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剛柔結合PCB：DFM和設計規則注意事項
剛柔結合PCB：DFM和設計規則注意事項
剛柔結合印刷電路板(PCB) 在各個行業中變得越來越流行，從消費電子產品到航空航天和國防。雖然柔性PCB已經存在多年，但在混合中添加剛性組件開辟了一個全新的設計可能性世界。
然而，設計和制造剛柔結合PCB并非沒有挑戰。在這篇博文中，我們將了解剛柔結合PCB的一些關鍵設計和制造注意事項，包括：
可制造性設計(DFM)
確保符合設計規則
管理散熱問題
我們還將提供有關克服與剛柔結合PCB設計和制造相關的一些挑戰的技巧。
可制造性剛性柔性PCB設計(DFM)
設計剛柔結合PCB時最重要的考慮因素之一是可制造性。由于剛柔結合PCB的獨特結構，在設計過程中必須考慮幾個挑戰。
與剛撓結合PCB可制造性相關的一些關鍵挑戰包括：
確保剛性層和柔性層之間的正確配準
避免焊點出現空隙
最大限度地減少翹曲和彎曲
讓我們仔細看看這些挑戰中的每一個。
確保剛性層和柔性層之間的正確配準
剛柔結合PCB設計最重要的方面之一是確保剛柔層之間的正確配準。這可能是一個挑戰，因為這兩層需要完美對齊以避免組裝過程中出現問題。
確保剛性層和柔性層之間正確配準的最流行方法是使用對齊孔。對準孔是PCB上的小開口，允許在組裝過程中插入對準銷。這可確保剛性層和柔性層在焊接前正確對齊。
確保正確配準的另一種方法是使用基準。基準是通常放置在PCB角落的小型圓形特征。它們可用于組裝期間的對準，但也可用于自動光學檢測(AOI)期間的校準。
避免焊點出現空隙
與剛柔結合PCB設計相關的另一個挑戰是避免焊點出現空洞。這在使用無鉛焊料時可能是個問題，因為它們往往具有較低的熔化溫度并且更容易形成空隙。
有幾種不同的方法可以避免焊點出現空洞。最常見的方法是使用交錯的過孔。交錯通孔是相互偏移的小孔。這有助于均勻分布熱量，防止在焊點中形成空隙。
除此之外，還可以使用銅柱來避免焊點出現空洞。銅柱是放置在PCB周邊周圍的小銅柱。它們有助于將熱量從焊點傳導出去，防止形成空隙。
使用剛柔結合PCB最大限度地減少翹曲和彎曲
設計剛柔結合PCB時的另一個挑戰是盡量減少翹曲和彎曲。對于較大的電路板，這可能是一個問題，因為它們在組裝過程中更容易翹曲。
有不止一種方法可以最大限度地減少翹曲和彎曲。然而，最常用的是加強筋。加強筋是放置在PCB底部的小塊材料。它們有助于支撐電路板并防止其在組裝過程中翹曲。
另一種減少翹曲和彎曲的方法是使用銅填充。銅填充是一種涉及用銅填充PCB未使用區域的技術。這有助于增加電路板的剛度并防止其在組裝過程中翹曲。
確保符合剛柔結合PCB設計規則
設計剛柔結合PCB時的另一個重要考慮因素是確保符合設計規則。這一點很重要，因為剛柔結合PCB的設計規則與傳統PCB不同。
設計剛柔結合PCB時的一些關鍵考慮因素包括：
走線寬度和間距
孔徑和環形圈
阻焊間隙Z
絲印清關
讓我們詳細討論這些注意事項：
走線寬度和間距
設計剛柔結合PCB時的關鍵考慮因素之一是走線寬度和間距。這一點很重要，因為走線需要承受裝配過程中彎曲的機械應力。剛柔結合PCB的推薦走線寬度為6 mil。推薦的走線間距為10 mil。
孔徑和環圈
設計剛柔結合PCB時的另一個重要考慮因素是孔尺寸和圓環。必須考慮孔尺寸，因為較小的孔不足以在組裝過程中容納定位銷。因此，剛柔結合PCB的最佳孔尺寸為0.040英寸，而環形環的最佳孔尺寸為0.015英寸。
阻焊間隙
阻焊層間隙是銅跡線和阻焊層之間的空間。該空間對于確保在剛柔結合PCB組裝期間有足夠的焊料流動空間以及防止走線之間發生短路非常重要。
阻焊間隙的寬度取決于走線的寬度、阻焊層的厚度和銅的厚度。對于窄走線，間隙應至少為0.007英寸，對于寬走線，間隙至少應為0.010英寸。
絲印間隙
絲印間隙只是印刷表面邊緣和設計開始之間的少量空間。這種間隙確保設計將印刷在柔性電路上的正確位置，無論電路有多薄或多精細。在大多數情況下，0.010英寸的絲印間隙足以確保準確打印。
管理散熱問題
熱管理是任何電子設備設計中的關鍵考慮因素，但在柔性和剛柔結合PCB的情況下尤為重要。在設計柔性或剛柔結合PCB時，必須考慮許多因素，包括所用材料的熱特性、熱膨脹對電路板的影響以及是否需要足夠的冷卻。
通過一些簡單的設計考慮，您可以幫助確保您的剛柔結合PCB不會過熱并對敏感組件造成損壞。
熱過孔
幫助管理剛柔結合PCB上的熱量積聚的一種方法是使用熱通孔。過孔是將PCB的不同層連接在一起的小孔。通過在戰略位置放置散熱通孔，您可以幫助將熱量從關鍵組件中散發出去。
輕質材料
另一種管理剛柔結合PCB熱量積聚的方法是使用輕質材料作為基板。較輕的基材質量較小，這意味著它比較重的基材加熱得更慢。
散熱器
第三種管理剛撓結合PCB熱量積聚的方法是使用散熱器。散熱器是一塊金屬，有助于將熱量從PCB上散發出去。通過將散熱器連接到您的PCB，您可以幫助保持關鍵組件的冷卻。
導熱膠帶
第四種管理剛柔結合PCB熱量積聚的方法是使用導熱膠帶。導熱膠帶是一種特殊類型的膠帶，旨在散熱。這些taope確保在放置在PCB層之間后保持元件冷卻。
最后的話
為確保您的剛柔結合PCB設計可制造，在流程的早期考慮DFM和設計規則非常重要。通過與合格的剛撓結合PCB制造商合作，您可以避免常見問題，并將您的產品快速有效地推向市場。