Jos olet harrastanut elektroniikkaa ja piirilevyjen suunnittelua, olet luultavasti törmännyt termiin "jäykkä joustava painettu piirilevy". Rigid-flex PCB:t ovat saamassa suosiota joustavuuden, kestävyyden ja tilaa säästävien ominaisuuksiensa vuoksi. Yhdistämällä joustavat ja jäykät alustat yhdelle levylle suunnittelijat voivat maksimoida laitteidensa toimivuuden ja minimoida kokorajoitukset. Tässä kattavassa oppaassa Capel sukeltaa perusvaiheisiin ja parhaisiin käytäntöihin jäykän joustavan piirilevyn suunnittelussa. Olitpa kokenut ammattilainen tai uusi piirilevysuunnittelun parissa, tämä artikkeli antaa sinulle tiedot ja työkalut, joita tarvitset kestävien ja luotettavien jäykkien joustavien piirilevyjen luomiseen.

Sisällysluettelo:

Rigid-Flex-piirilevyn ymmärtäminen

Rigid-flex PCB-levyn edut

Jäykkien joustavien piirilevyjen suunnittelussa huomioitavaa

Rigid-flex PCB-suunnitteluprosessi

Työkalut ja ohjelmistot Rigid-Flex piirilevyjen suunnitteluun

Rigid-Flex piirilevyjen testaus ja valmistus

Lopuksi

PCb Rigid Flexin ymmärtäminen:

Ennen kuin sukeltaa suunnitteluprosessiin, on tärkeää saada selkeä käsitys siitä, mitä jäykkä-flex PCB on. Rigid-flex PCB on hybridipiirilevy, joka yhdistää joustavat ja jäykät alustat yhdeksi rakenteeksi. Integroimalla joustavat painetut piirit jäykkien osien kanssa nämä levyt lisäävät luotettavuutta, pienentävät kokoa ja lisäävät kestävyyttä perinteisiin piirilevyihin verrattuna. Joustavat alueet mahdollistavat 3D-konfiguroinnin, kun taas jäykät osat tarjoavat vakautta ja tukea kokoonpanolle.

Rigid Flex Boardin edut:

Rigid-flex PCB-levyjen käyttö tuo useita etuja, jotka tekevät niistä houkuttelevan valinnan moniin sovelluksiin. Nämä edut

sisältää:

Tilaa säästävä:Yksi jäykän joustavien piirilevyjen tärkeimmistä eduista on niiden kyky säästää tilaa. Nämä levyt yhdistävät useita kortteja yhdeksi kompaktiksi rakenteeksi poistamalla liittimet ja johdotukset. Tämä ei ainoastaan ​​pienennä elektronisen laitteen kokonaiskokoa, vaan myös sen painoa, mikä tekee siitä sopivan pienikokoisiin kannettaviin sovelluksiin.

Parannettu luotettavuus:Rigid-flex -piirilevyillä on suurempi luotettavuus kuin perinteisillä piirilevyillä. Joustavien ja jäykkien alustojen yhdistelmä antaa kokoonpanolle vakautta, mikä vähentää rikkoontumis- tai vioittumisriskiä. Joustava osa vaimentaa mekaanista rasitusta ja estää tärinän, iskujen tai lämpötilan muutosten aiheuttamia vaurioita. Tämä parannettu luotettavuus varmistaa, että elektroniset laitteet pysyvät toiminnassa myös haastavissa ympäristöolosuhteissa.

Suunnittelun joustavuus:Jäykät Flex-piirilevyt tarjoavat vertaansa vailla olevan joustavuuden suunnittelussa. Ne tukevat 3D-kokoonpanoja ja monimutkaisia ​​asetteluja, joiden avulla suunnittelijat voivat luoda innovatiivisia ja kompakteja ratkaisuja monimutkaisille elektronisille laitteille. Tämä joustavuus avaa mahdollisuuden ainutlaatuisiin ja räätälöityihin malleihin, jotka on räätälöity tiettyihin sovelluksiin.

Parempi kestävyys:Jäykät joustavat piirilevyt minimoivat liitosten löystymiseen tai johtojen väsymiseen liittyvät riskit poistamalla liittimet ja kaapelit. Liikkuvien osien puuttuminen lisää kestävyyttä entisestään, koska vikakohtia on vähemmän. Lisäksi PCB:n joustava osa kestää erinomaisesti tärinää, iskuja ja äärimmäisiä lämpötilan muutoksia, mikä tekee siitä sopivan ankariin ympäristöihin.

Kustannustehokas:Vaikka Rigid Flex -piirilevyjen alkuperäinen hinta voi olla hieman korkeampi kuin perinteisten jäykkien piirilevyjen, ne voivat säästää rahaa pitkällä aikavälillä. Liittimien ja johtojen poistaminen vähentää kokoonpanon monimutkaisuutta ja aikaa, mikä vähentää työvoimakustannuksia. Lisäksi jäykkien flex-levyjen luotettavuus ja kestävyys voivat vähentää huolto- ja korjauskustannuksia ja parantaa yleistä kustannustehokkuutta pitkällä aikavälillä.

Jäykän jouston suunnitteluoppaan suunnittelunäkökohdat:

Jäykän joustavan piirilevyn suunnittelu vaatii eri tekijöiden huolellista harkintaa optimaalisen suorituskyvyn ja luotettavuuden varmistamiseksi.

Tässä on joitain tärkeimpiä suunnittelunäkökohtia, jotka on pidettävä mielessä:

a. Mekaaniset rajoitukset:Ymmärtää ja analysoida laitteiden mekaanisia rajoituksia. Määritä tarvittava taivutusalue, taittokulma ja mahdolliset liittimet tai komponentit, jotka saattavat vaatia lisätukea. Joustavat osat on suunniteltu kestämään toistuvaa taivutusta ja taittumista vaarantamatta niiden toimivuutta.

b. Jäljitysreititys:Varmista oikea jäljitysreititys signaalin eheyden ylläpitämiseksi. Vältä jättämästä jälkiä mutka-alueiden lähelle minimoidaksesi oikosulkujen tai signaalihäiriöiden riskin. Säilytä oikea väli jälkien välillä estääksesi ylikuulumisen ja signaalin heikkenemisen. Harkitse impedanssiohjattujen jälkien käyttöä nopeille signaaleille signaalin heijastusten ja häviöiden minimoimiseksi.

c. Komponenttien sijoitus:Optimoi komponenttien sijoitus varmistaaksesi vakauden ja välttääksesi häiriöt kaarevien alueiden kanssa. Harkitse komponenttien kokoa, painoa ja lämpöominaisuuksia jännityskeskittymien estämiseksi joustavilla alueilla. Aseta raskaammat osat jäykille osille vakauden takaamiseksi ja vältä korkeiden osien sijoittamista, jotka voivat häiritä levyn taivuttamista tai taittumista.

d. Materiaalin valinta:Valitse piirilevyn joustaville ja jäykille osille sopivat materiaalit. Harkitse joustavuutta, lämmönkestävyyttä ja yhteensopivuutta valmistusprosessien kanssa. Joustavilla materiaaleilla tulee olla hyvä taivutus ja kestävyys, kun taas jäykillä materiaaleilla tulee olla riittävä mekaaninen lujuus. Varmista, että valittu materiaali on yhteensopiva kokoonpano- ja juotosprosessin kanssa.

e. Kuparitasapaino:Ylläpitää kuparin tasapainoisen jakautumisen piirilevylle vääntymisen, halkeilun tai muiden mekaanisten vikojen estämiseksi. Käytä oikeaa kuparin paksuutta ja kuvion jakautumista minimoidaksesi jännityspitoisuudet. Vältä raskaita kuparijälkiä tai suurta kuparitiheyttä taipuisilla alueilla mekaanisen rasituksen ja vaurioiden estämiseksi.

F. Valmistettavuuden suunnittelu:Tee tiivistä yhteistyötä valmistajien kanssa koko suunnitteluprosessin ajan varmistaaksesi jäykkien joustavien piirilevyjen valmistettavuuden. Harkitse valmistus- ja kokoonpanoprosessien, kuten laminoinnin, porauksen ja syövytyksen, ominaisuuksia ja rajoituksia. Optimoi suunnittelut yksinkertaistaaksesi valmistusta, kokoonpanoa ja testausta.

Rigid-flex PCB-suunnitteluprosessi:

Vankan jäykän ja joustavan piirilevyn suunnittelu sisältää useita kriittisiä vaiheita onnistuneen ja luotettavan suunnittelun varmistamiseksi. Tässä on vaihe vaiheelta

opas suunnitteluprosessiin:

Määritä suunnitteluvaatimukset:Aloita määrittelemällä selkeästi projektin vaatimukset, mukaan lukien halutut toiminnot, sähköiset tiedot ja mekaaniset rajoitukset. Tämä antaa vankan perustan suunnitteluprosessille.

Kaaviosuunnittelu:Luo piirikaavioita sähköisten kytkentöjen ja komponenttien sijoittamiseksi. Tämä vaihe auttaa määrittämään piirilevyn yleisen asettelun ja varmistamaan, että kaikki tarvittavat komponentit ovat mukana.

Laudan muodon määritelmä:Määritä jäykän flex-levyn koko ja muoto. Harkitse laitteen kokoa ja mekaanisia rajoituksia, kuten käytettävissä olevaa tilaa tai erityisiä asennusvaatimuksia.

Komponenttien sijoitus:Aseta komponentit levyn jäykkään osaan varmistaen riittävä etäisyys kuparijäljille. Harkitse lämmönhallintaa ja vältä osien sijoittamista, jotka voivat häiritä joustavia osia. Tämä vaihe auttaa optimoimaan asettelun suorituskyvyn ja valmistettavuuden kannalta.

Jäljitysreititys:Reititä kuparijäljet ​​levylle sijoittamalla kriittiset signaalit mahdollisimman jäykille komponenteille. Kiinnitä erityistä huomiota impedanssin sovittamiseen, kohinanhallintaan ja nopeiden signaalien risteyksien välttämiseen. Noudata signaalin eheyden parhaita käytäntöjä ja ota huomioon jäykän joustavuuden vaatimukset.

Joustava muotoilu:Kun jäykkä johdotus on valmis, keskity piirilevyjen joustavan osan johdotukseen. Huomioi valmistajan ilmoittamat pinoamis-, jäljenleveys- ja välivaatimukset. Varmista, että suunnittelu noudattaa valmistajan flex PCB -suunnitteluohjeita luotettavuuden ja kestävyyden varmistamiseksi.

Vahvista suunnittelu:Suorita perusteellinen suunnittelutarkastus asianmukaisilla ohjelmistotyökaluilla. Tämä sisältää suunnittelusäännön tarkistuksen (DRC), sähköisen säännön tarkistuksen (ERC) ja signaalin eheysanalyysin. Varmista, että suunnittelu täyttää kaikki vaatimukset ja varmistaa oikean toiminnan.

Valmistusasiakirjojen luominen:Luo kaikki tarvittavat valmistusasiakirjat valmistajan vaatimusten mukaisesti. Tämä sisältää Gerber-tiedostojen, poraustiedostojen ja kokoonpanopiirustusten luomisen. Varmista, että valmistusasiakirjat vastaavat tarkasti suunnittelua ja sisältävät kaikki valmistukseen ja kokoonpanoon tarvittavat tiedot.

Tarkista valmistajan kanssa:Tee tiivistä yhteistyötä valitsemasi valmistajan kanssa tarkistaaksesi suunnittelun ja varmistaaksesi, että se vastaa sen valmistus- ja kokoonpanovalmiuksia. Työskentele valmistajan kanssa ratkaistaksesi kaikki kysymykset tai huolenaiheet ja tehdäksesi tarvittavat muutokset suunnitteluun.

Työkalut ja ohjelmistot Rigid-Flex piirilevyjen suunnitteluun:

Jäykkien taipuisten piirien suunnittelu edellyttää erikoistyökalujen ja ohjelmistojen käyttöä tarkkojen ja luotettavien tulosten varmistamiseksi. Tässä ovat

joitain suosittuja ohjelmistotyökaluja, joita käytetään teollisuudessa:

a. Altium-suunnittelija:Kattavista suunnitteluominaisuuksistaan ​​tunnettu Altium Designer tarjoaa 3D-mallinnuksen, suunnittelusääntöjen tarkistuksen, signaalin eheysanalyysin ja käyttäjäystävällisen käyttöliittymän.

b. Poljinnopeus Allegro:Cadence Allegro tarjoaa tehokkaan työkalusarjan jäykkien joustavien piirilevyjen suunnitteluun. Se tarjoaa edistyneitä toimintoja reitittämiseen, nopeaan suunnitteluun ja rajoitusten hallintaan.

c. Mentor Xpedition:Mentor Xpeditionia käytetään laajalti monimutkaisissa piirilevymalleissa, mukaan lukien jäykät joustavat piirilevyt. Se tarjoaa laajan komponenttikirjaston, kattavan suunnittelusäännön tarkistuksen ja signaalin eheysanalyysin.

d. Eagle PCB:Eagle PCB on suosittu valinta aloittelijoille ja pienille projekteille. Se tarjoaa intuitiivisen käyttöliittymän, kaavamaisen kaappauksen ja asettelueditorit sekä joustavan suunnittelusääntömäärityksen.

e. OrCAD:OrCAD PCB Designer on monipuolinen ohjelmistopaketti, joka tukee täydellistä piirilevysuunnittelua, mukaan lukien jäykkä joustava piirilevy. Se tarjoaa ominaisuuksia, kuten suunnittelun valmistettavuuden (DFM) tarkistuksen, reaaliaikaisen suunnittelupalautteen ja nopean reitityksen.

f. SolidWorks:Tämä on suosittu mekaanisen suunnittelun ohjelmisto, jota voidaan käyttää yhdessä piirilevyjen suunnitteluohjelmiston kanssa luomaan tarkkoja 3D-malleja piirilevyn joustavista komponenteista. Se mahdollistaa piirilevyn visualisoinnin koottuna ja auttaa tunnistamaan mahdolliset häiriöt tai asennusongelmat.

g. PADS:PADS on Mentor Graphicsin piirilevyjen suunnitteluohjelmisto, joka tarjoaa kattavat suunnittelu- ja simulointitoiminnot. Se tarjoaa ominaisuuksia, jotka on räätälöity jäykän joustavan piirilevyn suunnitteluun, mukaan lukien joustavan suunnittelusäännön tarkistuksen ja dynaamisen 3D-visualisoinnin.

h. KiCad:KiCad on avoimen lähdekoodin piirilevyjen suunnitteluohjelmisto, joka tarjoaa kattavat suunnittelutyökalut jäykän joustavan piirilevyn suunnitteluun. Se tarjoaa intuitiivisen käyttöliittymän, kaavamaisen sieppauksen ja asettelueditorin ominaisuudet ja tukee joustavaa piirilevyn suunnittelua ja reititystä.

i. SOLIDWORKS PCB:Tämä ohjelmisto yhdistää mekaaniset ja sähköiset suunnitteluominaisuudet, mikä tekee siitä ihanteellisen jäykkien joustavien levyjen suunnitteluun. Se mahdollistaa tehokkaan yhteistyön mekaanisten ja sähköisten suunnittelutiimien välillä ja varmistaa PCB-joustojen ja jäykkien komponenttien tarkan integroinnin.

Kun valitset ohjelmistotyökalua jäykän joustavan piirilevyn suunnitteluun, on tärkeää ottaa huomioon sellaiset tekijät kuin suunnittelun monimutkaisuus, suunnittelutiimin asiantuntemus ja budjettirajoitukset. Suosittelemme arvioimaan eri työkalujen ominaisuuksia, toimivuutta ja käyttäjäystävällisyyttä ennen päätöksentekoa.Shenzhen Capel on valmistanut jäykkiä joustavia piirilevyjä vuodesta 2009. Kaikki kysymykset ovat tervetulleita ottamaan yhteyttä meihin.

Puolijäykän Flex-piirilevyn testaus ja valmistus:

Kun suunnittelu on valmis, testaus- ja valmistusnäkökohtien yhdistäminen on ratkaisevan tärkeää onnistuneen toteutuksen kannalta

jäykkä-flex PCB. Tässä on joitain tärkeimpiä vaiheita testaus- ja valmistusprosessissa:

a. Prototyyppien kehitys:Rigid-flex-piirilevysuunnittelun prototyyppi on luotava ennen sarjatuotantoon siirtymistä. Prototyyppien tekeminen mahdollistaa suunnittelun perusteellisen testauksen ja validoinnin. Se auttaa havaitsemaan suunnitteluvirheet tai mahdolliset ongelmat ajoissa, jotta tarvittavat muutokset voidaan tehdä.

b. Valmistuskatsaus:Suunnittelu tarkistetaan läheisessä yhteistyössä valmistajan kanssa sen varmistamiseksi, että se voidaan valmistaa ja koota. Keskustele valmistussuosituksista, kuten materiaalin valinnasta, pinoamisen suunnittelusta ja jäykkien ja joustavien alueiden erityisvaatimuksista. Tämä vaihe on kriittinen sujuvan valmistus- ja kokoonpanoprosessin varmistamiseksi.

c. Design for Testability (DFT):Harkitse suunnittelunäkökohtia, jotka parantavat jäykkien joustavien piirilevyjen testattavuutta. Ota käyttöön ominaisuuksia, kuten testipisteitä, tukitauluja tai sisäänrakennettua itsetestausta (BIST), mikä helpottaa testausta valmistuksen aikana ja tuotteen koko elinkaaren ajan. DFT-näkökohdat auttavat yksinkertaistamaan testausprosessia ja havaitsemaan mahdolliset ongelmat.

d. Automatisoitu optinen tarkastus (AOI):Käytä AOI-järjestelmää automaattisen optisen tarkastuksen tekemiseen valmistetulle jäykälle joustavalle piirilevylle. AOI-järjestelmät voivat havaita mahdolliset valmistusvirheet, kuten oikosulut, aukot, väärin kohdistetut komponentit tai juotosliitokset. Tämä vaihe varmistaa valmistettujen levyjen laadun ja luotettavuuden.

e. Luotettavuustesti:Valmistetulle rigid-flex -levylle suoritetaan tiukka luotettavuustesti. Tämä testaus sisältää ympäristörasitustestauksen, lämpösyklin, tärinätestauksen ja levyn toimintatestauksen. Luotettavuustestaus varmistaa piirilevyn kestävyyden ja suorituskyvyn todellisissa olosuhteissa.

F. Suunnitteludokumentaatio:Ylläpidä kattavaa suunnitteludokumentaatiota, mukaan lukien materiaaliluettelot (BOM), kokoonpanopiirustukset, testisuunnitelmat ja testispesifikaatiot. Tämä asiakirja on välttämätön vianmäärityksen, korjausten ja tulevien versioiden kannalta. Sitä voidaan käyttää referenssinä tuotteen koko elinkaarelle.

Seuraamalla näitä vaiheita Capel piirilevyjen valmistajat voivat varmistaa jäykkien joustavien levyjen onnistuneen testauksen ja valmistuksen, mikä johtaa korkealaatuisiin ja luotettaviin tuotteisiin.

Yhteenvetona:

Jäykän joustavan painetun piirilevyn suunnittelu ja valmistus vaatii perusteellista ymmärrystä asiaan liittyvistä mekaanisista, sähköisistä ja valmistusnäkökohdista. Tässä oppaassa esitettyjä periaatteita noudattaen Capel varmistaa kestävien ja luotettavien jäykän joustavien piirilevyjen onnistuneen suunnittelun, testauksen ja valmistuksen. Rigid-flex säästää tilaa, lisää kestävyyttä ja joustavuutta tehden siitä arvokkaan ratkaisun eri teollisuudenaloilla. On tärkeää pysyä ajan tasalla uusimpien suunnittelutyökalujen, materiaalien ja valmistusprosessien kanssa, jotta voidaan hyödyntää täysimääräisesti jäykän joustavien piirilevyjen potentiaalia ja edistää elektronisen suunnittelun innovaatioita. Toteuttamalla näitä strategioita Capel luo huippuluokan piirilevyratkaisuja, jotka vastaavat elektroniikkateollisuuden jatkuvasti muuttuviin tarpeisiin.
Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. perusti oman Rigid Flex Pcb -tehtaan vuonna 2009 ja se on ammattimainen Flex Rigid Pcb -valmistaja. 15 vuoden rikas projektikokemus, tiukka prosessikulku, erinomaiset tekniset valmiudet, edistyneet automaatiolaitteet, kattava laadunvalvontajärjestelmä, ja Capelilla on ammattitaitoinen asiantuntijatiimi, joka tarjoaa maailmanlaajuisille asiakkaille korkean tarkkuuden, korkealaatuisen jäykän flex-levyn, Hdi Rigid -levyn. Flex Pcb, Rigid Flex Pcb valmistus, Fast Turn Rigid Flex Pcb, Quick Turn pcb prototyypit. Responsiiviset pre-sales ja after-sales tekniset palvelumme ja oikea-aikainen toimitus mahdollistavat asiakkaamme nopeasti tarttua markkinamahdollisuuksiin projekteihinsa.