mer populært for deres fleksibilitet, holdbarhet og plassbesparende evner. Ved å kombinere fleksible og stive underlag på ett enkelt brett, kan designere maksimere funksjonaliteten til enhetene sine samtidig som størrelsesbegrensninger minimeres. Her i denne omfattende veiledningen vil Capel dykke ned i de grunnleggende trinnene og beste praksisene for å designe et stivt-fleks PCB. Enten du er en erfaren profesjonell eller ny til PCB-design, vil denne artikkelen gi deg kunnskapen og verktøyene du trenger for å lykkes med å lage robuste og pålitelige stive fleksible PCB-er.

Innholdsfortegnelse:

Forstå Rigid-Flex kretskort

Fordeler med rigid-flex PCB-kort

Designhensyn for stive fleksible PCB

Rigid-flex PCB designprosess

Verktøy og programvare for Rigid-Flex PCB-design

Testing og produksjon av rigid-flex PCB

Som konklusjon

Forstå Pcb Rigid Flex:

Før du dykker inn i designprosessen, er det avgjørende å ha en klar forståelse av hva et rigid-flex PCB er. Et rigid-flex PCB er et hybridkretskort som kombinerer fleksible og stive underlag til en enkelt struktur. Ved å integrere fleksible trykte kretsløp med stive deler, øker disse kortene påliteligheten, reduserer størrelsen og øker holdbarheten sammenlignet med tradisjonelle PCB. De fleksible områdene gir mulighet for 3D-konfigurasjon, mens de stive delene gir stabilitet og støtte til sammenstillingen.

Fordeler med Rigid Flex Board:

Bruken av rigid-flex PCB gir flere fordeler som gjør dem til et attraktivt valg for mange bruksområder. Disse fordelene

inkludere:

Plassbesparende:En av hovedfordelene med rigid-flex PCB er deres evne til å spare plass. Disse brettene integrerer flere brett i en kompakt struktur ved å eliminere kontakter og ledninger. Dette reduserer ikke bare den totale størrelsen på den elektroniske enheten, men reduserer også vekten, noe som gjør den egnet for kompakte bærbare applikasjoner.

Forbedret pålitelighet:Rigid-flex PCB har høyere pålitelighet sammenlignet med konvensjonelle PCB. Kombinasjonen av fleksible og stive underlag gir stabilitet til monteringen, og reduserer risikoen for brudd eller feil. Den fleksible delen absorberer mekanisk påkjenning og forhindrer skader fra vibrasjoner, støt eller temperaturendringer. Denne økte påliteligheten sikrer at elektroniske enheter forblir funksjonelle selv under utfordrende miljøforhold.

Designfleksibilitet:Rigid Flex Circuit Boards tilbyr uovertruffen designfleksibilitet. De støtter 3D-konfigurasjoner og komplekse oppsett, noe som gjør det mulig for designere å lage innovative og kompakte løsninger for komplekse elektroniske enheter. Denne fleksibiliteten åpner for muligheten for unike og tilpassede design skreddersydd for spesifikke bruksområder.

Forbedret holdbarhet:Ved å eliminere koblinger og kabler minimerer stive-fleks-PCB-er risikoen forbundet med løse koblinger eller tretthet i ledninger. Fraværet av bevegelige deler øker holdbarheten ytterligere fordi det er færre feilpunkter. I tillegg har den fleksible delen av PCB utmerket motstand mot vibrasjoner, støt og ekstreme temperaturendringer, noe som gjør den egnet for tøffe miljøer.

Kostnadseffektiv:Selv om startkostnaden for Rigid Flex-kretskort kan være litt høyere enn tradisjonelle stive PCB-er, kan de spare penger i det lange løp. Eliminering av kontakter og ledninger reduserer monteringskompleksitet og tid, noe som reduserer arbeidskostnadene. I tillegg kan påliteligheten og holdbarheten til rigid-flex-plater redusere vedlikeholds- og reparasjonskostnader, og forbedre den totale kostnadseffektiviteten i det lange løp.

Designhensyn for rigid flex designguide:

Å designe et stivt fleksibelt PCB krever nøye vurdering av ulike faktorer for å sikre optimal ytelse og pålitelighet.

Her er noen viktige designhensyn du bør huske på:

en. Mekaniske begrensninger:Forstå og analysere utstyrets mekaniske begrensninger. Bestem det nødvendige bøyeområdet, brettevinkelen og eventuelle koblinger eller komponenter som kan kreve ekstra støtte. Fleksible seksjoner er designet for å tåle gjentatt bøyning og folding uten at det går på bekostning av funksjonaliteten.

b. Sporruting:Sørg for riktig sporingsruting for å opprettholde signalintegriteten. Unngå å plassere spor i nærheten av bøyeområder for å minimere risikoen for kortslutning eller signalforstyrrelser. Oppretthold riktig avstand mellom sporene for å forhindre krysstale og signalforringelse. Vurder å bruke impedanskontrollerte spor for høyhastighetssignaler for å minimere signalrefleksjoner og -tap.

c. Komponentplassering:Optimaliser komponentplasseringen for å sikre stabilitet og unngå interferens med buede områder. Vurder komponentstørrelse, vekt og termiske egenskaper for å forhindre spenningskonsentrasjoner i fleksible områder. Plasser tyngre komponenter på stive seksjoner for stabilitet, og unngå å plassere høye komponenter som kan forstyrre brettbøyning eller folding.

d. Materialvalg:Velg materialer som passer for de fleksible og stive delene av PCB. Vurder fleksibilitet, varmebestandighet og kompatibilitet med produksjonsprosesser. Fleksible materialer bør ha god bøybarhet og holdbarhet, mens stive materialer bør ha tilstrekkelig mekanisk styrke. Sørg for at det valgte materialet er kompatibelt med monterings- og loddeprosessen.

e. Kobberbalanse:Opprettholder en balansert fordeling av kobber på kretskortet for å forhindre vridning, sprekker eller andre mekaniske feil. Bruk riktig kobbertykkelse og mønsterfordeling for å minimere spenningskonsentrasjoner. Unngå tunge kobberspor eller høy kobbertetthet i bøyningsområder for å forhindre mekanisk stress og svikt.

F. Design for produksjonsevne:Arbeid tett med produsenter gjennom hele designprosessen for å sikre produksjonsdyktighet av stive-flex PCB. Vurder egenskapene og begrensningene til produksjons- og monteringsprosesser, for eksempel laminering, boring og etsing. Optimaliser design for å forenkle produksjon, montering og testing.

Rigid-flex PCB designprosess:

Utforming av et robust stivt-fleks-PCB innebærer flere kritiske trinn for å sikre en vellykket og pålitelig design. Her er en trinn-for-trinn

guide til designprosessen:

Definer designkrav:Start med å tydelig definere prosjektets krav, inkludert ønsket funksjonalitet, elektriske spesifikasjoner og mekaniske begrensninger. Dette vil gi et solid grunnlag for designprosessen.

Skjematisk design:Lag kretsskjemaer for å etablere elektriske tilkoblinger og komponentplassering. Dette trinnet hjelper til med å bestemme den generelle utformingen av PCB og sikrer at alle nødvendige komponenter er inkludert.

Definisjon av brettform:Bestem den totale størrelsen og formen på det stive flex-brettet. Vurder utstyrets størrelse og eventuelle mekaniske begrensninger, for eksempel tilgjengelig plass eller spesifikke installasjonskrav.

Komponentplassering:Plasser komponenter på en stiv del av brettet, og sørg for tilstrekkelig avstand for kobberspor. Vurder termisk styring og unngå å plassere komponenter som kan forstyrre fleksible deler. Dette trinnet hjelper med å optimalisere oppsettet for ytelse og produksjonsevne.

Sporruting:Rut kobberspor på brettet, plasser kritiske signaler på så stive komponenter som mulig. Vær nøye med impedanstilpasning, støyhåndtering og unngå høyhastighetssignalkryssinger. Følg beste praksis for signalintegritet og vurder eventuelle spesifikke krav for rigid-flex design.

Fleksibel design:Etter at den stive ledningen er fullført, fokuserer du på å koble den fleksible delen av de trykte kretskortene. Legg merke til kravene til stabling, sporbredde og avstand fra produsenten. Sørg for at designet følger produsentens retningslinjer for flex PCB-design for å sikre pålitelighet og holdbarhet.

Bekreft designet:Utfør en grundig designsjekk med passende programvareverktøy. Dette inkluderer designregelkontroll (DRC), elektrisk regelkontroll (ERC) og signalintegritetsanalyse. Kontroller at designet oppfyller alle krav og sikrer riktig funksjonalitet.

Generering av produksjonsdokumenter:Generer alle nødvendige produksjonsdokumenter i henhold til produsentens krav. Dette inkluderer å lage Gerber-filer, borefiler og monteringstegninger. Sørg for at produksjonsdokumenter nøyaktig gjenspeiler designet og gir all nødvendig informasjon for fabrikasjon og montering.

Gjennomgå med produsent:Arbeid tett med den valgte produsenten for å gjennomgå designet og sikre at det oppfyller produksjons- og monteringsevnene. Samarbeid med produsenten for å løse eventuelle spørsmål eller bekymringer og foreta nødvendige justeringer av designet.

Verktøy og programvare for rigid-Flex PCB-design:

Å designe stive flex-kretser krever bruk av spesialiserte verktøy og programvare for å sikre nøyaktige og pålitelige resultater. Her er

noen populære programvareverktøy som brukes i bransjen:

en. Altium Designer:Altium Designer er kjent for sine omfattende designfunksjoner, og tilbyr 3D-modellering, kontroll av designregler, analyse av signalintegritet og et brukervennlig grensesnitt.

b. Kadens Allegro:Cadence Allegro gir et kraftig sett med verktøy for utforming av stive-fleks-PCB. Den gir avansert funksjonalitet for ruting, høyhastighetsdesign og begrensningsadministrasjon.

c. Mentor Xpedition:Mentor Xpedition er mye brukt for komplekse PCB-design, inkludert rigid-flex PCB. Det gir et omfattende komponentbibliotek, omfattende designregelkontroll og signalintegritetsanalyse.

d. Eagle PCB:Eagle PCB er et populært valg for nybegynnere og små prosjekter. Den tilbyr et intuitivt grensesnitt, skjematisk opptak og layoutredigerere, og fleksibel designregelkonfigurasjon.

e. OrCAD:OrCAD PCB Designer er en allsidig programvarepakke som støtter komplett PCB-design, inkludert stiv fleksibel PCB. Den gir funksjoner som DFM-kontroll (design for manufacturability), sanntids designtilbakemelding og høyhastighetsruting.

f. SolidWorks:Dette er en populær mekanisk designprogramvare som kan brukes sammen med PCB-designprogramvare for å lage nøyaktige 3D-modeller av PCB flex-komponenter. Den tillater visualisering av PCB i montert form og hjelper til med å identifisere potensielle forstyrrelser eller monteringsproblemer.

g. PADS:PADS er en PCB-designprogramvare fra Mentor Graphics, som gir omfattende design- og simuleringsfunksjoner. Den tilbyr funksjoner skreddersydd for rigid-flex PCB-design, inkludert fleksibel designregelkontroll og dynamisk 3D-visualisering.

h. KiCad:KiCad er en åpen kildekode PCB-designprogramvare som gir omfattende designverktøy for rigid-flex PCB-design. Det gir et intuitivt grensesnitt, skjematisk fangst og layoutredigeringsfunksjoner, og støtter fleksibel PCB-design og ruting.

jeg. SOLIDWORKS PCB:Denne programvaren kombinerer mekaniske og elektriske designegenskaper, noe som gjør den ideell for utforming av rigid-flex boards. Det muliggjør effektivt samarbeid mellom mekaniske og elektriske designteam og sikrer presis integrasjon av PCB flex og stive komponenter.

Når du velger et programvareverktøy for rigid-flex PCB-design, er det viktig å vurdere faktorer som kompleksiteten til designet, ekspertisen til designteamet og budsjettbegrensninger. Det anbefales å evaluere funksjonene, funksjonaliteten og brukervennligheten til forskjellige verktøy før du tar en beslutning.Shenzhen Capel produserer stive fleksible kretskort siden 2009. Eventuelle spørsmål velkommen til å kontakte oss.

Testing og fremstilling av semi-rigid Flex PCB:

Når designet er fullført, er det avgjørende å kombinere testing og produksjonshensyn for vellykket implementering

av et rigid-flex PCB. Her er noen viktige trinn i test- og produksjonsprosessen:

en. Prototypeutvikling:En prototype av en rigid-flex PCB-design må lages før serieproduksjon. Prototyping muliggjør grundig testing og validering av design. Det hjelper å oppdage eventuelle designfeil eller potensielle problemer tidlig, slik at nødvendige modifikasjoner kan gjøres.

b. Produksjonsgjennomgang:I tett samarbeid med produsenten blir designet gjennomgått for å sikre at det er i stand til å produsere og montere. Diskuter produksjonsanbefalinger som materialvalg, stabledesign og spesifikke krav til stive og fleksible områder. Dette trinnet er avgjørende for å sikre en jevn produksjons- og monteringsprosess.

c. Design for testbarhet (DFT):Vurder designaspekter som forbedrer testbarheten til stive-fleks-PCB. Implementer funksjoner som testpunkter, tilgangstavler eller innebygd selvtest (BIST) for å lette testing under produksjon og gjennom hele produktets livssyklus. DFT-hensyn hjelper til med å forenkle testprosessen og oppdage eventuelle problemer.

d. Automatisert optisk inspeksjon (AOI):Bruk AOI-systemet til å utføre automatisert optisk inspeksjon av det fremstilte rigid-flex PCB. AOI-systemer kan oppdage potensielle produksjonsfeil som shorts, åpninger, feiljusterte komponenter eller loddeforbindelser. Dette trinnet sikrer kvaliteten og påliteligheten til de produserte brettene.

e. Pålitelighetstest:Strenge pålitelighetstest utføres på den produserte rigid-flex-platen. Denne testingen inkluderer miljøbelastningstesting, termisk sykling, vibrasjonstesting og funksjonstesting av brettet. Pålitelighetstesting verifiserer holdbarheten og ytelsen til PCB under virkelige forhold.

F. Designdokumentasjon:Opprettholde omfattende designdokumentasjon, inkludert stykkliste, monteringstegninger, testplaner og testspesifikasjoner. Dette dokumentet er viktig for feilsøking, reparasjoner og fremtidige revisjoner. Den kan brukes som en referanse for hele produktets livssyklus.

Ved å følge disse trinnene kan Capel PCB-produsenter sikre vellykket testing og produksjon av rigid-flex-plater, noe som resulterer i høykvalitets og pålitelige produkter.

Oppsummert:

Å designe og produsere stive fleksible kretskort krever en grundig forståelse av de mekaniske, elektriske og produksjonsaspektene som er involvert. Etter prinsippene som er skissert i denne veiledningen, sikrer Capel vellykket design, testing og produksjon av robuste og pålitelige stive-flex PCB. Rigid-flex sparer plass, øker holdbarheten og fleksibiliteten, noe som gjør den til en verdifull løsning i ulike bransjer. Det er viktig å holde seg oppdatert med de nyeste designverktøyene, materialene og produksjonsprosessene for å fullt ut utnytte potensialet til stive-flex PCB og bidra til elektronisk designinnovasjon. Ved å implementere disse strategiene skaper Capel banebrytende PCB-løsninger som møter de stadig skiftende behovene til elektronikkindustrien.
Shenzhen Capel Technology Co., Ltd.etablerte sin egen Rigid Flex PCb-fabrikk i 2009, og det er en profesjonell Flex Rigid PCb-produsent. Med 15 års rik prosjekterfaring, streng prosessflyt, utmerkede tekniske evner, avansert automasjonsutstyr, omfattende kvalitetskontrollsystem, og Capel har et profesjonelt ekspertteam for å gi globale kunder høypresisjon, høykvalitets stiv flexplate, Hdi Rigid Flex Pcb, Rigid Flex Pcb Fabrication, Fast Turn Rigid Flex Pcb, quick turn pcb prototyper. Våre responsive forhånds- og ettersalgs tekniske tjenester og rettidig levering gjør at våre kunder raskt kan gripe markedsmuligheter for sine prosjekter.