Якщо ви займалися електронікою та дизайном друкованих плат, ви, ймовірно, зустрічали термін «жорстка гнучка друкована плата». Жорстко-гнучкі друковані плати набувають популярності завдяки своїй гнучкості, довговічності та можливостям економії місця. Поєднуючи гнучкі та жорсткі підкладки на одній платі, дизайнери можуть максимізувати функціональність своїх пристроїв, мінімізуючи обмеження розміру. Тут, у цьому вичерпному посібнику, Кепел зануриться в основні кроки та найкращі практики для проектування жорсткої гнучкої друкованої плати. Незалежно від того, чи є ви досвідченим професіоналом, чи новачком у проектуванні друкованих плат, ця стаття надасть вам знання та інструменти, необхідні для успішного створення міцних і надійних жорстких гнучких друкованих плат.

Зміст:

Розуміння друкованої плати Rigid-Flex

Переваги жорсткої гнучкої друкованої плати

Розробка жорстких гнучких друкованих плат

Процес проектування жорстко-гнучкої друкованої плати

Інструменти та програмне забезпечення для дизайну друкованої плати Rigid-Flex

Випробування та виробництво друкованих плат Rigid-Flex

На закінчення

Розуміння Pcb Rigid Flex:

Перш ніж занурюватися в процес проектування, дуже важливо мати чітке розуміння того, що таке жорстка і гнучка друкована плата. Жорстко-гнучка друкована плата — це гібридна друкована плата, яка поєднує гнучку та жорстку підкладки в єдину структуру. Завдяки інтеграції гнучких друкованих схем із жорсткими частинами ці плати підвищують надійність, зменшують розмір і збільшують довговічність порівняно з традиційними друкованими платами. Гнучкі області дозволяють створити 3D-конфігурацію, а жорсткі частини забезпечують стабільність і підтримку збірки.

Переваги Rigid Flex Board:

Використання жорстко-гнучких друкованих плат має кілька переваг, які роблять їх привабливим вибором для багатьох застосувань. Ці переваги

включають:

Економія місця:Однією з головних переваг жорстко-гнучких друкованих плат є їх здатність економити місце. Ці плати об’єднують декілька плат в одну компактну структуру, усуваючи роз’єми та проводку. Це не тільки зменшує загальний розмір електронного пристрою, але й зменшує його вагу, що робить його придатним для компактних портативних застосувань.

Підвищена надійність:Жорстко-гнучкі друковані плати мають вищу надійність порівняно зі звичайними друкованими платами. Комбінація гнучкої та жорсткої підкладок забезпечує стабільність збірки, зменшуючи ризик поломки або поломки. Гнучка частина поглинає механічні навантаження та запобігає пошкодженню від вібрації, ударів або перепадів температури. Ця підвищена надійність гарантує, що електронні пристрої залишатимуться функціональними навіть у складних умовах навколишнього середовища.

Гнучкість дизайну:Жорсткі гнучкі друковані плати пропонують неперевершену гнучкість конструкції. Вони підтримують 3D-конфігурації та складні макети, що дозволяє дизайнерам створювати інноваційні та компактні рішення для складних електронних пристроїв. Ця гнучкість відкриває можливість створення унікальних і нестандартних дизайнів, адаптованих до конкретних застосувань.

Покращена довговічність:Усуваючи роз’єми та кабелі, жорсткі гнучкі друковані плати мінімізують ризики, пов’язані з ослабленим з’єднанням або втомою проводів. Відсутність рухомих частин додатково збільшує довговічність, оскільки менше точок відмови. Крім того, гнучка частина друкованої плати має чудову стійкість до вібрації, ударів і екстремальних перепадів температури, що робить її придатною для суворих умов.

Економічно ефективний:Хоча початкова вартість друкованих плат Rigid Flex може бути трохи вищою, ніж традиційні жорсткі друковані плати, вони можуть заощадити гроші в довгостроковій перспективі. Відмова від роз’ємів і проводки зменшує складність і час збірки, що зменшує трудовитрати. Крім того, надійність і довговічність жорстко-гнучких плат може зменшити витрати на технічне обслуговування та ремонт, підвищуючи загальну економічну ефективність у довгостроковій перспективі.

Міркування щодо проектування жорсткого гнучкого посібника з проектування:

Розробка жорстко-гнучкої друкованої плати вимагає ретельного розгляду різних факторів для забезпечення оптимальної продуктивності та надійності.

Ось кілька ключових міркувань дизайну, про які слід пам’ятати:

a. Механічні обмеження:Розуміти та аналізувати механічні обмеження обладнання. Визначте необхідну площу згину, кут згину та будь-які з’єднувачі чи компоненти, які можуть потребувати додаткової підтримки. Гнучкі секції розроблені таким чином, щоб витримувати багаторазове згинання та складання без шкоди для їх функціональності.

b. Трасування маршруту:Забезпечте правильну маршрутизацію трасування для підтримки цілісності сигналу. Уникайте розміщення ліній поблизу ділянок вигинів, щоб мінімізувати ризик короткого замикання або перешкод сигналу. Дотримуйтеся належного інтервалу між трасами, щоб запобігти перехресним перешкодам і погіршенню сигналу. Щоб мінімізувати відображення та втрати сигналу, розгляньте можливість використання трас із контрольованим імпедансом для високошвидкісних сигналів.

в. Розміщення компонентів:Оптимізуйте розміщення компонентів, щоб забезпечити стабільність і уникнути перешкод із вигнутими ділянками. Враховуйте розмір компонента, вагу та теплові характеристики, щоб запобігти концентрації напруги в гнучких областях. Розміщуйте важчі компоненти на жорстких секціях для стабільності та уникайте розміщення високих компонентів, які можуть заважати згинанню або складанню дошки.

d. Вибір матеріалу:Виберіть матеріали, придатні для гнучких і жорстких частин друкованої плати. Враховуйте гнучкість, термостійкість і сумісність із виробничими процесами. Гнучкі матеріали повинні володіти хорошою здатністю до згинання і довговічністю, а жорсткі - достатньою механічною міцністю. Переконайтеся, що вибраний матеріал сумісний із процесом складання та пайки.

д. Мідний баланс:Зберігає збалансований розподіл міді на друкованій платі для запобігання викривленням, розтріскуванням або іншим механічним пошкодженням. Використовуйте належну товщину міді та розподіл малюнка, щоб мінімізувати концентрацію напруги. Уникайте важких мідних слідів або високої щільності міді на гнучких ділянках, щоб запобігти механічним навантаженням і поломкам.

F. Проектування для технологічності:Тісно співпрацюйте з виробниками протягом усього процесу проектування, щоб забезпечити технологічність жорстких і гнучких друкованих плат. Зверніть увагу на можливості та обмеження процесів виробництва та складання, таких як ламінування, свердління та травлення. Оптимізуйте конструкції, щоб спростити виробництво, складання та тестування.

Процес проектування жорстко-гнучкої друкованої плати:

Розробка надійної жорсткої гнучкої друкованої плати включає кілька важливих кроків для забезпечення успішної та надійної конструкції. Ось крок за кроком

керівництво до процесу проектування:

Визначте вимоги до дизайну:Почніть із чіткого визначення вимог до проекту, включаючи бажану функціональність, електричні характеристики та механічні обмеження. Це забезпечить міцну основу для процесу проектування.

Схематичний проект:Створення електричних схем для встановлення електричних з’єднань і розміщення компонентів. Цей крок допомагає визначити загальне розташування друкованої плати та гарантує наявність усіх необхідних компонентів.

Визначення форми дошки:Визначте загальний розмір і форму жорсткої гнучкої дошки. Враховуйте розмір обладнання та будь-які механічні обмеження, такі як доступний простір або особливі вимоги до встановлення.

Розміщення компонентів:Розмістіть компоненти на жорсткій частині плати, забезпечивши достатню відстань для мідних доріжок. Подумайте про керування температурою та уникайте розміщення компонентів, які можуть заважати гнучким частинам. Цей крок допомагає оптимізувати макет для продуктивності та технологічності.

Трасування маршруту:Проведіть мідні доріжки на платі, розмістивши критичні сигнали на максимально жорстких компонентах. Приділіть особливу увагу узгодженню імпедансу, управлінню шумами та уникайте високошвидкісних перетинів сигналу. Дотримуйтесь найкращих практик щодо цілісності сигналу та враховуйте будь-які особливі вимоги до жорстко-гнучких конструкцій.

Гнучка конструкція:Після завершення жорсткого монтажу зосередьтеся на монтажі гнучкої частини друкованих плат. Зверніть увагу на вимоги до штабеля, ширини доріжки та відстані, надані виробником. Переконайтеся, що дизайн відповідає рекомендаціям виробника щодо проектування гнучкої друкованої плати, щоб забезпечити надійність і довговічність.

Перевірте дизайн:Виконайте ретельну перевірку конструкції за допомогою відповідних програмних засобів. Це включає перевірку правил проектування (DRC), перевірку електричних правил (ERC) і аналіз цілісності сигналу. Переконайтеся, що конструкція відповідає всім вимогам і забезпечує належну функціональність.

Оформлення виробничої документації:Сформуйте всю необхідну виробничу документацію відповідно до вимог виробника. Це включає створення файлів Gerber, файлів для свердлінь і складальних креслень. Переконайтеся, що виробничі документи точно відображають проект і містять усю інформацію, необхідну для виготовлення та складання.

Огляд з виробником:Тісно співпрацюйте з обраним вами виробником, щоб перевірити дизайн і переконатися, що він відповідає його можливостям виробництва та складання. Співпрацюйте з виробником, щоб вирішити будь-які питання чи проблеми та внести необхідні зміни в конструкцію.

Інструменти та програмне забезпечення для дизайну друкованої плати Rigid-Flex:

Проектування жорстких гнучких схем вимагає використання спеціалізованих інструментів і програмного забезпечення для забезпечення точних і надійних результатів. Ось такі

деякі популярні програмні засоби, що використовуються в галузі:

a. Altium Designer:Altium Designer, відомий своїми широкими можливостями проектування, пропонує тривимірне моделювання, перевірку правил проектування, аналіз цілісності сигналу та зручний інтерфейс.

b. Cadence Allegro:Cadence Allegro надає потужний набір інструментів для проектування жорстких і гнучких друкованих плат. Він забезпечує розширену функціональність для маршрутизації, високошвидкісного проектування та керування обмеженнями.

в. Наставник Xpedition:Mentor Xpedition широко використовується для складних дизайнів друкованих плат, у тому числі жорстких і гнучких друкованих плат. Він надає велику бібліотеку компонентів, комплексну перевірку правил проектування та аналіз цілісності сигналу.

d. Eagle PCB:Eagle PCB є популярним вибором для новачків і невеликих проектів. Він пропонує інтуїтивно зрозумілий інтерфейс, редактори схем і макетів, а також гнучку конфігурацію правил проектування.

д. OrCAD:OrCAD PCB Designer — це універсальний програмний пакет, який підтримує повне проектування друкованих плат, включаючи жорсткі гнучкі друковані плати. Він надає такі функції, як перевірка технологічності (DFM), зворотній зв’язок щодо дизайну в реальному часі та високошвидкісна маршрутизація.

f. SolidWorks:Це популярне програмне забезпечення для механічного проектування, яке можна використовувати в поєднанні з програмним забезпеченням для проектування друкованих плат для створення точних 3D-моделей гнучких компонентів друкованих плат. Це дозволяє візуалізувати друковану плату в зібраному вигляді та допомагає виявити будь-які потенційні перешкоди або проблеми з монтажем.

g. КОЛОДКИ:PADS — це програмне забезпечення для проектування друкованих плат від Mentor Graphics, яке забезпечує комплексні функції проектування та моделювання. Він пропонує функції, розроблені для дизайну жорстких і гнучких друкованих плат, включаючи гнучку перевірку правил проектування та динамічну 3D-візуалізацію.

ч. KiCad:KiCad — це програмне забезпечення для проектування друкованих плат з відкритим вихідним кодом, яке надає комплексні інструменти для проектування жорстких і гнучких друкованих плат. Він забезпечує інтуїтивно зрозумілий інтерфейс, можливості захоплення схем і редактора компонування, а також підтримує гнучкий дизайн і маршрутизацію друкованої плати.

i. PCB SOLIDWORKS:Це програмне забезпечення поєднує в собі механічні та електричні можливості проектування, що робить його ідеальним для проектування жорстко-гнучких плат. Це забезпечує ефективну співпрацю між групами проектувальників механічної та електричної техніки та забезпечує точну інтеграцію гнучких і жорстких компонентів друкованої плати.

Вибираючи програмний інструмент для проектування жорстких і гнучких друкованих плат, важливо враховувати такі фактори, як складність конструкції, досвід команди проектувальників і бюджетні обмеження. Перш ніж прийняти рішення, рекомендується оцінити характеристики, функціональність і зручність використання різних інструментів. Shenzhen Capel виробляє жорсткі гнучкі друковані плати з 2009 року. Будь-яке запитання може зв’язатися з нами.

Тестування та виготовлення напівтвердої гнучкої друкованої плати:

Після завершення проектування поєднання міркувань щодо тестування та виробництва має вирішальне значення для успішного впровадження

жорсткої гнучкої друкованої плати. Ось кілька ключових кроків у процесі тестування та виробництва:

a. Розробка прототипу:Перед початком серійного виробництва необхідно створити прототип жорстко-гнучкої друкованої плати. Створення прототипів забезпечує ретельне тестування та перевірку проектів. Це допомагає завчасно виявити будь-які недоліки конструкції або потенційні проблеми, щоб можна було внести необхідні зміни.

b. Огляд виробництва:У тісній співпраці з виробником проект переглядається, щоб переконатися, що він придатний для виробництва та складання. Обговоріть рекомендації щодо виробництва, такі як вибір матеріалу, дизайн стека та особливі вимоги до жорстких і гнучких зон. Цей крок є критично важливим для забезпечення безперебійного процесу виробництва та складання.

в. Дизайн для тестування (DFT):Розглянемо конструктивні аспекти, які підвищують тестоздатність жорстких гнучких друкованих плат. Впроваджуйте такі функції, як контрольні точки, плати доступу або вбудоване самотестування (BIST), щоб полегшити тестування під час виробництва та протягом життєвого циклу продукту. Розгляд DFT допомагає спростити процес тестування та виявити будь-які потенційні проблеми.

d. Автоматизована оптична перевірка (AOI):Використовуйте систему AOI для автоматизованого оптичного контролю виготовленої жорсткої гнучкої друкованої плати. Системи AOI можуть виявляти потенційні виробничі дефекти, такі як замикання, розриви, неправильне розташування компонентів або паяні з’єднання. Цей крок забезпечує якість і надійність виготовлених дощок.

д. Тест на надійність:Суворе випробування на надійність проводиться на виготовленій жорсткій гнучкій платі. Це тестування включає випробування на навантаження на навколишнє середовище, термоциклування, випробування на вібрацію та функціональне тестування плати. Тестування надійності перевіряє довговічність і продуктивність друкованої плати в реальних умовах.

F. Проектна документація:Ведіть повну проектну документацію, включаючи специфікації матеріалів (BOM), складальні креслення, плани випробувань і специфікації випробувань. Цей документ необхідний для усунення несправностей, ремонту та майбутніх переглядів. Його можна використовувати як еталон для всього життєвого циклу продукту.

Дотримуючись цих кроків, виробники друкованих плат Capel можуть забезпечити успішне тестування та виробництво жорстко-гнучких плат, що призведе до високоякісних і надійних продуктів.

У підсумку:

Проектування та виготовлення жорсткої гнучкої друкованої плати вимагає глибокого розуміння механічних, електричних і виробничих аспектів. Дотримуючись принципів, викладених у цьому посібнику, Capel забезпечує успішне проектування, випробування та виробництво надійних і жорстких друкованих плат. Rigid-flex економить простір, підвищує довговічність і гнучкість, що робить його цінним рішенням у різних галузях промисловості. Важливо бути в курсі найновіших інструментів проектування, матеріалів і виробничих процесів, щоб повністю використовувати потенціал жорстких і гнучких друкованих плат і зробити внесок в інновації електронного дизайну. Впроваджуючи ці стратегії, Capel створює передові рішення для друкованих плат, які відповідають потребам електронної промисловості, що постійно змінюються.
Компанія Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. у 2009 році створила власну фабрику жорстких друкованих плат Flex і є професійним виробником жорстких друкованих плат Flex. Завдяки 15-річному багатому досвіду проектування, суворому процесу, чудовим технічним можливостям, передовому обладнанню автоматизації, комплексній системі контролю якості Capel має професійну команду експертів, яка надає клієнтам у всьому світі високоточну, високоякісну жорстку гнучку дошку, Hdi Rigid Flex Pcb, Rigid Flex Pcb Fabrication, Fast Turn Rigid Flex Pcb, швидкоповоротні прототипи pcb. Наше чуйне передпродажне та післяпродажне технічне обслуговування та своєчасна доставка дозволяють нашим клієнтам швидко використовувати ринкові можливості для своїх проектів.