Hvis du har beskæftiget dig med elektronik og printkortdesign, er du sikkert stødt på udtrykket "Stivt fleksibelt printkort". Rigid-flex PCB'er vinder popularitet for deres fleksibilitet, holdbarhed og pladsbesparende egenskaber. Ved at kombinere fleksible og stive substrater på et enkelt bord kan designere maksimere funktionaliteten af ​​deres enheder og samtidig minimere størrelsesbegrænsninger. Her i denne omfattende guide vil Capel dykke ned i de grundlæggende trin og bedste praksis for at designe et stift-flex printkort. Uanset om du er en erfaren professionel eller ny til PCB-design, vil denne artikel give dig den viden og de værktøjer, du skal bruge for at skabe robuste og pålidelige stive fleksible PCB'er.

Indholdsfortegnelse:

Forståelse af Rigid-Flex printkort

Fordele ved rigid-flex printkort

Designovervejelser for stive, fleksible PCB'er

Rigid-flex PCB designproces

Værktøjer og software til Rigid-Flex PCB Design

Test og fremstilling af stive-flex PCB'er

Som konklusion

Forstå Pcb Rigid Flex:

Før du dykker ned i designprocessen, er det afgørende at have en klar forståelse af, hvad et rigid-flex PCB er. Et rigid-flex PCB er et hybridt printkort, der kombinerer fleksible og stive substrater i en enkelt struktur. Ved at integrere fleksible trykte kredsløb med stive dele øger disse kort pålideligheden, reducerer størrelsen og øger holdbarheden sammenlignet med traditionelle PCB'er. De fleksible områder giver mulighed for 3D-konfiguration, mens de stive dele giver stabilitet og støtte til samlingen.

Fordele ved Rigid Flex Board:

Brugen af ​​stive-flex PCB'er bringer flere fordele, der gør dem til et attraktivt valg til mange applikationer. Disse fordele

omfatte:

Pladsbesparende:En af de vigtigste fordele ved stive-flex PCB'er er deres evne til at spare plads. Disse boards integrerer flere boards i én kompakt struktur ved at eliminere stik og ledninger. Dette reducerer ikke kun den samlede størrelse af den elektroniske enhed, men reducerer også dens vægt, hvilket gør den velegnet til kompakte bærbare applikationer.

Forbedret pålidelighed:Rigid-flex PCB'er har højere pålidelighed sammenlignet med konventionelle PCB'er. Kombinationen af ​​fleksible og stive underlag giver stabilitet til samlingen, hvilket reducerer risikoen for brud eller svigt. Den fleksible del absorberer mekanisk belastning og forhindrer skader fra vibrationer, stød eller temperaturændringer. Denne øgede pålidelighed sikrer, at elektroniske enheder forbliver funktionelle selv under udfordrende miljøforhold.

Designfleksibilitet:Rigid Flex Circuit Boards tilbyder uovertruffen designfleksibilitet. De understøtter 3D-konfigurationer og komplekse layouts, hvilket gør det muligt for designere at skabe innovative og kompakte løsninger til komplekse elektroniske enheder. Denne fleksibilitet åbner mulighed for unikke og brugerdefinerede designs skræddersyet til specifikke applikationer.

Forbedret holdbarhed:Ved at eliminere stik og kabler minimerer stive-flex PCB'er risikoen forbundet med løse forbindelser eller ledningstræthed. Fraværet af bevægelige dele øger holdbarheden yderligere, fordi der er færre fejlpunkter. Derudover har den fleksible del af printkortet fremragende modstandsdygtighed over for vibrationer, stød og ekstreme temperaturændringer, hvilket gør det velegnet til barske miljøer.

Omkostningseffektiv:Selvom startomkostningerne for Rigid Flex-kredsløbskort kan være lidt højere end traditionelle stive PCB'er, kan de spare penge i det lange løb. Eliminering af stik og ledninger reducerer samlingens kompleksitet og tid, hvilket reducerer arbejdsomkostningerne. Derudover kan pålideligheden og holdbarheden af ​​stive-flex-plader reducere vedligeholdelses- og reparationsomkostninger, hvilket forbedrer den samlede omkostningseffektivitet i det lange løb.

Designovervejelser for rigid flex designguide:

At designe et stift-flex print kræver omhyggelig overvejelse af forskellige faktorer for at sikre optimal ydeevne og pålidelighed.

Her er nogle vigtige designovervejelser, du skal huske på:

en. Mekaniske begrænsninger:Forstå og analysere udstyrs mekaniske begrænsninger. Bestem det nødvendige bøjningsområde, foldningsvinkel og eventuelle stik eller komponenter, der kan kræve yderligere støtte. Fleksible sektioner er designet til at modstå gentagne bøjninger og foldninger uden at gå på kompromis med deres funktionalitet.

b. Trace Routing:Sørg for korrekt sporingsrouting for at opretholde signalintegriteten. Undgå at placere spor i nærheden af ​​bøjningsområder for at minimere risikoen for kortslutninger eller signalinterferens. Oprethold korrekt afstand mellem sporene for at forhindre krydstale og signalforringelse. Overvej at bruge impedanskontrollerede spor til højhastighedssignaler for at minimere signalrefleksioner og -tab.

c. Komponentplacering:Optimer komponentplacering for at sikre stabilitet og undgå interferens med buede områder. Overvej komponentstørrelse, vægt og termiske egenskaber for at forhindre stresskoncentrationer i fleksible områder. Placer tungere komponenter på stive sektioner for stabilitet, og undgå at placere høje komponenter, der kan forstyrre brættets bøjning eller foldning.

d. Materialevalg:Vælg materialer, der passer til de fleksible og stive dele af printkortet. Overvej fleksibilitet, varmebestandighed og kompatibilitet med fremstillingsprocesser. Fleksible materialer skal have god bøjelighed og holdbarhed, mens stive materialer skal have tilstrækkelig mekanisk styrke. Sørg for, at det valgte materiale er kompatibelt med monterings- og loddeprocessen.

e. Kobberbalance:Opretholder en afbalanceret fordeling af kobber på printkortet for at forhindre vridning, revner eller andre mekaniske fejl. Brug korrekt kobbertykkelse og mønsterfordeling for at minimere stresskoncentrationer. Undgå tunge kobberspor eller høj kobberdensitet i bøjelige områder for at forhindre mekanisk belastning og svigt.

F. Design til fremstillingsevne:Arbejd tæt sammen med producenterne gennem hele designprocessen for at sikre fremstillingsevnen af ​​stive-flex PCB'er. Overvej mulighederne og begrænsningerne ved fremstillings- og montageprocesser, såsom laminering, boring og ætsning. Optimer design for at forenkle fremstilling, montering og test.

Rigid-flex PCB designproces:

At designe et robust, stivt-flex PCB involverer flere kritiske trin for at sikre et vellykket og pålideligt design. Her er et trin-for-trin

guide til designprocessen:

Definer designkrav:Start med klart at definere projektets krav, herunder ønsket funktionalitet, elektriske specifikationer og mekaniske begrænsninger. Dette vil give et solidt grundlag for designprocessen.

Skematisk design:Opret kredsløbsskemaer for at etablere elektriske forbindelser og komponentplacering. Dette trin hjælper med at bestemme det overordnede layout af printkortet og sikrer, at alle nødvendige komponenter er inkluderet.

Definition af bordform:Bestem den overordnede størrelse og form af den stive-flex-plade. Overvej udstyrsstørrelse og eventuelle mekaniske begrænsninger, såsom tilgængelig plads eller specifikke installationskrav.

Komponentplacering:Placer komponenter på en stiv del af pladen, og sørg for tilstrækkelig afstand til kobberspor. Overvej termisk styring og undgå at placere komponenter, der kan forstyrre fleksible dele. Dette trin hjælper med at optimere layoutet for ydeevne og fremstillingsevne.

Trace Routing:Før kobberspor på tavlen, og placer kritiske signaler på så stive komponenter som muligt. Vær meget opmærksom på impedanstilpasning, støjstyring og undgå højhastighedssignalkrydsninger. Følg bedste praksis for signalintegritet, og overvej eventuelle specifikke krav til stive-flex-design.

Fleksibelt design:Efter den stive ledningsføring er færdig, skal du fokusere på ledningsføring af den fleksible del af printpladerne. Bemærk kravene til stablering, sporbredde og afstand, som producenten har angivet. Sørg for, at designet følger producentens retningslinjer for flex PCB-design for at sikre pålidelighed og holdbarhed.

Valider designet:Udfør en grundig designkontrol med passende softwareværktøjer. Dette omfatter kontrol af designregler (DRC), kontrol af elektriske regler (ERC) og analyse af signalintegritet. Kontroller, at designet opfylder alle krav og sikrer korrekt funktionalitet.

Generering af produktionsdokumenter:Generer alle nødvendige fremstillingsdokumenter i henhold til producentens krav. Dette omfatter oprettelse af Gerber-filer, borefiler og montagetegninger. Sørg for, at fremstillingsdokumenter nøjagtigt afspejler designet og giver alle de nødvendige oplysninger til fremstilling og montering.

Gennemgå med producent:Arbejd tæt sammen med din valgte producent for at gennemgå designet og sikre, at det opfylder dets fremstillings- og monteringsmuligheder. Arbejd med producenten for at løse eventuelle spørgsmål eller bekymringer og foretag de nødvendige justeringer af designet.

Værktøjer og software til Rigid-Flex PCB-design:

Design af stive flex-kredsløb kræver brug af specialiserede værktøjer og software for at sikre nøjagtige og pålidelige resultater. Her er

nogle populære softwareværktøjer, der bruges i branchen:

en. Altium Designer:Kendt for sine omfattende designmuligheder tilbyder Altium Designer 3D-modellering, kontrol af designregler, analyse af signalintegritet og en brugervenlig grænseflade.

b. Kadence Allegro:Cadence Allegro leverer et kraftfuldt sæt værktøjer til at designe stive-flex PCB'er. Det giver avanceret funktionalitet til routing, højhastighedsdesign og begrænsningsstyring.

c. Mentor Xpedition:Mentor Xpedition bruges i vid udstrækning til komplekse PCB-designs, herunder stive-flex PCB'er. Det giver et omfattende komponentbibliotek, omfattende designregelkontrol og signalintegritetsanalyse.

d. Eagle PCB:Eagle PCB er et populært valg for begyndere og små projekter. Det tilbyder en intuitiv grænseflade, skematisk optagelse og layout-editorer og fleksibel designregelkonfiguration.

e. OrCAD:OrCAD PCB Designer er en alsidig softwarepakke, der understøtter komplet printkortdesign, inklusive stive fleksible printkort. Det giver funktioner såsom design for manufacturability (DFM) kontrol, real-time design feedback og højhastigheds routing.

f. SolidWorks:Dette er en populær mekanisk designsoftware, der kan bruges sammen med PCB-designsoftware til at skabe nøjagtige 3D-modeller af PCB flex-komponenter. Det tillader visualisering af PCB'et i samlet form og hjælper med at identificere enhver potentiel interferens eller monteringsproblemer.

g. PUDER:PADS er en PCB-designsoftware fra Mentor Graphics, som giver omfattende design- og simuleringsfunktioner. Den tilbyder funktioner, der er skræddersyet til stift-fleks PCB-design, herunder fleksibel designregelkontrol og dynamisk 3D-visualisering.

h. KiCad:KiCad er en open source PCB-designsoftware, der giver omfattende designværktøjer til rigid-flex PCB-design. Det giver en intuitiv grænseflade, skematisk optagelse og layoutredigeringsfunktioner og understøtter fleksibelt PCB-design og routing.

jeg. SOLIDWORKS PCB:Denne software kombinerer mekaniske og elektriske designegenskaber, hvilket gør den ideel til design af stive-flex boards. Det muliggør effektivt samarbejde mellem mekaniske og elektriske designteams og sikrer præcis integration af PCB flex og stive komponenter.

Når du vælger et softwareværktøj til rigid-flex PCB-design, er det vigtigt at overveje faktorer som kompleksiteten af ​​designet, designteamets ekspertise og budgetbegrænsninger. Det anbefales at evaluere funktionerne, funktionaliteten og brugervenligheden af ​​forskellige værktøjer, før du træffer en beslutning.Shenzhen Capel fremstiller stive fleksible printplader siden 2009. Ethvert spørgsmål er velkommen til at kontakte os.

Test og fremstilling af semi-stive Flex PCB:

Når designet er færdigt, er det afgørende at kombinere test- og fremstillingsovervejelser for en vellykket implementering

af et stift-flex printkort. Her er nogle vigtige trin i test- og fremstillingsprocessen:

en. Prototype udvikling:En prototype af et rigid-flex PCB-design skal skabes, før det går i serieproduktion. Prototyping muliggør grundig test og validering af designs. Det hjælper med at opdage eventuelle designfejl eller potentielle problemer tidligt, så de nødvendige ændringer kan foretages.

b. Produktionsgennemgang:I tæt samarbejde med producenten bliver designet gennemgået for at sikre, at det er i stand til at fremstille og montere. Diskuter fremstillingsanbefalinger såsom materialevalg, stabledesign og specifikke krav til stive og fleksible områder. Dette trin er afgørende for at sikre en problemfri fremstillings- og montageproces.

c. Design til testbarhed (DFT):Overvej designaspekter, der forbedrer testbarheden af ​​stive-flex PCB'er. Implementer funktioner såsom testpunkter, adgangstavler eller indbygget selvtest (BIST) for at lette test under fremstilling og gennem hele produktets livscyklus. DFT-overvejelser hjælper med at forenkle testprocessen og opdage eventuelle potentielle problemer.

d. Automatiseret optisk inspektion (AOI):Brug AOI-systemet til at udføre automatisk optisk inspektion af det fremstillede stive-flex PCB. AOI-systemer kan detektere potentielle produktionsfejl såsom kortslutninger, åbner, forkert justerede komponenter eller loddesamlinger. Dette trin sikrer kvaliteten og pålideligheden af ​​de fremstillede plader.

e. Pålidelighedstest:Strenge pålidelighedstest udføres på den fremstillede rigid-flex-plade. Denne test inkluderer miljøbelastningstest, termisk cykling, vibrationstest og funktionstest af brættet. Pålidelighedstest verificerer PCB'ets holdbarhed og ydeevne under virkelige forhold.

F. Designdokumentation:Vedligeholde omfattende designdokumentation, herunder stykliste, samlingstegninger, testplaner og testspecifikationer. Dette dokument er vigtigt for fejlfinding, reparationer og fremtidige revisioner. Den kan bruges som reference for hele produktets livscyklus.

Ved at følge disse trin kan Capel pcb-producenter sikre succesfuld test og fremstilling af rigid-flex boards, hvilket resulterer i højkvalitets og pålidelige produkter.

Sammenfattende:

Design og fremstilling af stift fleksibelt printkort kræver en grundig forståelse af de involverede mekaniske, elektriske og fremstillingsaspekter. Ved at følge principperne, der er beskrevet i denne vejledning, sikrer Capel succesfuldt design, test og fremstilling af robuste og pålidelige stive-flex PCB'er. Rigid-flex sparer plads, øger holdbarhed og fleksibilitet, hvilket gør det til en værdifuld løsning i forskellige industrier. Det er vigtigt at holde sig ajour med de nyeste designværktøjer, materialer og fremstillingsprocesser for fuldt ud at udnytte potentialet i stive-flex PCB'er og bidrage til elektronisk designinnovation. Ved at implementere disse strategier skaber Capel banebrydende PCB-løsninger, der opfylder elektronikindustriens stadigt skiftende behov.
Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. etablerede sin egen Rigid Flex Pcb-fabrik i 2009, og det er en professionel Flex Rigid Pcb-producent. Med 15 års rig projekterfaring, stringent procesflow, fremragende tekniske evner, avanceret automatiseringsudstyr, omfattende kvalitetskontrolsystem, og Capel har et professionelt ekspertteam til at give globale kunder højpræcision, højkvalitets stiv flexboard, Hdi Rigid Flex Pcb, Rigid Flex Pcb Fabrication, Fast Turn Rigid Flex Pcb, quick turn pcb prototyper. Vores lydhøre præ-sales og after-sales tekniske tjenester og rettidig levering gør det muligt for vores kunder hurtigt at gribe markedsmuligheder for deres projekter.