刚柔结合PCB将刚性PCB的稳定性和柔性PCB的柔性结合成一个整体设计,是印刷电路板的创新结构。然而,刚柔结合PCB的设计比传统PCB难度大得多。同时,需要注意的点很多,特别是刚性PCB和柔性PCB之间的连接区域,过孔的电路布局和设计,必须严格遵循设计规则的要求。
刚柔结合PCB的优缺点
优势
由于刚柔结合PCB具有刚性PCB和柔性PCB的特点,因此可用于有特殊要求的产品,可以;
- 灵活的形状和尺寸:使用刚柔结合PCB更容易在更小的内部空间中组装更多组件,因为它可以根据特定轮廓改变外观。刚柔结合PCB有助于降低最终产品的尺寸和重量,并节省整个系统成本。
- 高密度布局:刚柔结合PCB可以在有限的空间内实现更高的电路密度,提高电路的性能和功能。
- 稳定性和可靠性:刚性部分为电路提供稳定的支撑,确保稳定性和可靠性。柔性部分可以适应各种形状和尺寸的封装,并提高电路板的可靠性。
- 更大的设计自由度:刚柔结合PCB让PCB设计人员在设计过程中有更大的自由度,PCB的形状和尺寸可以根据要求自由改变,以满足不同应用场景的需求。
弊
- 制造难度高:刚柔结合PCB的制造工艺相对复杂,需要特殊的设备和技术,制造难度高,可能导致交货时间较长,成本高。
- 难以修复:由于刚柔结合PCB是刚性PCB和柔性PCB的结合,增加了维护和维修的难度,一旦发生故障,可能需要更复杂的维修作。
- 合格率相对较低:由于制造程序复杂,刚柔结合PCB的合格率较低,这会增加制造成本并影响交货时间。
- 可靠性受环境影响:环境因素对刚柔结合PCB的可靠性影响很大,例如温度、湿度等。在恶劣的环境下,刚柔结合PCB的性能会受到影响。
选择刚柔结合PCB的要点
- 可靠性:刚柔结合PCB有效解决了FPC的可靠性问题,避免了连接器连接造成的安装不便、短路、脱落等。
- 综合成本:虽然刚柔结合PCB的单位面积成本相当高,但可以节省连接器成本,减少组装时间和维修率,提高可制造性和可靠性。在批量生产的情况下,综合成本可能会更低。
- 更好的信号质量:没有连接器,电路连续性更好,信号完整性更好。
设计刚柔结合PCB时应注意哪些问题?
加固
在设计PCB之前,设计人员需要确定是否有必要将电路板设计为刚柔结合PCB。如果刚性部分仅用于加固目的,则可以将电路板设计为柔性PCB和增强板,因为这种结构的成本低于刚柔结合PCB。
叠层
层压结构应设计得尽可能对称,柔性层应设计在中间位置,这样可以增加产品的柔韧性,降低加工难度,从而降低加工成本。

对称结构(建议)

不对称(不推荐)
通孔位置
设计者最好避免将通孔定位在柔性区域,否则通孔会影响柔韧性,增加加工成本。

垫位置
设计人员最好避免将焊盘放置在柔性区域,否则焊盘会影响柔性并增加加工成本。

孔间距
如果刚性PCB上应该有通孔,则通孔与刚柔PCB边缘之间的间距应至少为2mm,如果可能的话,间距应更宽,因为覆盖层应覆盖柔性PCB,并且与孔也有一定的间距。

- 应考虑FPC的弯曲半径,以免损坏。
- 成品刚柔结合PCB的总面积应尽可能小,优化设计以降低制造成本。
- 应考虑组装后的三维结构。
- 柔性PCB的层数应合理设计。
- FPC的长度应大于3mm。
在本文中,我们详细讨论了刚柔结合板的优缺点以及注意事项。刚柔结合PCB作为电子工程领域的一项重要创新,充分体现了软硬件协同设计的优势,能够有效提高系统性能、降低成本、缩短开发周期。随着技术的不断进步,刚柔结合板将在更多领域发挥关键作用,推动行业走向更高集成度和更智能化。未来,我们期待通过不断的技术优化和应用探索,进一步释放刚柔结合板的潜力,为行业发展注入新的动力。
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今天我们就来聊聊PCB!