Ak ste fušovali do elektroniky a dizajnu dosiek plošných spojov, pravdepodobne ste sa stretli s pojmom „pevná flexibilná doska s plošnými spojmi“. Pevné flexibilné dosky plošných spojov si získavajú na popularite pre svoju flexibilitu, odolnosť a možnosti šetrenia miesta. Kombináciou flexibilných a pevných substrátov na jednej doske môžu dizajnéri maximalizovať funkčnosť svojich zariadení a zároveň minimalizovať obmedzenia veľkosti. V tejto komplexnej príručke sa Capel ponorí do základných krokov a osvedčených postupov pri navrhovaní pevných ohybných dosiek plošných spojov. Či už ste skúsený profesionál alebo nový v oblasti dizajnu PCB, tento článok vám poskytne znalosti a nástroje, ktoré potrebujete na úspešné vytvorenie robustných a spoľahlivých pevných flexibilných dosiek plošných spojov.

Obsah:

Pochopenie dosky plošných spojov Rigid-Flex

Výhody pevnej-flex dosky plošných spojov

Úvahy o dizajne pevných flexibilných dosiek plošných spojov

Rigid-flex proces návrhu PCB

Nástroje a softvér pre návrh dosiek plošných spojov Rigid-Flex

Testovanie a výroba pevných dosiek plošných spojov

Na záver

Pochopenie PCB Rigid Flex:

Predtým, ako sa ponoríte do procesu návrhu, je dôležité jasne pochopiť, čo je to rigid-flex PCB. Pevná ohybná doska plošných spojov je hybridná obvodová doska, 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 PCB. Flexibilné oblasti umožňujú 3D konfiguráciu, zatiaľ čo tuhé časti poskytujú stabilitu a podporu zostave.

Výhody dosky Rigid Flex:

Použitie pevných-flex PCB prináša niekoľko výhod, ktoré z nich robia atraktívnu voľbu pre mnohé aplikácie. Tieto výhody

zahŕňajú:

Úspora miesta:Jednou z hlavných výhod pevných-flex PCB je ich schopnosť šetriť miesto. Tieto dosky integrujú viacero dosiek do jednej kompaktnej konštrukcie odstránením konektorov a káblov. To nielen znižuje celkovú veľkosť elektronického zariadenia, ale tiež znižuje jeho hmotnosť, vďaka čomu je vhodné pre kompaktné prenosné aplikácie.

Zvýšená spoľahlivosť:Rigid-flex PCB majú vyššiu spoľahlivosť v porovnaní s konvenčnými PCB. Kombinácia flexibilných a pevných substrátov poskytuje stabilitu zostave, čím sa znižuje riziko zlomenia alebo zlyhania. Pružná 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:Rigid Flex Circuit Boards ponúkajú bezkonkurenčnú flexibilitu dizajnu. Podporujú 3D konfigurácie a komplexné rozloženia, čo umožňuje dizajnérom vytvárať inovatívne a kompaktné riešenia pre zložité elektronické zariadenia. Táto flexibilita otvára možnosť jedinečných a vlastných dizajnov prispôsobených špecifickým aplikáciám.

Vylepšená odolnosť:Odstránením konektorov a káblov, pevné ohybné PCB minimalizujú riziká spojené s uvoľnenými spojmi alebo únavou drôtov. Absencia pohyblivých častí ďalej zvyšuje životnosť, pretože existuje menej bodov zlyhania. Okrem toho má flexibilná časť dosky plošných spojov vynikajúcu odolnosť voči vibráciám, nárazom a extrémnym teplotným zmenám, vďaka čomu je vhodná do drsných prostredí.

Nákladovo efektívne:Aj keď počiatočné náklady na dosky plošných spojov Rigid Flex môžu byť o niečo vyššie ako tradičné pevné dosky plošných spojov, z dlhodobého hľadiska môžu ušetriť peniaze. Eliminácia konektorov a kabeláže znižuje zložitosť a čas montáže, čo znižuje náklady na prácu. Spoľahlivosť a odolnosť dosiek s pevným ohybom môže navyše znížiť náklady na údržbu a opravy, čím sa z dlhodobého hľadiska zlepší celková nákladová efektívnosť.

Úvahy o dizajne sprievodcu návrhom tuhých ohybov:

Navrhovanie pevných-flex PCB vyžaduje starostlivé zváženie rôznych faktorov na zabezpečenie optimálneho výkonu a spoľahlivosti.

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

a. Mechanické obmedzenia:Pochopte a analyzujte mechanické obmedzenia zariadenia. Určite požadovanú oblasť ohybu, uhol ohybu a akékoľvek konektory alebo komponenty, ktoré môžu vyžadovať dodatočnú podporu. Flexibilné časti sú navrhnuté tak, aby vydržali opakované ohýbanie a skladanie bez toho, aby bola ohrozená ich funkčnosť.

b. Trasovanie:Zabezpečte správne smerovanie sledovania, aby ste zachovali integritu signálu. Neumiestňujte stopy v blízkosti ohybov, aby ste minimalizovali riziko skratu alebo rušenia signálu. Udržujte správny rozostup medzi stopami, aby ste zabránili presluchu a degradácii signálu. Zvážte použitie impedanciou riadených stôp pre vysokorýchlostné signály, aby ste minimalizovali odrazy a straty signálu.

c. Umiestnenie komponentov:Optimalizujte umiestnenie komponentov, aby ste zabezpečili stabilitu a zabránili interferencii so zakrivenými oblasťami. Zvážte veľkosť komponentov, hmotnosť a tepelné charakteristiky, aby ste zabránili koncentrácii napätia v flexibilných oblastiach. Umiestnite ťažšie komponenty na pevné časti kvôli stabilite a neumiestňujte vysoké komponenty, ktoré by mohli prekážať pri ohýbaní alebo skladaní dosky.

d. Výber materiálu:Vyberte materiály vhodné pre flexibilné a tuhé časti DPS. Zvážte flexibilitu, tepelnú odolnosť a kompatibilitu s výrobnými procesmi. Pružné materiály by mali mať dobrú ohybnosť a trvanlivosť, zatiaľ čo tuhé materiály by mali mať dostatočnú mechanickú pevnosť. Uistite sa, že vybraný materiál je kompatibilný s procesom montáže a spájkovania.

e. Zostatok medi:Udržuje vyváženú distribúciu medi na DPS, aby sa zabránilo deformácii, prasknutiu alebo iným mechanickým poruchám. Použite správnu hrúbku medi a rozloženie vzoru, aby ste minimalizovali koncentrácie napätia. Vyhnite sa silným stopám medi alebo vysokej hustote medi v ohybných oblastiach, aby ste predišli mechanickému namáhaniu a poruchám.

F. Dizajn pre vyrobiteľnosť:Úzko spolupracujte s výrobcami počas celého procesu navrhovania, aby ste zabezpečili vyrobiteľnosť dosiek plošných spojov s pevným ohybom. Zvážte možnosti a obmedzenia výrobných a montážnych procesov, ako je laminovanie, vŕtanie a leptanie. Optimalizujte návrhy na zjednodušenie výroby, montáže a testovania.

Rigid-flex proces návrhu PCB:

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

návod na proces navrhovania:

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

Schematický dizajn:Vytvorte schémy obvodov na vytvorenie elektrických spojení a umiestnenie komponentov. Tento krok pomáha určiť celkové rozloženie dosky plošných spojov a zabezpečuje, že sú zahrnuté všetky potrebné komponenty.

Definícia tvaru dosky:Určite celkovú veľkosť a tvar dosky rigid-flex. Zvážte veľkosť zariadenia a akékoľvek mechanické obmedzenia, ako je dostupný priestor alebo špecifické požiadavky na inštaláciu.

Umiestnenie komponentov:Umiestnite komponenty na pevnú časť dosky, pričom zaistite dostatočný priestor pre medené stopy. Zvážte riadenie teploty a neumiestňujte komponenty, ktoré by mohli prekážať pružným častiam. Tento krok pomáha optimalizovať rozloženie pre výkon a vyrobiteľnosť.

Trasovanie:Nasmerujte medené stopy na dosku a umiestnite kritické signály na čo najpevnejšie komponenty. Venujte veľkú pozornosť impedančnému prispôsobeniu, riadeniu šumu a vyhýbaniu sa vysokorýchlostným križovatkám signálu. Dodržiavajte osvedčené postupy pre integritu signálu a zvážte všetky špecifické požiadavky na dizajn rigid-flex.

Flexibilný dizajn:Po dokončení pevného zapojenia sa zamerajte na zapojenie ohybnej časti dosiek plošných spojov. Všimnite si požiadavky na stohovanie, šírku stopy a medzery poskytnuté výrobcom. Uistite sa, že dizajn je v súlade s pokynmi výrobcu pre dizajn flex PCB, aby bola zaistená spoľahlivosť a odolnosť.

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

Generovanie výrobných dokumentov:Vygenerujte všetky potrebné výrobné dokumenty podľa požiadaviek výrobcu. To zahŕňa vytváranie súborov Gerber, vŕtacích súborov a výkresov zostáv. Uistite sa, že výrobné dokumenty presne odrážajú dizajn a poskytujú všetky informácie potrebné na výrobu a montáž.

Hodnotenie s výrobcom:Úzko spolupracujte s vybraným výrobcom na preskúmaní návrhu a ubezpečte sa, že spĺňa jeho výrobné a montážne možnosti. Spolupracujte s výrobcom pri riešení akýchkoľvek otázok alebo obáv a vykonajte potrebné úpravy dizajnu.

Nástroje a softvér pre návrh dosiek plošných spojov Rigid-Flex:

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

niektoré populárne softvérové ​​nástroje používané v tomto odvetví:

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

b. Cadence Allegro:Cadence Allegro poskytuje výkonnú sadu nástrojov na navrhovanie pevných-flex PCB. Poskytuje pokročilé funkcie pre smerovanie, vysokorýchlostný návrh a správu obmedzení.

c. Mentor Xpedition:Mentor Xpedition je široko používaný pre komplexné návrhy PCB, vrátane pevných-flex PCB. Poskytuje rozsiahlu knižnicu komponentov, komplexnú kontrolu návrhových pravidiel a analýzu integrity signálu.

d. Eagle PCB:Eagle PCB je obľúbenou voľbou pre začiatočníkov a malé projekty. Ponúka intuitívne rozhranie, editory schematického zachytávania a rozloženia a flexibilnú konfiguráciu pravidiel návrhu.

e. OrCAD:OrCAD PCB Designer je všestranný softvérový balík, ktorý podporuje kompletný návrh PCB, vrátane pevných flexibilných PCB. Poskytuje funkcie, ako je kontrola DFM (design for manufacturability), spätná väzba návrhu v reálnom čase a vysokorýchlostné smerovanie.

f. SolidWorks:Toto je populárny softvér na mechanický dizajn, ktorý možno použiť v spojení so softvérom na návrh PCB na vytvorenie presných 3D modelov ohybných komponentov PCB. Umožňuje vizualizáciu PCB v zostavenej forme a pomáha identifikovať akékoľvek potenciálne rušenie alebo problémy s montážou.

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

h. KiCad:KiCad je softvér s otvoreným zdrojovým kódom pre návrh PCB, ktorý poskytuje komplexné nástroje pre návrh pevných a flexibilných PCB. Poskytuje intuitívne rozhranie, možnosti zachytávania schém a editorov rozloženia a podporuje flexibilný návrh a smerovanie PCB.

i. PCB SOLIDWORKS:Tento softvér kombinuje možnosti mechanického a elektrického dizajnu, vďaka čomu je ideálny na navrhovanie dosiek s pevným ohybom. Umožňuje efektívnu spoluprácu medzi mechanickými a elektrickými dizajnérskymi tímami a zabezpečuje presnú integráciu ohybných a pevných komponentov PCB.

Pri výbere softvérového nástroja pre návrh pevných a flexibilných dosiek plošných spojov je dôležité zvážiť faktory, ako je zložitosť návrhu, odbornosť dizajnérskeho tímu a rozpočtové obmedzenia. Pred prijatím rozhodnutia sa odporúča zhodnotiť vlastnosti, funkčnosť a užívateľskú prívetivosť rôznych nástrojov. Shenzhen Capel vyrába pevné flexibilné dosky plošných spojov od roku 2009. Ak máte akékoľvek otázky, kontaktujte nás.

Testovanie a výroba polotuhej ohybnej dosky plošných spojov:

Po dokončení návrhu je pre úspešnú implementáciu rozhodujúce spojenie testovania a výroby

z pevnej-flex PCB. Tu je niekoľko kľúčových krokov v procese testovania a výroby:

a. Vývoj prototypu:Pred uvedením do sériovej výroby musí byť vytvorený prototyp pevnej-flexnej dosky plošných spojov. Prototypovanie umožňuje dôkladné testovanie a validáciu návrhov. Pomáha včas odhaliť akékoľvek konštrukčné chyby alebo potenciálne problémy, aby bolo možné vykonať potrebné úpravy.

b. Výrobný prehľad:V úzkej spolupráci s výrobcom sa dizajn kontroluje, aby sa zabezpečilo, že je schopný výroby a montáže. Diskutujte o výrobných odporúčaniach, ako je výber materiálu, dizajn stohovania a špecifické požiadavky na pevné a flexibilné oblasti. Tento krok je rozhodujúci pre zabezpečenie hladkého výrobného a montážneho procesu.

c. Dizajn pre testovateľnosť (DFT):Zvážte konštrukčné aspekty, ktoré zlepšujú testovateľnosť pevných-flex PCB. Implementujte funkcie, ako sú testovacie body, prístupové dosky alebo vstavaný samočinný test (BIST), aby ste uľahčili testovanie počas výroby a počas celého životného cyklu produktu. Úvahy o DFT pomáhajú zjednodušiť proces testovania a odhaliť prípadné problémy.

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

e. Test spoľahlivosti:Na vyrobenej doske rigid-flex sa vykonáva prísny test spoľahlivosti. Toto testovanie zahŕňa environmentálne záťažové testovanie, tepelné cyklovanie, vibračné testovanie a funkčné testovanie dosky. Testovanie spoľahlivosti overuje odolnosť a výkon PCB v reálnych podmienkach.

F. Konštrukčná dokumentácia:Udržujte komplexnú projektovú dokumentáciu vrátane kusovníka (BOM), montážnych výkresov, testovacích plánov a špecifikácií testov. Tento dokument je nevyhnutný na riešenie problémov, opravy a budúce revízie. Môže byť použitý ako referencia pre celý životný cyklus produktu.

Dodržaním týchto krokov môžu výrobcovia PCB Capel zabezpečiť úspešné testovanie a výrobu pevných flexibilných dosiek, výsledkom čoho sú vysokokvalitné a spoľahlivé produkty.

V súhrne:

Navrhovanie a výroba pevných flexibilných dosiek plošných spojov si vyžaduje dôkladné pochopenie mechanických, elektrických a výrobných aspektov. Podľa zásad uvedených v tejto príručke spoločnosť Capel zaisťuje úspešný návrh, testovanie a výrobu robustných a spoľahlivých dosiek plošných spojov s pevným ohybom. Rigid-flex šetrí priestor, zvyšuje odolnosť a flexibilitu, vďaka čomu je hodnotným riešením v rôznych priemyselných odvetviach. Je dôležité držať krok s najnovšími návrhárskymi nástrojmi, materiálmi a výrobnými procesmi, aby sa plne využil potenciál pevných ohybných dosiek plošných spojov a prispeli k inovácii elektronického dizajnu. Implementáciou týchto stratégií spoločnosť Capel vytvára špičkové riešenia PCB, ktoré spĺňajú neustále sa meniace potreby elektronického priemyslu.
Shenzhen Capel Technology Co, Ltd.established vlastnú továreň na pevné dosky Flex PCB v roku 2009 a je to profesionálny výrobca Flex Rigid PCB. S 15-ročnými bohatými projektovými skúsenosťami, prísnym procesným tokom, vynikajúcimi technickými možnosťami, pokročilým automatizačným vybavením, komplexným systémom kontroly kvality a spoločnosť Capel má tím profesionálnych odborníkov, ktorí poskytujú globálnym zákazníkom vysoko presné, vysokokvalitné pevné flexibilné dosky, Hdi Rigid Flex PCB, Rigid Flex PCB Fabrication, Fast Turn Rigid Flex PCB, rýchle prototypy PCB. Naše pohotové predpredajné a popredajné technické služby a včasné dodanie umožňujú našim klientom rýchlo využiť trhové príležitosti pre ich projekty.