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ICU探視方案系統(tǒng)廠家 詳細(xì)解析柔性印刷電路板(PCB)的設(shè)計(jì)方法、類型等

2023-10-21 10:49

柔性印刷電路板PCB 是一種特殊類型的電路板,可以彎曲成所需的應(yīng)用形狀。與普通的剛性電路板相比,這種類型的電路板將導(dǎo)電通路和電氣元件放置在柔性基材上。靈活的PCB設(shè)計(jì)在構(gòu)建現(xiàn)代緊湊型電子設(shè)備(如電話、相機(jī)、助聽器等)時(shí)有很多好處。因此,如果你是從事此類項(xiàng)目的技術(shù)人員,這里有一篇關(guān)于印刷電路板PCB設(shè)計(jì)方法、類型的詳細(xì)解析。
剛性與柔性 PCB 雖然剛性和柔性 PCB的目的都是在緊湊的電路設(shè)計(jì)中連接電子元件,但兩者是不同的。
主要區(qū)別在于基板材料。柔性 PCB 具有通常由聚酰亞胺薄膜組成的柔性基板,而剛性類型則具有玻璃纖維基板。
由于彎曲,制造商還使用柔性軋制退火銅代替剛性電沉積銅來制作導(dǎo)電層。

帶有白色連接器的柔性電路板
在制造這些部件時(shí),柔性 PCB 會(huì)通過覆蓋工藝來保護(hù)暴露的電路,而剛性類型則使用阻焊層。前者也更貴,但整體產(chǎn)品成本可能更便宜,因?yàn)槟梢钥s小您計(jì)劃制造的設(shè)備的尺寸。

用于計(jì)算機(jī)的剛性電路板
那么,哪一個(gè)更好呢?
這取決于應(yīng)用程序。柔性 PCB 是緊湊型電子設(shè)備和電器的理想選擇,例如電話、助聽器和可穿戴設(shè)備。但是,剛性板更適合空間較大的設(shè)備,例如計(jì)算機(jī)和電視。
您可以將兩者結(jié)合起來形成一個(gè)剛?cè)峤Y(jié)合板,其中一半的設(shè)計(jì)在剛性板中,其余的在柔性電路中。

剛?cè)峤Y(jié)合板
制作剛?cè)峤Y(jié)合 PCB 的方法 基本的剛性 PCB 在設(shè)計(jì)階段只需要Gerber 文件層。然而,剛?cè)峤Y(jié)合板需要 3D 設(shè)計(jì)軟件在制造之前在 3D 空間中創(chuàng)建板。
它們有更多的尺寸,需要精確定義從柔性到剛性的過渡點(diǎn),因此 3D 設(shè)計(jì)是必不可少的。
柔性側(cè)的基膜是聚酰亞胺,上面有銅箔和覆蓋保持膜層。但是,剛性 PCB 以 FR4 為基材。
第一步是在組裝過程中在銅層上涂抹易接近的膠水。之后,您可以使用鍍銅方法或覆蓋工藝進(jìn)行下一階段。
完成后,使用精確的激光穿透方法在柔性基板上鉆孔。
接下來,使用通孔電鍍工藝(合成銅電鍍)將銅填充到這些孔中。

一種PCB銅層電鍍機(jī)
資料來源:維基共享資源
接下來的步驟包括在柔性表面上應(yīng)用感光雕刻對(duì)面覆蓋,然后雕刻銅膜。在這兩個(gè)過程之后,繪圖反對(duì)被從電路板上驅(qū)逐。
接下來,將覆蓋層(通常是聚酰亞胺)應(yīng)用到柔性基板的頂層和底層。
在此之后,電路板經(jīng)過下料過程,將基板切割成所需的尺寸。最常用的落料程序是液壓沖床或踢斗組。
最后,切割的柔性坯料覆蓋在剛性層之間。最后一塊可以在之后進(jìn)行測(cè)試,以確保它正常工作。
柔性PCB的優(yōu)勢(shì)
  • 節(jié)省空間和重量。
  • 柔性印刷電路板。請(qǐng)注意折疊或卷起時(shí)它如何占用更少的空間。
  • 提高穩(wěn)定性和可靠性
  • 無需使用連接器和線束,并最大限度地減少接線錯(cuò)誤
  • 可以以各種配置堆疊它們
  • 高抗張強(qiáng)度和高抗輻射、化學(xué)品和極端溫度
  • 耐用(適用于惡劣環(huán)境)
  • 易于安裝
  • 提供強(qiáng)大的信號(hào)質(zhì)量
  • 改善阻抗控制
  • 柔性PCB的缺點(diǎn)
  • 與特定應(yīng)用中的剛性PCB相比,它具有更高的成本
  • 它使用復(fù)雜的組裝過程
  • 難以修復(fù)或返工
  • 需要適當(dāng)?shù)膬?chǔ)存條件
  • 處理不當(dāng)容易損壞
  • 柔性PCB的類型 單面柔性 作為最簡(jiǎn)單的類型,單面柔性電路在介電層(聚酰亞胺或聚合物薄膜)的一側(cè)具有單個(gè)導(dǎo)電層。
    雙面柔性 雙面柔性 PCB 在介電材料的每一側(cè)都有一個(gè)導(dǎo)電銅層。金屬化通孔連接兩個(gè)銅邊。
    多層彈性 這種類型包含由介電層分隔和封裝的多個(gè)銅層。通孔,連接每個(gè)金屬層。
    剛?cè)峤Y(jié)合電路 如前所述,剛?cè)峤Y(jié)合 PCB 是結(jié)合了剛性和柔性電路板的多層電路,形成了具有高電路密度的混合設(shè)計(jì)。
    HDI柔性PCB 高密度互連 (HDI) 電路是具有多個(gè)電子元件的高效且可靠的電路板。由于采用薄的非導(dǎo)電基板材料,它們以更小的封裝尺寸提供更好的電氣性能。
    雕刻的柔性電路 雕刻的柔性電路具有在整個(gè)電路設(shè)計(jì)中厚度不同的電路跡線。因此,它們?cè)谀承﹨^(qū)域可能具有不同的銅厚度。
    聚合物厚膜柔性PCB 聚合物厚膜是一種使用模板通過絲網(wǎng)印刷制造可靠 FPCB 的簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的方法。您可以在低壓應(yīng)用中找到此類 PCB,因?yàn)樗鼈兊墓δ懿蛔阋蕴幚砀邏骸?br /> 雙通道/背板柔性 PCB 這是一種特殊的單面 PCB,其導(dǎo)電軌道可從電路板的任一側(cè)訪問。
    有兩件事使這成為可能。首先,金屬層在其上施加了預(yù)先打孔的介電薄膜。其次,導(dǎo)體層蝕刻在柔性薄膜(電介質(zhì))上的接入點(diǎn)(開口)下方進(jìn)行。
    靈活的 PCB 設(shè)計(jì):典型原理圖和疊層 柔性 PCB 由多層組成,但數(shù)量因類型而異。這些結(jié)構(gòu)圖和疊層可以幫助您在設(shè)計(jì)過程中構(gòu)建一個(gè)。
    單層柔性 PCB 單層 FPCB 有一個(gè)簡(jiǎn)單的疊層,包括一個(gè)柔性基層(通常是聚酰亞胺),然后是粘合劑層,然后是銅。由粘合劑和聚酰亞胺組成的保護(hù)層(覆蓋層)覆蓋金屬。然而,導(dǎo)電部分不能暴露在外。
    雙通道/背板 FPCB 就像單層電路一樣,這個(gè)電路有五層,但有一個(gè)區(qū)別。底座上的聚酰胺外層有一個(gè)激光開口,可以訪問銅電路。
    雙層軟板 該 PCB 采用柔性層壓材料作為基底,將導(dǎo)電層分開。每個(gè)金屬層都有保護(hù)電路的覆蓋層和連接兩側(cè)的鍍銅通孔。
    多層柔性PCB 多層柔性電路結(jié)合了單面和雙面柔性電路設(shè)計(jì)。在內(nèi)部,中間部分具有雙面柔性電路,而表面具有覆蓋有保護(hù)膜的單面導(dǎo)電設(shè)計(jì)。
    柔性電路中使用的材料 柔性板中的四個(gè)主要層可以具有以下材料。
    導(dǎo)體: 該層中使用的金屬通常是銅,因?yàn)樗哂袠O好的電性能和低成本。散熱也是一個(gè)需要考慮的關(guān)鍵因素,銅能很快做到這一點(diǎn)。
    帶有銅導(dǎo)電層的柔性 PCB
    其他合適的導(dǎo)體材料包括不銹鋼、鈹銅和白銅。
    粘合劑 含有丙烯酸或環(huán)氧樹脂的膠層位于銅和絕緣膜(聚酰亞胺)之間。丙烯酸粘合劑材料提供更好的耐熱性,但具有較差的電氣性能和較低的粘合強(qiáng)度。
    另一方面,環(huán)氧樹脂的耐熱性不是最好的,但它具有更好的電性能和粘性。
    絕緣子 絕緣體也稱為基材或電介質(zhì),是賦予該電路板彎曲性能的柔性材料。聚酰亞胺是最常用的材料,但有些板材有聚酯、聚醚酰亞胺、各種共聚物或含氟聚合物。
    飾面 如果電導(dǎo)體接觸通路,裸露的銅電路可能會(huì)觸電或短路。通常由聚酰亞胺薄膜組成的覆蓋膜保持銅的密封和保護(hù)。
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