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PCB設(shè)計

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剛性與柔性 PCB:哪一種最適合您的下一個項目?

發(fā)布日期:2024-02-20

了解剛性 PCB 與柔性 PCB(柔性線路板,何時最好使用一種類型而不是另一種類型,并了解與每種 PCB 類型相關(guān)的一些制造步驟。

印刷電路板并不總是“板”

當使用術(shù)語“PCB”時,許多人會想到剛性PCB(印刷電路板)。但是,術(shù)語 PCB 可以指剛性 PCB 或柔性 PCB。柔性 PCB 通常被稱為柔性電路,但它們也有其他名稱,包括柔性板、柔性電路板、柔性印刷電路板,以及更正式的柔性電子產(chǎn)品。柔性電路最近獲得了巨大的普及,因為它們可以成型、彎曲、扭曲和折疊成無限的配置。然而,最終, 剛性 PCB 和柔性 PCB 在最基本的意義上具有相同的最終功能, 即將各種電氣和機械組件連接在一起.

何時使用剛性,何時使用柔性

剛性 PCB 的成本通常低于柔性電路.我之所以說“典型”,是因為在考慮總擁有成本時,有些應(yīng)用在使用柔性 PCB 時,與使用剛性 PCB 相比可能更便宜。要真實準確地了解總擁有成本,您首先需要了解這樣一個事實,即柔性電路可以消除對連接器、線束和其他電路板等組件的需求。通過從設(shè)計中去除這些組件,材料成本、人工和裝配成本以及廢料成本都降低了。

許多電子設(shè)備(筆記本電腦和臺式電腦、音頻鍵盤、固態(tài)硬盤 (SSD)、平板電視和顯示器、兒童玩具和各種電子產(chǎn)品)都使用剛性 PCB 而不是柔性 PCB。然而,柔性電路可以在超緊湊和/或高性能設(shè)備中找到,包括 GPS 裝置、平板電腦、智能手機、相機和可穿戴設(shè)備。

更復雜的電路并不是使用柔性電路的唯一原因;低技術(shù)應(yīng)用(例如柜臺下 LED 燈,見下圖)可能會使用柔性電路技術(shù),在某些情況下,因為它使安裝變得更加容易。

LED柔性燈條

LED柔性燈條

最后,如果需要,柔性電路和剛性電路可以一起使用,作為統(tǒng)一的PCB。這種方法也許可以兩全其美。

由剛性和柔性 PCB 組成的 PCB 設(shè)計

由剛性和柔性 PCB 組成的 PCB 設(shè)計

剛性PCB和柔性電路之間的一些異同

在設(shè)計剛性 PCB 時, 必須遵循某些設(shè)計規(guī)則, 包括最小孔尺寸, 最小空間和走線寬度, 到電路板邊緣的最小距離, 以及銅和整體設(shè)計厚度.此外, 剛性和柔性 PCB 之間共享許多制造工藝步驟.這些工藝步驟包括孔和通孔的鉆孔和電鍍、照片成像和顯影、銅跡線、焊盤、輪廓和平面的蝕刻,以及電路板的加熱(烘烤)以去除 PCB 中的水分。在制造過程中的這一點上,剛性 PCB 前往阻焊站,而柔性電路則前往覆蓋層站。

柔性電路疊加

柔性電路覆蓋層,也稱為覆蓋層,是一種用于封裝和保護柔性電路的外部電路的層壓工藝。柔性電路的覆蓋膜類似于剛性 PCB 的阻焊層,但有一個很大的區(qū)別......覆蓋膜是柔韌的!根據(jù) allflexinc.com 的說法,“覆蓋膜通常是涂有熱固性粘合劑的聚酰亞胺薄膜。薄膜厚度從0.0005“到0.005”不等,最常見的是0.001“和0.002”。

帶覆蓋層的柔性電路

帶覆蓋層的柔性電路

聚酰亞胺和粘合劑覆蓋層使用壓力和熱量進行層壓,熱量有助于粘合劑輕松流動并填充走線和墊之間的任何間隙;這樣可以防止空氣滯留在各層之間。allflexinc.com 再次表示:“膠粘劑的流動是必要的,因為它有助于確保完全的表面接觸和封裝。粘合劑往往會在下圖所示的開口周圍略微滲出。這種滲出通常被稱為'膠粘劑擠出',實際上是一種理想的現(xiàn)象。

柔性電路覆蓋膠擠出

柔性電路覆蓋膠擠出

覆蓋層壓過程完成后,使用鉆孔、布線或激光切割制作任何組件和/或特征開口。不能使用蝕刻。

剛性和柔性PCB的IPC標準

以下 IPC 標準列表適用于剛性 PCB 和柔性電路.請注意,此列表并非詳盡無遺,可能需要考慮其他IPC標準。您應(yīng)該查閱 ipc.org 網(wǎng)站,了解可用的IPC標準的完整列表。

IPC-2221A,印制板設(shè)計通用標準

IPC-2223,柔性印制板的分段設(shè)計標準

IPC-4101,剛性和多層印制板基材規(guī)范

IPC-4202,用于柔性印刷電路的柔性基底電介質(zhì)

IPC-4203,用作柔性印刷電路和柔性粘合劑粘合膜蓋板的粘合劑涂層介電薄膜

IPC-4204,用于柔性印刷電路制造的柔性金屬包層電介質(zhì)

IPC-6013,柔性印刷布線的鑒定和性能規(guī)范

綜上所述

盡管剛性和柔性印刷電路板從根本上服務(wù)于相同的目的——將各種電氣和機械組件連接在一起——但這兩種技術(shù)在生活中都有其地位。雖然剛性和柔性 PCB 都使用許多相同的設(shè)計規(guī)則, 但柔性 PCB 由于其額外的制造工藝步驟而需要一些額外的規(guī)則.盡管剛性 PCB 至少在最初看起來成本較低,但在宣布柔性電路太貴之前,絕對應(yīng)該考慮設(shè)計的總擁有成本。

最后,需要注意的是,并非所有板房都能夠制造柔性 PCB。 在開始柔性電路設(shè)計之前,您應(yīng)該采訪多個板廠并討論柔性 PCB 構(gòu)建選項和相關(guān)成本。

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