Ако сте се занимавали с електроника и проектиране на платки, вероятно сте срещали термина „твърда гъвкава печатна платка“. Твърдите гъвкави печатни платки набират популярност заради своята гъвкавост, издръжливост и възможности за пестене на място. Чрез комбиниране на гъвкави и твърди субстрати на една платка, дизайнерите могат да увеличат максимално функционалността на своите устройства, като минимизират ограниченията на размера. Тук, в това изчерпателно ръководство, Capel ще се потопи в основните стъпки и най-добрите практики за проектиране на твърдо-гъвкава печатна платка. Независимо дали сте опитен професионалист или нов в дизайна на печатни платки, тази статия ще ви предостави знанията и инструментите, от които се нуждаете, за да създадете успешно здрави и надеждни твърди и гъвкави печатни платки.

Съдържание:

Разбиране на платката Rigid-Flex

Предимства на твърдо-гъвкава печатна платка

Съображения за проектиране на твърди гъвкави печатни платки

Процес на проектиране на твърди и гъвкави печатни платки

Инструменти и софтуер за проектиране на PCB с твърда гъвкавост

Тестване и производство на твърди и гъвкави печатни платки

В заключение

Разбиране на Pcb Rigid Flex:

Преди да се потопите в процеса на проектиране, от решаващо значение е да имате ясно разбиране какво представлява твърдо-гъвкавата печатна платка. Твърдата гъвкава печатна платка е хибридна платка, която съчетава гъвкави и твърди субстрати в една структура. Чрез интегриране на гъвкави печатни схеми с твърди части, тези платки повишават надеждността, намаляват размера и увеличават издръжливостта в сравнение с традиционните печатни платки. Гъвкавите региони позволяват 3D конфигурация, докато твърдите части осигуряват стабилност и опора на сглобката.

Предимства на твърдата гъвкава дъска:

Използването на твърди и гъвкави печатни платки носи няколко предимства, които ги правят привлекателен избор за много приложения. Тези ползи

включват:

Спестяване на място:Едно от основните предимства на твърдите и гъвкави печатни платки е способността им да пестят място. Тези платки интегрират множество платки в една компактна структура чрез елиминиране на конектори и окабеляване. Това не само намалява общия размер на електронното устройство, но и намалява теглото му, което го прави подходящо за компактни преносими приложения.

Подобрена надеждност:Твърдите и гъвкави печатни платки имат по-висока надеждност в сравнение с конвенционалните печатни платки. Комбинацията от гъвкави и твърди субстрати осигурява стабилност на сглобката, намалявайки риска от счупване или повреда. Гъвкавата част абсорбира механичното напрежение и предотвратява повреда от вибрации, удар или температурни промени. Тази повишена надеждност гарантира, че електронните устройства остават функционални дори при предизвикателни условия на околната среда.

Гъвкавост на дизайна:Твърдите гъвкави платки предлагат несравнима гъвкавост на дизайна. Те поддържат 3D конфигурации и сложни оформления, което позволява на дизайнерите да създават иновативни и компактни решения за сложни електронни устройства. Тази гъвкавост отваря възможността за уникални и персонализирани дизайни, пригодени за конкретни приложения.

Подобрена издръжливост:Чрез елиминиране на конектори и кабели, твърдите и гъвкави печатни платки минимизират рисковете, свързани с разхлабени връзки или умора на проводниците. Липсата на движещи се части допълнително увеличава издръжливостта, тъй като има по-малко точки на повреда. В допълнение, гъвкавата част на печатната платка има отлична устойчивост на вибрации, удари и екстремни температурни промени, което я прави подходяща за тежки среди.

Рентабилно:Докато първоначалната цена на платките Rigid Flex може да е малко по-висока от традиционните твърди печатни платки, те могат да спестят пари в дългосрочен план. Премахването на съединители и окабеляване намалява сложността на монтажа и времето, което намалява разходите за труд. Освен това, надеждността и издръжливостта на твърдите и гъвкави платки могат да намалят разходите за поддръжка и ремонт, подобрявайки цялостната ефективност на разходите в дългосрочен план.

Проектни съображения за ръководство за проектиране на твърда гъвкавост:

Проектирането на твърдо-гъвкава печатна платка изисква внимателно разглеждане на различни фактори, за да се осигури оптимална производителност и надеждност.

Ето някои ключови съображения за проектиране, които трябва да имате предвид:

а. Механични ограничения:Разберете и анализирайте механичните ограничения на оборудването. Определете необходимата площ на огъване, ъгъл на сгъване и всички конектори или компоненти, които може да изискват допълнителна опора. Гъвкавите секции са проектирани да издържат на многократно огъване и сгъване, без да се нарушава тяхната функционалност.

b. Проследяване на маршрута:Осигурете правилно трасиране, за да поддържате целостта на сигнала. Избягвайте да поставяте следи близо до зони на огъване, за да минимизирате риска от късо съединение или смущения в сигнала. Поддържайте подходящо разстояние между следите, за да предотвратите кръстосани смущения и влошаване на сигнала. Обмислете използването на импедансно контролирани следи за високоскоростни сигнали, за да сведете до минимум отраженията и загубите на сигнала.

c. Разположение на компонентите:Оптимизирайте разположението на компонентите, за да осигурите стабилност и да избегнете смущения в извити зони. Обмислете размера на компонента, теглото и топлинните характеристики, за да предотвратите концентрации на напрежение в гъвкавите зони. Поставете по-тежки компоненти върху твърди секции за стабилност и избягвайте поставянето на високи компоненти, които могат да попречат на огъването или сгъването на дъската.

d. Избор на материал:Изберете материали, подходящи за гъвкавите и твърди части на PCB. Помислете за гъвкавост, топлоустойчивост и съвместимост с производствените процеси. Гъвкавите материали трябва да имат добра огъваемост и издръжливост, докато твърдите материали трябва да имат достатъчна механична якост. Уверете се, че избраният материал е съвместим с процеса на сглобяване и запояване.

д. Меден баланс:Поддържа балансирано разпределение на медта върху печатната платка, за да предотврати изкривяване, напукване или други механични повреди. Използвайте подходяща дебелина на медта и разпределение на шаблона, за да сведете до минимум концентрациите на напрежение. Избягвайте тежки следи от мед или висока плътност на медта в зоните на огъване, за да предотвратите механично напрежение и повреда.

F. Проектиране за технологичност:Работете в тясно сътрудничество с производителите през целия процес на проектиране, за да гарантирате производителността на твърдите и гъвкави печатни платки. Обърнете внимание на възможностите и ограниченията на процесите на производство и сглобяване, като ламиниране, пробиване и ецване. Оптимизирайте дизайна, за да опростите производството, сглобяването и тестването.

Процес на проектиране на печатни платки с твърда гъвкавост:

Проектирането на здрава твърдо-гъвкава печатна платка включва няколко критични стъпки, за да се осигури успешен и надежден дизайн. Ето стъпка по стъпка

ръководство за процеса на проектиране:

Определете изискванията за проектиране:Започнете с ясно дефиниране на изискванията на проекта, включително желаната функционалност, електрически спецификации и механични ограничения. Това ще осигури солидна основа за процеса на проектиране.

Схематичен дизайн:Създайте схеми на веригата, за да установите електрически връзки и разположение на компонентите. Тази стъпка помага да се определи цялостното оформление на печатната платка и гарантира, че всички необходими компоненти са включени.

Дефиниция на формата на дъската:Определете общия размер и формата на твърдо-гъвкавата дъска. Обмислете размера на оборудването и всички механични ограничения, като налично пространство или специфични изисквания за инсталиране.

Разположение на компонентите:Поставете компонентите върху твърда част от платката, като осигурите достатъчно разстояние за медни следи. Помислете за термично управление и избягвайте поставянето на компоненти, които могат да пречат на гъвкавите части. Тази стъпка помага за оптимизиране на оформлението за производителност и технологичност.

Проследяване на маршрута:Прокарайте медни следи върху платката, като поставите критични сигнали върху възможно най-твърди компоненти. Обърнете голямо внимание на съгласуването на импеданса, управлението на шума и избягването на високоскоростни пресичания на сигнали. Следвайте най-добрите практики за целостта на сигнала и вземете под внимание всички специфични изисквания за дизайни с твърда гъвкавост.

Гъвкав дизайн:След като твърдото окабеляване приключи, съсредоточете се върху окабеляването на гъвкавата част на печатните платки. Обърнете внимание на изискванията за подреждане, ширина на следата и разстояние, предоставени от производителя. Уверете се, че дизайнът следва указанията на производителя за проектиране на гъвкави печатни платки, за да осигурите надеждност и издръжливост.

Валидирайте дизайна:Извършете задълбочена проверка на дизайна, като използвате подходящи софтуерни инструменти. Това включва проверка на правила за проектиране (DRC), проверка на електрически правила (ERC) и анализ на целостта на сигнала. Уверете се, че дизайнът отговаря на всички изисквания и осигурява правилна функционалност.

Генериране на производствени документи:Генерирайте всички необходими производствени документи според изискванията на производителя. Това включва създаване на Gerber файлове, файлове за пробиване и монтажни чертежи. Уверете се, че производствените документи отразяват точно дизайна и предоставят цялата информация, необходима за производство и монтаж.

Преглед с производителя:Работете в тясно сътрудничество с избрания от вас производител, за да прегледате дизайна и да се уверите, че той отговаря на своите производствени и монтажни възможности. Работете с производителя, за да разрешите всички въпроси или притеснения и да направите необходимите корекции в дизайна.

Инструменти и софтуер за проектиране на PCB с твърда гъвкавост:

Проектирането на твърди гъвкави вериги изисква използването на специализирани инструменти и софтуер за осигуряване на точни и надеждни резултати. Ето ги

някои популярни софтуерни инструменти, използвани в индустрията:

а. Altium Designer:Известен със своите всеобхватни възможности за проектиране, Altium Designer предлага 3D моделиране, проверка на правилата за проектиране, анализ на целостта на сигнала и удобен за потребителя интерфейс.

b. Cadence Allegro:Cadence Allegro предоставя мощен набор от инструменти за проектиране на твърди и гъвкави печатни платки. Той предоставя разширена функционалност за маршрутизиране, високоскоростен дизайн и управление на ограниченията.

c. Mentor Xpedition:Mentor Xpedition се използва широко за сложни дизайни на печатни платки, включително твърди и гъвкави печатни платки. Той предоставя обширна библиотека с компоненти, цялостна проверка на правилата за проектиране и анализ на целостта на сигнала.

d. Eagle PCB:Eagle PCB е популярен избор за начинаещи и малки проекти. Той предлага интуитивен интерфейс, редактори за заснемане на схема и оформление и гъвкава конфигурация на правилата за проектиране.

д. OrCAD:OrCAD PCB Designer е многофункционален софтуерен пакет, който поддържа пълен дизайн на печатни платки, включително твърди и гъвкави печатни платки. Той предоставя функции като проверка на дизайна за технологичност (DFM), обратна връзка за дизайна в реално време и високоскоростно маршрутизиране.

f. SolidWorks:Това е популярен софтуер за механичен дизайн, който може да се използва заедно със софтуер за проектиране на печатни платки за създаване на точни 3D модели на гъвкави компоненти на печатни платки. Позволява визуализация на PCB в сглобена форма и помага за идентифициране на потенциални смущения или проблеми с монтажа.

ж. ПОДЛОЖКИ:PADS е софтуер за проектиране на печатни платки от Mentor Graphics, който предоставя цялостни функции за проектиране и симулация. Той предлага функции, пригодени за твърдо-гъвкав дизайн на печатни платки, включително гъвкава проверка на правилата за дизайн и динамична 3D визуализация.

ч. KiCad:KiCad е софтуер за проектиране на печатни платки с отворен код, който предоставя изчерпателни инструменти за проектиране на твърди и гъвкави печатни платки. Той осигурява интуитивен интерфейс, възможности за заснемане на схема и редактор на оформление и поддържа гъвкав дизайн и маршрутизиране на печатни платки.

аз PCB на SOLIDWORKS:Този софтуер съчетава механични и електрически възможности за проектиране, което го прави идеален за проектиране на твърди и гъвкави платки. Той позволява ефективно сътрудничество между екипите за механичен и електрически дизайн и осигурява прецизна интеграция на PCB гъвкави и твърди компоненти.

Когато избирате софтуерен инструмент за проектиране на твърди и гъвкави печатни платки, е важно да вземете предвид фактори като сложността на дизайна, експертния опит на дизайнерския екип и бюджетни ограничения. Препоръчително е да оцените характеристиките, функционалността и лекотата на използване на различните инструменти, преди да вземете решение. Шенжен Капел произвежда твърди гъвкави платки от 2009 г. насам. Всеки въпрос е добре дошъл да се свържете с нас.

Тестване и производство на полутвърда гъвкава печатна платка:

След като дизайнът е завършен, комбинирането на съображения за тестване и производство е от решаващо значение за успешното внедряване

на твърдо-гъвкава печатна платка. Ето някои ключови стъпки в процеса на тестване и производство:

а. Разработка на прототип:Трябва да бъде създаден прототип на твърдо-гъвкав дизайн на печатни платки, преди да влезе в серийно производство. Създаването на прототипи позволява задълбочено тестване и валидиране на дизайни. Помага да се забележат всякакви дефекти в дизайна или потенциални проблеми навреме, така че да могат да бъдат направени необходимите модификации.

b. Преглед на производството:Работейки в тясно сътрудничество с производителя, дизайнът се преглежда, за да се гарантира, че е годен за производство и монтаж. Обсъдете препоръките за производство като избор на материал, дизайн на подреждане и специфични изисквания за твърди и гъвкави зони. Тази стъпка е от решаващо значение за осигуряване на плавен процес на производство и сглобяване.

c. Дизайн за тестваемост (DFT):Обмислете аспекти на дизайна, които подобряват възможността за тестване на твърди и гъвкави печатни платки. Внедрете функции като точки за тестване, платки за достъп или вграден самотест (BIST), за да улесните тестването по време на производството и през целия жизнен цикъл на продукта. Съображенията за DFT помагат за опростяване на процеса на тестване и откриване на потенциални проблеми.

d. Автоматизирана оптична инспекция (AOI):Използвайте системата AOI, за да извършите автоматизирана оптична проверка на изработената твърдо-гъвкава печатна платка. AOI системите могат да открият потенциални производствени дефекти като късо съединение, отваряне, неправилно подравнени компоненти или споени съединения. Тази стъпка гарантира качеството и надеждността на произведените платки.

д. Тест за надеждност:Извършва се строг тест за надеждност на произведената твърдо-гъвкава дъска. Това тестване включва стрес тестване на околната среда, термичен цикъл, тестване на вибрации и функционално тестване на платката. Тестването за надеждност проверява издръжливостта и производителността на PCB при реални условия.

F. Проектна документация:Поддържайте изчерпателна проектна документация, включително спецификация на материалите (BOM), монтажни чертежи, тестови планове и тестови спецификации. Този документ е от съществено значение за отстраняване на проблеми, ремонти и бъдещи ревизии. Може да се използва като справка за целия жизнен цикъл на продукта.

Като следват тези стъпки, производителите на печатни платки Capel могат да осигурят успешно тестване и производство на твърди и гъвкави платки, което води до висококачествени и надеждни продукти.

В обобщение:

Проектирането и производството на твърда гъвкава печатна платка изисква задълбочено разбиране на механичните, електрическите и производствените аспекти. Следвайки принципите, описани в това ръководство, Capel гарантира успешен дизайн, тестване и производство на здрави и надеждни твърди и гъвкави печатни платки. Rigid-flex спестява място, подобрява издръжливостта и гъвкавостта, което го прави ценно решение в различни индустрии. Важно е да сте в крак с най-новите инструменти за проектиране, материали и производствени процеси, за да използвате напълно потенциала на твърдите гъвкави печатни платки и да допринесете за иновациите в електронния дизайн. Чрез прилагането на тези стратегии Capel създава авангардни решения за печатни платки, които отговарят на непрекъснато променящите се нужди на електронната индустрия.
Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. създаде своя собствена фабрика за твърди гъвкави печатни платки през 2009 г. и е професионален производител на твърди гъвкави печатни платки. С 15 години богат проектен опит, строг поток на процеси, отлични технически възможности, усъвършенствано оборудване за автоматизация, всеобхватна система за контрол на качеството и Capel разполага с професионален екип от експерти, за да предостави на глобалните клиенти високопрецизна, висококачествена твърда гъвкава дъска, Hdi Rigid Flex Pcb, производство на твърди гъвкави печатни платки, твърди гъвкави печатни платки с бързо завъртане, прототипи на печатни платки с бързо завъртане. Нашите отзивчиви предпродажбени и следпродажбени технически услуги и навременна доставка позволяват на нашите клиенти бързо да се възползват от пазарните възможности за своите проекти.