Če ste se ukvarjali z elektroniko in oblikovanjem tiskanih vezij, ste verjetno že naleteli na izraz »togo fleksibilno tiskano vezje«. Trdo-fleksibilna tiskana vezja postajajo vse bolj priljubljena zaradi svoje prilagodljivosti, vzdržljivosti in zmožnosti prihranka prostora. S kombiniranjem prožnih in togih podlag na eni sami plošči lahko oblikovalci povečajo funkcionalnost svojih naprav, hkrati pa zmanjšajo omejitve velikosti. V tem izčrpnem vodniku se bo Capel poglobil v osnovne korake in najboljše prakse za načrtovanje togega in fleksibilnega tiskanega vezja. Ne glede na to, ali ste izkušen profesionalec ali se prvič srečate z oblikovanjem tiskanih vezij, vam bo ta članek ponudil znanje in orodja, ki jih potrebujete za uspešno izdelavo robustnih in zanesljivih togih in fleksibilnih tiskanih vezij.

Kazalo:

Razumevanje vezja Rigid-Flex

Prednosti togo-flex PCB plošče

Premisleki glede načrtovanja za toge in fleksibilne PCB-je

Postopek načrtovanja togo-fleksibilnega tiskanega vezja

Orodja in programska oprema za načrtovanje PCB Rigid-Flex

Testiranje in proizvodnja Rigid-Flex PCB

Za zaključek

Razumevanje Pcb Rigid Flex:

Preden se potopite v proces načrtovanja, je ključnega pomena, da jasno razumete, kaj je togo-fleksibilno tiskano vezje. Togo-fleksibilno tiskano vezje je hibridno vezje, ki združuje prožne in toge podlage v eno strukturo. Z integracijo prilagodljivih tiskanih vezij s togimi deli te plošče povečajo zanesljivost, zmanjšajo velikost in povečajo vzdržljivost v primerjavi s tradicionalnimi PCB-ji. Prilagodljive regije omogočajo 3D konfiguracijo, medtem ko togi deli zagotavljajo stabilnost in podporo sestavu.

Prednosti plošče Rigid Flex:

Uporaba togih in fleksibilnih tiskanih vezij prinaša številne prednosti, zaradi katerih so privlačna izbira za številne aplikacije. Te koristi

vključujejo:

Prihranek prostora:Ena od glavnih prednosti trdo-fleksibilnih tiskanih vezij je njihova zmožnost prihranka prostora. Te plošče integrirajo več plošč v eno kompaktno strukturo z odpravo konektorjev in ožičenja. To ne le zmanjša celotno velikost elektronske naprave, ampak tudi zmanjša njeno težo, zaradi česar je primerna za kompaktne prenosne aplikacije.

Izboljšana zanesljivost:Rigid-flex PCB-ji imajo večjo zanesljivost v primerjavi z običajnimi PCB-ji. Kombinacija prožnih in togih substratov zagotavlja stabilnost sestavu, kar zmanjšuje tveganje zloma ali okvare. Prilagodljiv del absorbira mehanske obremenitve in preprečuje poškodbe zaradi vibracij, udarcev ali temperaturnih sprememb. Ta povečana zanesljivost zagotavlja, da elektronske naprave ostanejo funkcionalne tudi v zahtevnih okoljskih pogojih.

Prilagodljivost oblikovanja:Toga fleksibilna vezja nudijo neprimerljivo fleksibilnost oblikovanja. Podpirajo 3D konfiguracije in kompleksne postavitve, kar oblikovalcem omogoča ustvarjanje inovativnih in kompaktnih rešitev za kompleksne elektronske naprave. Ta prilagodljivost odpira možnost edinstvenih in prilagojenih dizajnov, prilagojenih specifičnim aplikacijam.

Izboljšana vzdržljivost:Z odpravo konektorjev in kablov togo-fleksna tiskana vezja zmanjšujejo tveganja, povezana z ohlapnimi povezavami ali utrujenostjo žice. Odsotnost gibljivih delov dodatno poveča vzdržljivost, ker je manj točk okvare. Poleg tega ima upogljivi del tiskanega vezja odlično odpornost na vibracije, udarce in ekstremne temperaturne spremembe, zaradi česar je primeren za težka okolja.

Stroškovno učinkovito:Medtem ko so lahko začetni stroški vezij Rigid Flex nekoliko višji od tradicionalnih togih tiskanih vezij, lahko dolgoročno prihranijo denar. Odprava konektorjev in ožičenja zmanjša kompleksnost in čas montaže, kar zmanjša stroške dela. Poleg tega lahko zanesljivost in vzdržljivost togo-fleksibilnih plošč zmanjšata stroške vzdrževanja in popravil, kar dolgoročno izboljša splošno stroškovno učinkovitost.

Oblikovalski premisleki za načrtovanje togega flex vodnika:

Oblikovanje togega in upogibnega tiskanega vezja zahteva skrbno upoštevanje različnih dejavnikov, da se zagotovi optimalno delovanje in zanesljivost.

Tukaj je nekaj ključnih premislekov pri oblikovanju, ki jih morate upoštevati:

a. Mehanske omejitve:Razumeti in analizirati mehanske omejitve opreme. Določite potrebno območje upogiba, kot pregiba in morebitne priključke ali komponente, ki morda potrebujejo dodatno podporo. Prilagodljivi deli so zasnovani tako, da prenesejo večkratno upogibanje in zlaganje, ne da bi pri tem ogrozili njihovo funkcionalnost.

b. Trace Routing:Zagotovite pravilno usmerjanje sledenja, da ohranite celovitost signala. Izogibajte se postavljanju sledi blizu območij zvijanja, da zmanjšate tveganje kratkega stika ali motenj signala. Ohranite ustrezen razmik med sledmi, da preprečite preslušavanje in poslabšanje signala. Razmislite o uporabi impedančno nadzorovanih sledi za signale visoke hitrosti, da zmanjšate odboje in izgube signala.

c. Postavitev komponente:Optimizirajte postavitev komponent, da zagotovite stabilnost in preprečite motnje na ukrivljenih območjih. Upoštevajte velikost komponent, težo in toplotne lastnosti, da preprečite koncentracije napetosti v fleksibilnih območjih. Za stabilnost postavite težje komponente na toge dele in se izogibajte postavljanju visokih komponent, ki bi lahko motile upogibanje ali zlaganje plošče.

d. Izbira materiala:Izberite materiale, primerne za prožne in toge dele PCB. Upoštevajte fleksibilnost, toplotno odpornost in združljivost s proizvodnimi procesi. Gibki materiali morajo imeti dobro upogljivost in vzdržljivost, medtem ko morajo imeti togi materiali zadostno mehansko trdnost. Prepričajte se, da je izbrani material združljiv s postopkom sestavljanja in spajkanja.

e. Ravnotežje bakra:Ohranja uravnoteženo porazdelitev bakra na tiskanem vezju, da prepreči upogibanje, razpoke ali druge mehanske okvare. Uporabite ustrezno debelino bakra in porazdelitev vzorcev, da zmanjšate koncentracijo napetosti. Izogibajte se težkim sledim bakra ali visoki gostoti bakra na upogibnih območjih, da preprečite mehanske obremenitve in okvare.

F. Oblikovanje za izdelljivost:Tesno sodelujte s proizvajalci v celotnem procesu načrtovanja, da zagotovite možnost izdelave togih in fleksibilnih PCB-jev. Upoštevajte zmožnosti in omejitve postopkov izdelave in sestavljanja, kot so laminacija, vrtanje in jedkanje. Optimizirajte dizajne za poenostavitev proizvodnje, sestavljanja in testiranja.

Postopek načrtovanja togo-fleksibilnega tiskanega vezja:

Načrtovanje robustnega togega in upogljivega tiskanega vezja vključuje več ključnih korakov za zagotovitev uspešnega in zanesljivega dizajna. Tukaj je korak za korakom

vodnik za proces oblikovanja:

Določite zahteve za načrtovanje:Začnite z jasno opredelitvijo zahtev projekta, vključno z želeno funkcionalnostjo, električnimi specifikacijami in mehanskimi omejitvami. To bo zagotovilo trdne temelje za proces oblikovanja.

Shematski dizajn:Ustvarite sheme vezja za vzpostavitev električnih povezav in postavitev komponent. Ta korak pomaga določiti celotno postavitev tiskanega vezja in zagotovi, da so vključene vse potrebne komponente.

Opredelitev oblike plošče:Določite celotno velikost in obliko togo-fleksibilne plošče. Upoštevajte velikost opreme in vse mehanske omejitve, kot je razpoložljiv prostor ali posebne zahteve glede namestitve.

Postavitev komponent:Komponente postavite na tog del plošče in zagotovite zadosten razmik za bakrene sledi. Razmislite o toplotnem upravljanju in se izogibajte nameščanju komponent, ki bi lahko motile gibljive dele. Ta korak pomaga optimizirati postavitev za zmogljivost in izdelljivost.

Trace Routing:Napeljite bakrene sledi na ploščo in postavite kritične signale na čim bolj toge komponente. Bodite zelo pozorni na ujemanje impedance, obvladovanje hrupa in izogibanje križanjem signalov pri visokih hitrostih. Sledite najboljšim praksam za celovitost signala in upoštevajte morebitne posebne zahteve za togo-fleksibilne zasnove.

Fleksibilna oblika:Po zaključku togega ožičenja se posvetimo ožičenju gibljivega dela tiskanih vezij. Upoštevajte zahteve glede zlaganja, širine sledi in razmika, ki jih je določil proizvajalec. Prepričajte se, da je zasnova skladna s proizvajalčevimi smernicami za oblikovanje flex PCB, da zagotovite zanesljivost in vzdržljivost.

Potrdite zasnovo:Izvedite temeljito preverjanje zasnove z uporabo ustreznih programskih orodij. To vključuje preverjanje pravil načrtovanja (DRC), preverjanje električnih pravil (ERC) in analizo celovitosti signala. Preverite, ali zasnova izpolnjuje vse zahteve in zagotavlja pravilno delovanje.

Izdelava proizvodnih dokumentov:Izdelajte vse potrebne proizvodne dokumente v skladu z zahtevami proizvajalca. To vključuje ustvarjanje datotek Gerber, datotek za vrtanje in sestavnih risb. Zagotovite, da proizvodni dokumenti natančno odražajo načrt in zagotavljajo vse informacije, potrebne za izdelavo in sestavljanje.

Pregled pri proizvajalcu:Tesno sodelujte z izbranim proizvajalcem, da pregledate zasnovo in zagotovite, da ustreza njegovim proizvodnim in montažnim zmogljivostim. Sodelujte s proizvajalcem, da rešite morebitna vprašanja ali pomisleke in naredite potrebne prilagoditve zasnove.

Orodja in programska oprema za oblikovanje PCB Rigid-Flex:

Oblikovanje togih fleksibilnih vezij zahteva uporabo specializiranih orodij in programske opreme za zagotovitev natančnih in zanesljivih rezultatov. Tukaj so

nekaj priljubljenih programskih orodij, ki se uporabljajo v industriji:

a. Altium Designer:Altium Designer, znan po svojih obsežnih zmožnostih načrtovanja, ponuja 3D modeliranje, preverjanje pravil oblikovanja, analizo celovitosti signala in uporabniku prijazen vmesnik.

b. Cadence Allegro:Cadence Allegro ponuja zmogljiv nabor orodij za oblikovanje togih in upogljivih tiskanih vezij. Zagotavlja napredno funkcionalnost za usmerjanje, načrtovanje visoke hitrosti in upravljanje omejitev.

c. Mentor Xpedition:Mentor Xpedition se pogosto uporablja za kompleksne modele tiskanih vezij, vključno s togimi in fleksibilnimi tiskanimi vezji. Zagotavlja obsežno knjižnico komponent, celovito preverjanje pravil oblikovanja in analizo celovitosti signala.

d. Eagle PCB:Eagle PCB je priljubljena izbira za začetnike in manjše projekte. Ponuja intuitiven vmesnik, urejevalnike za zajemanje shem in postavitev ter prilagodljivo konfiguracijo pravil oblikovanja.

e. OrCAD:OrCAD PCB Designer je vsestranski programski paket, ki podpira celotno oblikovanje tiskanih vezij, vključno s togimi in fleksibilnimi tiskanimi vezji. Zagotavlja funkcije, kot so preverjanje načrtovanja za izdelovalnost (DFM), povratne informacije o načrtovanju v realnem času in usmerjanje visoke hitrosti.

f. SolidWorks:To je priljubljena programska oprema za mehansko načrtovanje, ki jo je mogoče uporabiti v povezavi s programsko opremo za načrtovanje tiskanih vezij za ustvarjanje natančnih 3D modelov komponent PCB flex. Omogoča vizualizacijo tiskanega vezja v sestavljeni obliki in pomaga prepoznati morebitne motnje ali težave pri namestitvi.

g. BLAZINKE:PADS je programska oprema za načrtovanje PCB proizvajalca Mentor Graphics, ki nudi celovite funkcije načrtovanja in simulacije. Ponuja funkcije, prilagojene za načrtovanje togo-fleksibilnega tiskanega vezja, vključno s preverjanjem prilagodljivih pravil oblikovanja in dinamično 3D vizualizacijo.

h. KiCad:KiCad je odprtokodna programska oprema za načrtovanje tiskanih vezij, ki ponuja celovita orodja za načrtovanje togo-fleksibilnega oblikovanja tiskanih vezij. Zagotavlja intuitiven vmesnik, zmožnosti zajemanja shem in urejevalnika postavitve ter podpira prilagodljivo načrtovanje in usmerjanje PCB.

i. PCB SOLIDWORKS:Ta programska oprema združuje mehanske in električne zmogljivosti načrtovanja, zaradi česar je idealna za oblikovanje togih in fleksibilnih plošč. Omogoča učinkovito sodelovanje med mehanskimi in električnimi oblikovalskimi ekipami ter zagotavlja natančno integracijo upogljivih in togih PCB komponent.

Ko izbirate programsko orodje za načrtovanje togo-fleksibilnega tiskanega vezja, je pomembno upoštevati dejavnike, kot so kompleksnost dizajna, strokovnost oblikovalske ekipe in proračunske omejitve. Preden se odločite, je priporočljivo oceniti značilnosti, funkcionalnost in prijaznost različnih orodij do uporabnika. Shenzhen Capel izdeluje togo fleksibilna vezja od leta 2009. Vsa vprašanja so dobrodošla, če nas kontaktirate.

Testiranje in izdelava poltrdnega Flex PCB:

Ko je zasnova končana, je za uspešno implementacijo ključnega pomena kombinacija preskušanja in proizvodnih premislekov

togo-fleksibilnega tiskanega vezja. Tukaj je nekaj ključnih korakov v procesu testiranja in izdelave:

a. Razvoj prototipa:Pred začetkom serijske proizvodnje je treba izdelati prototip togo-fleksibilnega tiskanega vezja. Izdelava prototipov omogoča temeljito testiranje in validacijo dizajnov. Pomaga zgodaj odkriti morebitne pomanjkljivosti v načrtu ali morebitne težave, tako da je mogoče izvesti potrebne spremembe.

b. Pregled proizvodnje:V tesnem sodelovanju s proizvajalcem se zasnova pregleda, da se zagotovi, da je sposobna izdelave in montaže. Pogovorite se o priporočilih za proizvodnjo, kot so izbira materiala, zasnova zlaganja in posebne zahteve za toga in prožna področja. Ta korak je ključnega pomena za zagotovitev nemotenega postopka izdelave in sestavljanja.

c. Zasnova za preizkušljivost (DFT):Razmislite o konstrukcijskih vidikih, ki izboljšajo preizkušljivost togih in upogljivih PCB-jev. Implementirajte funkcije, kot so preskusne točke, dostopne plošče ali vgrajeno samotestiranje (BIST), da olajšate testiranje med proizvodnjo in v celotnem življenjskem ciklu izdelka. Premisleki DFT pomagajo poenostaviti postopek testiranja in odkriti morebitne težave.

d. Avtomatiziran optični pregled (AOI):Uporabite sistem AOI za izvedbo avtomatiziranega optičnega pregleda izdelanega togega in fleksibilnega tiskanega vezja. Sistemi AOI lahko zaznajo morebitne proizvodne napake, kot so kratki stiki, prekinitve, neporavnane komponente ali spajkalni spoji. Ta korak zagotavlja kakovost in zanesljivost izdelanih plošč.

e. Test zanesljivosti:Strogi testi zanesljivosti se izvajajo na proizvedeni togo-fleksibilni plošči. To testiranje vključuje okoljsko testiranje obremenitve, toplotno cikliranje, testiranje vibracij in funkcionalno testiranje plošče. Testiranje zanesljivosti preverja vzdržljivost in delovanje PCB v dejanskih pogojih.

F. Projektna dokumentacija:Vzdržujte obsežno projektno dokumentacijo, vključno s seznamom materialov (BOM), montažnimi risbami, preskusnimi načrti in preskusnimi specifikacijami. Ta dokument je bistvenega pomena za odpravljanje težav, popravila in prihodnje revizije. Uporablja se lahko kot referenca za celoten življenjski cikel izdelka.

Z upoštevanjem teh korakov lahko proizvajalci tiskanih vezij Capel zagotovijo uspešno testiranje in proizvodnjo togih in fleksibilnih plošč, kar ima za posledico visokokakovostne in zanesljive izdelke.

Če povzamemo:

Oblikovanje in izdelava togega upogljivega tiskanega vezja zahteva temeljito razumevanje vpletenih mehanskih, električnih in proizvodnih vidikov. Po načelih, opisanih v tem priročniku, Capel zagotavlja uspešno načrtovanje, testiranje in proizvodnjo robustnih in zanesljivih togih in fleksibilnih tiskanih vezij. Rigid-flex prihrani prostor, poveča vzdržljivost in prilagodljivost, zaradi česar je dragocena rešitev v različnih panogah. Pomembno je, da ste na tekočem z najnovejšimi oblikovalskimi orodji, materiali in proizvodnimi procesi, da v celoti izkoristite potencial trdo-fleksibilnih PCB-jev in prispevate k inovacijam elektronskega oblikovanja. Z izvajanjem teh strategij Capel ustvarja vrhunske PCB rešitve, ki izpolnjujejo nenehno spreminjajoče se potrebe elektronske industrije.
Podjetje Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. je leta 2009 ustanovilo lastno tovarno togih tiskanih plošč Flex in je profesionalni proizvajalec trdih tiskanih plošč Flex. S 15-letnimi bogatimi projektnimi izkušnjami, strogim potekom procesa, odličnimi tehničnimi zmogljivostmi, napredno opremo za avtomatizacijo, celovitim sistemom nadzora kakovosti ima Capel ekipo profesionalnih strokovnjakov, ki globalnim strankam zagotavlja visoko natančno, visokokakovostno togo flex ploščo, Hdi Rigid Flex Pcb, izdelava togih Flex Pcb, Fast Turn Rigid Flex Pcb, prototipi PCB s hitrim obračanjem. Naše odzivne predprodajne in poprodajne tehnične storitve ter pravočasna dostava omogočajo našim strankam, da hitro izkoristijo tržne priložnosti za svoje projekte.