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王伟

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通过柔性和刚硬的PCB简化装配并提高可靠性

  昂贵且复杂的离散互连电缆会降低设计的可靠性,增加设计成本和总体设计尺寸。幸运的是,还有其他形式的柔性和柔性刚硬的PCB.柔性PCB可以为您提供满足您的设计互连要求的经济高效且方便的解决方案,并具有具有PCB的可重复性和可靠性的附加优势。分立的互连具有本质上不同的导体方向,而柔性PCB将所有导体保持在固定的特殊方向上。成分的这种一致性允许对柔性PCB导线进行精确建模,并实现更可预测的设计。此外,柔性PCB可以包括金手指触点,以使柔性PCB的边缘可以用作连接器的凸形部分,并可以容纳高密度设计。因此,这种柔性PCB可以用来代替绝大多数传统的离散互连解决方案,同时仍然允许高度模块化的设计。
  除了提供一种有效的方法来产生设计的互连解决方案之外,柔性PCB还可以容纳组件,并且是整个解决方案的基础。使用柔性PCB代替传统PCB可以实现越来越小的传统PCB设计,这些设计能够安装在原本无法容纳传统PCB的外壳中。可以将组件安装到灵活的解决方案上,而不是将组件安装到刚性PCB上,它们将与外形合适的外壳相符。此外,可以用加固基板加固柔性PCB的部分,以提高可靠性。最后,柔性印制电路板可提供最轻巧的解决方案,因为与传统PCB相比,柔性印制电路板的单位面积重量显着降低。
  柔性PCB还具有固有的抗振动优势。由于其固有的抗振动性,它们通常用于汽车设备,也非常适合具有机械组件的电子产品。因此,它们被广泛用于印刷机,硬盘和键盘。
  刚柔结合的PCB展示了传统PCB和柔性解决方案中的优点。采用刚柔设计,内置了两块板之间的互连。采用刚柔解决方案可使设计人员在单个组装步骤中容纳三维解决方案。使用刚柔性印制电路板而不是传统印制电路板和离散连接可以减少最终产品的组装时间,并最终带来更可靠的产品。近年来,刚柔解决方案的使用量不断增长,这证明了刚柔解决方案所提供的实用规程。
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  这是由PCB制造商制造的两个刚性刚硬PCB样品:
  柔性或刚柔解决方案的设计过程与传统PCB板非常相似,另外需要注意的是,板的柔性部分在机械质量方面需要特别注意。一旦创建了灵活设计的二维布局,最好使用3D建模软件创建您的灵活设计的模型,或者创建该设计的纸制模型。使用此方法,您可以测试设计是否符合柔性基板的机械规格。除此之外,您的设计不需要弯曲半径小于柔性PCB允许的弯曲半径。可以参考IPC-2223来确定特定设计的最小弯曲半径。
  其他设计技巧包括:考虑在柔性电路上逐层错开走线,以提供更高水平的灵活性。导体应始终垂直于弯曲半径布线,以提高可靠性和灵活性。终端区域应使用加劲肋进行加劲。屏蔽应使用交叉阴影线而不是实心平面。通孔应远离弯曲区域。
  在发送设计进行制造之前,请考虑您的柔性板在设计过程中是否可弯曲,并在将其嵌套在生产板上时将其设计为尽可能具有最高的密度。如果可以使用弯曲来达到特定的尺寸,则在安装中而不是在初始设计中进行弯曲。最后,与刚性刚度设计相比,使用带有柔性PCB的加劲肋可能是一种更具成本效益的解决方案。当您在设计中只需要少量的层时,使用在板的关键部分添加了加强筋的柔性PCB可能更具成本效益。仅当您的设计具有非常大的层数要求时,才应考虑采用刚柔结合的解决方案。
  最后,填充柔性PCB与填充刚性PCB非常相似。进行柔性PCB组装时,请考虑以下技巧:
       •在填充柔性PCB之前,将其烘烤一个小时,以消除吸收的水分。
      •将柔性PCB固定在硬表面上,以在焊接到设备时提供尺寸稳定性。
      •将手工焊接设备焊接到柔性PCB上时,请在焊接密集的固定设备周围跳来跳去,以免柔性PCB的某些部分过热。
  总而言之,灵活而刚柔的PCB可以大大降低您下一个产品的制造过程的成本和复杂性。柔性PCB是传统分立布线解决方案的出色替代品,以灵活的外形尺寸提供了PCB的可重复性和可靠性。此外,刚柔性PCB提供了创建高度复杂的三维设计的机会,同时保持了较低的组装成本,高水平的可重复性和可靠性。简而言之,柔性PCB将使您能够解决成本高昂,制造过于复杂或根本不可能实现的设计。使用基于柔性或刚性的PCB将您的设计提升到一个新的水平。



原作者:booksoser 汽车电子工程知识体系

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