Ak ste sa niekedy venovali elektronike a návrhu dosiek plošných spojov, pravdepodobne ste sa už stretli s termínom „tuhá a flexibilná doska plošných spojov“. Tuhé a flexibilné dosky plošných spojov získavajú na popularite vďaka svojej flexibilite, odolnosti a úspore miesta. Kombináciou flexibilných a pevných substrátov na jednej doske môžu dizajnéri maximalizovať funkčnosť svojich zariadení a zároveň minimalizovať obmedzenia týkajúce sa veľkosti. V tejto komplexnej príručke sa Capel ponorí do základných krokov a osvedčených postupov pre návrh tuhých a flexibilných dosiek plošných spojov. Či už ste skúsený profesionál alebo nováčik v oblasti návrhu dosiek plošných spojov, tento článok vám poskytne vedomosti a nástroje, ktoré potrebujete na úspešné vytvorenie robustných a spoľahlivých tuhých a flexibilných dosiek plošných spojov.

Obsah:

Pochopenie dosky plošných spojov Rigid-Flex

Výhody pevne-flexibilnej dosky plošných spojov

Úvahy o dizajne pevných a flexibilných dosiek plošných spojov

Proces návrhu pevných a flexibilných dosiek plošných spojov

Nástroje a softvér pre návrh pevných a flexibilných dosiek plošných spojov

Testovanie a výroba pevných a flexibilných dosiek plošných spojov

Na záver

Pochopenie pevného ohybu PCB:

Predtým, ako sa ponoríme do procesu návrhu, je dôležité mať jasnú predstavu o tom, čo je to pevne-flexibilná doska plošných spojov. Pevne-flexibilná doska plošných spojov je hybridná doska plošných spojov, ktorá kombinuje flexibilné a pevné substráty do jednej štruktúry. Integráciou flexibilných plošných spojov s pevnými časťami tieto dosky zvyšujú spoľahlivosť, zmenšujú veľkosť a zvyšujú odolnosť v porovnaní s tradičnými doskami plošných spojov. Flexibilné oblasti umožňujú 3D konfiguráciu, zatiaľ čo pevné časti poskytujú stabilitu a oporu zostave.

Výhody pevnej flexibilnej dosky:

Použitie pevných a flexibilných dosiek plošných spojov prináša niekoľko výhod, vďaka ktorým sú atraktívnou voľbou pre mnohé aplikácie. Tieto výhody

zahŕňajú:

Úspora miesta:Jednou z hlavných výhod tuhých a flexibilných dosiek plošných spojov je ich schopnosť šetriť miesto. Tieto dosky integrujú viacero dosiek do jednej kompaktnej štruktúry elimináciou konektorov a kabeláže. To nielenže znižuje celkovú veľkosť elektronického zariadenia, ale aj jeho hmotnosť, vďaka čomu je vhodné pre kompaktné prenosné aplikácie.

Zvýšená spoľahlivosť:Pevné a flexibilné dosky plošných spojov (DPS) majú v porovnaní s konvenčnými DPS vyššiu spoľahlivosť. Kombinácia flexibilných a pevných substrátov poskytuje stabilitu zostavy, čím sa znižuje riziko zlomenia alebo poruchy. Flexibilná časť absorbuje mechanické namáhanie a zabraňuje poškodeniu vibráciami, nárazmi alebo zmenami teploty. Táto zvýšená spoľahlivosť zabezpečuje, že elektronické zariadenia zostanú funkčné aj v náročných podmienkach prostredia.

Flexibilita dizajnu:Dosky plošných spojov Rigid Flex ponúkajú bezkonkurenčnú flexibilitu dizajnu. Podporujú 3D konfigurácie a zložité rozloženia, čo umožňuje dizajnérom vytvárať inovatívne a kompaktné riešenia pre zložité elektronické zariadenia. Táto flexibilita otvára možnosť jedinečných a vlastných dizajnov prispôsobených špecifickým aplikáciám.

Zlepšená odolnosť:Elimináciou konektorov a káblov minimalizujú pevné a flexibilné dosky plošných spojov riziká spojené s uvoľnenými spojmi alebo únavou vodičov. Absencia pohyblivých častí ďalej zvyšuje odolnosť, pretože existuje menej bodov poruchy. Flexibilná časť dosky plošných spojov má navyše vynikajúcu odolnosť voči vibráciám, nárazom a extrémnym zmenám teploty, vďaka čomu je vhodná do náročných prostredí.

Nákladovo efektívne:Hoci počiatočné náklady na dosky plošných spojov Rigid Flex môžu byť o niečo vyššie ako na tradičné pevné dosky plošných spojov, z dlhodobého hľadiska môžu ušetriť peniaze. Eliminácia konektorov a kabeláže znižuje zložitosť a čas montáže, čo znižuje náklady na pracovnú silu. Okrem toho spoľahlivosť a odolnosť dosiek Rigid-Flex môže znížiť náklady na údržbu a opravy, čím sa z dlhodobého hľadiska zlepší celková nákladová efektívnosť.

Úvahy o dizajne pre sprievodcu návrhom tuhých a flexibilných prvkov:

Navrhovanie pevne-flexibilnej dosky plošných spojov si vyžaduje starostlivé zváženie rôznych faktorov, aby sa zabezpečil optimálny výkon a spoľahlivosť.

Tu je niekoľko kľúčových aspektov dizajnu, ktoré treba mať na pamäti:

a. Mechanické obmedzenia:Pochopte a analyzujte mechanické obmedzenia zariadení. Určte požadovanú plochu ohybu, uhol prehybu a všetky konektory alebo komponenty, ktoré môžu vyžadovať dodatočnú podporu. Flexibilné profily sú navrhnuté tak, aby odolali opakovanému ohýbaniu a skladaniu bez toho, aby bola ohrozená ich funkčnosť.

b. Smerovanie trasy:Zabezpečte správne smerovanie trás, aby sa zachovala integrita signálu. Vyhnite sa umiestneniu trás v blízkosti ohybových oblastí, aby ste minimalizovali riziko skratov alebo rušenia signálu. Udržiavajte správnu vzdialenosť medzi trásami, aby ste predišli presluchom a degradácii signálu. Pre vysokorýchlostné signály zvážte použitie trás s riadenou impedanciou, aby ste minimalizovali odrazy a straty signálu.

c. Umiestnenie komponentov:Optimalizujte umiestnenie súčiastok, aby ste zabezpečili stabilitu a predišli kolizii so zakrivenými oblasťami. Zvážte veľkosť, hmotnosť a tepelné charakteristiky súčiastok, aby ste predišli koncentrácii napätia v ohybných oblastiach. Pre stabilitu umiestnite ťažšie súčiastky na pevné časti a vyhnite sa umiestneniu vysokých súčiastok, ktoré by mohli prekážať pri ohýbaní alebo skladaní dosky.

d. Výber materiálu:Vyberte materiály vhodné pre flexibilné a pevné časti dosky plošných spojov. Zvážte flexibilitu, tepelnú odolnosť a kompatibilitu s výrobnými procesmi. Flexibilné materiály by mali mať dobrú ohybnosť a odolnosť, zatiaľ čo pevné materiály by mali mať dostatočnú mechanickú pevnosť. Uistite sa, že zvolený materiál je kompatibilný s procesom montáže a spájkovania.

e. Zostatok medi:Udržiava vyvážené rozloženie medi na doske plošných spojov, aby sa zabránilo deformácii, praskaniu alebo iným mechanickým poruchám. Použite správnu hrúbku medi a rozloženie vzoru, aby ste minimalizovali koncentráciu napätia. Vyhnite sa silným medeným stopám alebo vysokej hustote medi v ohybných oblastiach, aby ste predišli mechanickému namáhaniu a poruche.

F. Návrh pre vyrobiteľnosť:Úzko spolupracujte s výrobcami počas celého procesu návrhu, aby ste zabezpečili vyrobiteľnosť pevných a flexibilných dosiek plošných spojov. Zvážte možnosti a obmedzenia výrobných a montážnych procesov, ako je laminácia, vŕtanie a leptanie. Optimalizujte návrhy pre zjednodušenie výroby, montáže a testovania.

Proces návrhu pevne-flexibilných dosiek plošných spojov:

Navrhovanie robustnej pevnej a flexibilnej dosky plošných spojov zahŕňa niekoľko kritických krokov na zabezpečenie úspešného a spoľahlivého návrhu. Tu je postup krok za krokom

návod na proces návrhu:

Definujte požiadavky na dizajn:Začnite jasným definovaním požiadaviek projektu vrátane požadovanej funkčnosti, elektrických špecifikácií a mechanických obmedzení. To poskytne pevný základ pre proces návrhu.

Schematický návrh:Vytvorte schémy zapojenia na vytvorenie elektrických pripojení a umiestnenia súčiastok. Tento krok pomáha určiť celkové rozloženie dosky plošných spojov a zabezpečuje, že sú zahrnuté všetky potrebné súčiastky.

Definícia tvaru dosky:Určte celkovú veľkosť a tvar pevnej a flexibilnej dosky. Zvážte veľkosť zariadenia a akékoľvek mechanické obmedzenia, ako napríklad dostupný priestor alebo špecifické požiadavky na inštaláciu.

Umiestnenie komponentov:Umiestnite súčiastky na pevnú časť dosky a zabezpečte dostatočný rozstup pre medené vodiče. Zvážte tepelný manažment a vyhnite sa umiestneniu súčiastok, ktoré by mohli kolidovať s flexibilnými súčiastkami. Tento krok pomáha optimalizovať rozloženie z hľadiska výkonu a vyrobiteľnosti.

Smerovanie trasy:Medené vodiče na doske veďte tak, aby kritické signály boli čo najpevnejšie. Venujte zvýšenú pozornosť impedančnému prispôsobeniu, manažmentu šumu a vyhýbaniu sa vysokorýchlostným kríženiam signálov. Dodržiavajte osvedčené postupy pre integritu signálu a zvážte všetky špecifické požiadavky na tuhé a flexibilné konštrukcie.

Flexibilný dizajn:Po dokončení pevného zapojenia sa zamerajte na zapojenie flexibilnej časti dosiek plošných spojov. Všimnite si požiadavky na stohovanie, šírku trás a rozostupy stanovené výrobcom. Uistite sa, že návrh spĺňa pokyny výrobcu pre návrh flexibilných dosiek plošných spojov, aby sa zabezpečila spoľahlivosť a trvanlivosť.

Overte návrh:Vykonajte dôkladnú kontrolu návrhu pomocou vhodných softvérových nástrojov. To zahŕňa kontrolu pravidiel návrhu (DRC), kontrolu elektrických pravidiel (ERC) a analýzu integrity signálu. Overte, či návrh spĺňa všetky požiadavky a zabezpečuje správnu funkčnosť.

Generovanie výrobných dokumentov:Vygenerujte všetky potrebné výrobné dokumenty podľa požiadaviek výrobcu. To zahŕňa vytvorenie súborov Gerber, súborov na vŕtanie a montážnych výkresov. Zabezpečte, aby výrobné dokumenty presne odrážali návrh a poskytovali všetky informácie potrebné na výrobu a montáž.

Recenzia s výrobcom:Úzko spolupracujte s vami vybraným výrobcom, aby ste skontrolovali návrh a zabezpečili, že spĺňa jeho výrobné a montážne možnosti. Spolupracujte s výrobcom na vyriešení akýchkoľvek otázok alebo obáv a vykonaní potrebných úprav návrhu.

Nástroje a softvér pre návrh pevných a flexibilných dosiek plošných spojov:

Navrhovanie pevných ohybných obvodov si vyžaduje použitie špecializovaných nástrojov a softvéru na zabezpečenie presných a spoľahlivých výsledkov. Tu sú

niektoré populárne softvérové ​​nástroje používané v tomto odvetví:

a. Návrhár Altium:Altium Designer, známy svojimi komplexnými návrhárskymi možnosťami, ponúka 3D modelovanie, kontrolu návrhových pravidiel, analýzu integrity signálu a užívateľsky prívetivé rozhranie.

b. Kadencia Allegro:Cadence Allegro poskytuje výkonnú sadu nástrojov na navrhovanie pevných a flexibilných dosiek plošných spojov. Ponúka pokročilé funkcie pre smerovanie, vysokorýchlostný návrh a správu obmedzení.

c. Mentor Xpedition:Mentor Xpedition sa široko používa pre komplexné návrhy dosiek plošných spojov vrátane pevných a flexibilných dosiek plošných spojov. Poskytuje rozsiahlu knižnicu súčiastok, komplexnú kontrolu pravidiel návrhu a analýzu integrity signálu.

d. Doska plošných spojov Eagle:Eagle PCB je obľúbenou voľbou pre začiatočníkov a malé projekty. Ponúka intuitívne rozhranie, editory schém zapojenia a rozloženia a flexibilnú konfiguráciu pravidiel návrhu.

napr. OrCAD:OrCAD PCB Designer je všestranný softvérový balík, ktorý podporuje kompletný návrh dosiek plošných spojov vrátane pevných a flexibilných dosiek plošných spojov. Ponúka funkcie, ako je kontrola návrhu pre vyrobiteľnosť (DFM), spätná väzba o návrhu v reálnom čase a vysokorýchlostné smerovanie.

SolidWorks:Ide o populárny softvér na mechanický návrh, ktorý možno použiť v spojení so softvérom na návrh dosiek plošných spojov na vytváranie presných 3D modelov flexibilných komponentov dosiek plošných spojov. Umožňuje vizualizáciu dosky plošných spojov v zostavenej podobe a pomáha identifikovať akékoľvek potenciálne rušenie alebo problémy s montážou.

g. PODLOŽKY:PADS je softvér na návrh dosiek plošných spojov od spoločnosti Mentor Graphics, ktorý poskytuje komplexné funkcie návrhu a simulácie. Ponúka funkcie prispôsobené pre návrh pevných a flexibilných dosiek plošných spojov vrátane kontroly flexibilných pravidiel návrhu a dynamickej 3D vizualizácie.

h. KiCad:KiCad je softvér s otvoreným zdrojovým kódom na návrh dosiek plošných spojov, ktorý poskytuje komplexné nástroje pre návrh pevných a flexibilných dosiek plošných spojov. Ponúka intuitívne rozhranie, možnosti zachytávania schém a editora rozloženia a podporuje flexibilný návrh a smerovanie dosiek plošných spojov.

i. Doska plošných spojov SOLIDWORKS:Tento softvér kombinuje možnosti mechanického a elektrického návrhu, vďaka čomu je ideálny na navrhovanie pevných a flexibilných dosiek plošných spojov. Umožňuje efektívnu spoluprácu medzi tímami mechanických a elektrických návrhárov a zaisťuje presnú integráciu flexibilných a pevných komponentov dosiek plošných spojov.

Pri výbere softvérového nástroja na návrh pevných a flexibilných dosiek plošných spojov je dôležité zvážiť faktory, ako je zložitosť návrhu, odborné znalosti konštrukčného tímu a rozpočtové obmedzenia. Pred rozhodnutím sa odporúča vyhodnotiť vlastnosti, funkčnosť a užívateľskú prívetivosť rôznych nástrojov. Spoločnosť Shenzhen Capel vyrába pevné a flexibilné dosky plošných spojov od roku 2009. V prípade akýchkoľvek otázok nás neváhajte kontaktovať.

Testovanie a výroba polotuhých flexibilných dosiek plošných spojov:

Po dokončení návrhu je pre úspešnú implementáciu kľúčové kombinovať testovacie a výrobné aspekty.

pevne-flexibilnej dosky plošných spojov. Tu sú niektoré kľúčové kroky v procese testovania a výroby:

a. Vývoj prototypu:Pred sériovou výrobou musí byť vytvorený prototyp pevne-flexibilnej dosky plošných spojov. Vytvorenie prototypu umožňuje dôkladné testovanie a overenie návrhov. Pomáha včas odhaliť akékoľvek nedostatky alebo potenciálne problémy v návrhu, aby bolo možné vykonať potrebné úpravy.

b. Preskúmanie výroby:V úzkej spolupráci s výrobcom sa preverí návrh, aby sa zabezpečilo, že je vhodný na výrobu a montáž. Prediskutujú sa odporúčania pre výrobu, ako je výber materiálu, návrh skladania a špecifické požiadavky na pevné a flexibilné oblasti. Tento krok je kľúčový pre zabezpečenie plynulého procesu výroby a montáže.

c. Návrh pre testovateľnosť (DFT):Zvážte aspekty dizajnu, ktoré zlepšujú testovateľnosť pevných a flexibilných dosiek plošných spojov. Implementujte funkcie, ako sú testovacie body, prístupové dosky alebo vstavaný autotest (BIST), aby ste uľahčili testovanie počas výroby a počas celého životného cyklu produktu. Aspekty DFT pomáhajú zjednodušiť proces testovania a odhaliť akékoľvek potenciálne problémy.

d. Automatizovaná optická kontrola (AOI):Využite systém AOI na vykonanie automatizovanej optickej kontroly vyrobených pevných a flexibilných dosiek plošných spojov. Systémy AOI dokážu odhaliť potenciálne výrobné chyby, ako sú skraty, prerušenia, nesprávne zarovnané komponenty alebo spájkované spoje. Tento krok zaisťuje kvalitu a spoľahlivosť vyrobených dosiek.

e. Skúška spoľahlivosti:Na vyrobenej pevnej a flexibilnej doske sa vykonáva prísny test spoľahlivosti. Tento test zahŕňa testovanie vplyvom prostredia, tepelné cykly, vibračné testovanie a funkčné testovanie dosky. Testovanie spoľahlivosti overuje odolnosť a výkon dosky plošných spojov v reálnych podmienkach.

F. Projektová dokumentácia:Uchovávajte komplexnú konštrukčnú dokumentáciu vrátane kusovníka (BOM), montážnych výkresov, plánov testov a špecifikácií testov. Tento dokument je nevyhnutný pre riešenie problémov, opravy a budúce revízie. Môže sa použiť ako referencia pre celý životný cyklus produktu.

Dodržiavaním týchto krokov môžu výrobcovia dosiek plošných spojov Capel zabezpečiť úspešné testovanie a výrobu pevných a flexibilných dosiek, čoho výsledkom sú vysoko kvalitné a spoľahlivé produkty.

V súhrne:

Navrhovanie a výroba pevných a flexibilných dosiek plošných spojov si vyžaduje dôkladné pochopenie mechanických, elektrických a výrobných aspektov. V súlade so zásadami uvedenými v tejto príručke spoločnosť Capel zabezpečuje úspešný návrh, testovanie a výrobu robustných a spoľahlivých pevných a flexibilných dosiek plošných spojov. Pevné a flexibilné dosky plošných spojov šetria miesto, zvyšujú odolnosť a flexibilitu, vďaka čomu sú cenným riešením v rôznych odvetviach. Je dôležité držať krok s najnovšími návrhovými nástrojmi, materiálmi a výrobnými procesmi, aby sa plne využil potenciál pevných a flexibilných dosiek plošných spojov a prispelo sa k inováciám v elektronickom dizajne. Implementáciou týchto stratégií spoločnosť Capel vytvára špičkové riešenia dosiek plošných spojov, ktoré spĺňajú neustále sa meniace potreby elektronického priemyslu.
Spoločnosť Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. založila vlastnú továreň na pevné ohybné dosky plošných spojov v roku 2009 a je profesionálnym výrobcom flexibilných pevných dosiek plošných spojov. Vďaka 15-ročným bohatým skúsenostiam s projektmi, prísnemu postupu procesov, vynikajúcim technickým možnostiam, pokročilému automatizačnému vybaveniu a komplexnému systému kontroly kvality má Capel tím profesionálnych odborníkov, ktorí poskytujú globálnym zákazníkom vysoko presné a kvalitné pevné ohybné dosky, HDi pevné ohybné dosky plošných spojov, výrobu pevných ohybných dosiek plošných spojov, rýchlootáčacie pevné ohybné dosky plošných spojov a rýchlootáčacie prototypy plošných spojov. Naše responzívne predpredajné a popredajné technické služby a včasné dodanie umožňujú našim klientom rýchlo využiť trhové príležitosti pre svoje projekty.