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PCB设计方法:使用3D可挠性电路简化封装设计

发布时间 :2017-09-19 11:03 阅读 : 来源 :技术文章责任编辑 :深圳宏力捷PCB设计部
可挠性电路设计正迅速成为一种首选的电子电路封装方法,适用于制造掀盖式手机或可携式电脑等产品。鉴于行销团队一直在努力使产品的体积更小且更加符合人体工程学,越来越多的PCB设计人员必须接受其它形式的电路封装技术。
 
目前的可挠性电路具有类似于普通FR4 PCB的布线密度、电流负载要求以及表面组装零组件数量。该电路封装方法非常柔韧,足以适应抽象的产品外形。这不仅显示它们可以围绕物体进行弯折,而且可以应用在需要整个产品进行规则行动的场合,如说掀盖式手机。
 
它还允许产品的全部电路中只使用一个可挠性电路,而不是多个与带状电缆和导线相连的刚性PCB。通常情况下,产品会使用两个刚性PCB永久性连接一个可挠性电路来实现。
 
建议的方法
当涉及到可挠性设计时,经验的地位不可替代。获得可挠性电路设计指导的主要源泉是来自于生产现场。生产线里曾产生过成千上万个电路,并且拥有满足电子需求的丰富经验规则。在此基础上,下面的技巧也会有所帮助。
 
详尽的文件。这一点至关重要。在设计伊始就规划好可挠性电路的关键区域非常重要,其中包括针对可挠性层的迭层结构或迭层方式、覆盖层和补强区域(stiffene areas)等细节。这里,设计人员应该指明基板材料、覆铜厚度、补强材料和成分,以及与补强区域总厚度容差相关的资讯。
 
在设计早期就应该考虑应用的类型。如果是静态,那么一旦可挠性制作完整,它就永久保持这种形状;如果是动态,那么就需要PCB承受不断的可挠性动作。应用本身的属性将为所使用的材料和零组件以及所实施的设计方法带来很大的影响。
 
牢记与可挠性板相关的制造约束条件。必须制造特殊的焊盘以防止覆铜与绝缘层分离。而用于可挠性电路的封装和焊盘尺寸可能要比用于标淮刚性PCB的要大一些。
 
确保全部电路板边缘都保留有0.15公分长的间隙,以保证层压时不会产生分离情况。为了将电路走线和焊盘之间的连接风险降到最低,还可以在在焊盘边缘使用倒角。
 
当设计电路走线结构时要特别小心。观察合适的层偏置;一旦有可能,尝试将走线的直角拐角改为圆弧拐角。这样可以降低应力大小以及断裂的可能性,而这种情况在可挠性布线的覆铜板上极有可能产生。
 
如果可能的话,可以透过在电路板内层嵌入元件来帮助克服3D可挠性电路设计中固有的複杂度。
 
此外,还应该随时参考IPC标淮,如IPC-2223可挠性PCB设计标淮和IPC-6013可挠性PCB的鑑定与性能规格。
 
不建议的方法
允许裂缝。这可能是可挠性电路中一个严重的问题。仔细选择材料和零组件可能将此问题最小化,但是设计人员仍然需要在布置元件和其它设计结构时特别注意。不要将过孔放置在刚性区域或可挠性弯曲电路旁,因为这些地带最为薄弱而且容易产生裂缝。为了避免这些关键地带遭到破坏,应该设立‘所有层的过孔禁止区’,在这些区域中进行可挠性弯曲可以免除故障。
 
允许弯曲超过制造商所设定的最小半径。制造商为板材限定最小半径是有理由的:它显示了特定材料可以承受的应变和弯曲程度,超过这个极限将不可避免地产生问题。可挠性电路并非是要弯曲到极限,弯曲超过90度将‘折裂’可挠性电路。
 
忽视制造指标。例如孔径公差指标就详细规定了某种材料最大的孔径、层数和所需可挠性等细节。忽视这类指标有可能引发制造问题,产生导致断裂的应力。
 
在刚性区域产生的孔径开口在已有焊盘尺寸以下+.010公分处。这可能引起与短路相关的问题。
 
在邻近层上进行迭层走线。当电路弯曲时走线压缩会产生问题;反之,将走线交错排列则可以避免工型梁(I-beam)效应(会引发产生断裂的应力和压缩)。


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