Если вы пробовали заниматься электроникой и проектированием печатных плат, вы, вероятно, сталкивались с термином «жесткая гибкая печатная плата». Жестко-гибкие печатные платы набирают популярность благодаря своей гибкости, долговечности и компактности. Комбинируя гибкие и жесткие подложки на одной плате, дизайнеры могут максимизировать функциональность своих устройств, минимизируя при этом ограничения по размеру. Здесь, в этом подробном руководстве, Capel углубится в основные этапы и лучшие практики проектирования жестко-гибких печатных плат. Независимо от того, являетесь ли вы опытным профессионалом или новичком в проектировании печатных плат, эта статья предоставит вам знания и инструменты, необходимые для успешного создания прочных и надежных жестких гибких печатных плат.

Оглавление:

Понимание печатной платы Rigid-Flex

Преимущества жестко-гибкой печатной платы

Особенности проектирования жестких гибких печатных плат

Процесс проектирования жестко-гибких печатных плат

Инструменты и программное обеспечение для проектирования гибко-жестких печатных плат

Испытание и производство гибко-жестких печатных плат

В заключение

Понимание жесткой гибкой печатной платы:

Прежде чем погрузиться в процесс проектирования, крайне важно иметь четкое представление о том, что такое жестко-гибкая печатная плата. Жестко-гибкая печатная плата — это гибридная печатная плата, которая объединяет гибкие и жесткие подложки в единую структуру. За счет объединения гибких печатных плат с жесткими деталями эти платы повышают надежность, уменьшают размер и повышают долговечность по сравнению с традиционными печатными платами. Гибкие области позволяют создавать трехмерную конфигурацию, а жесткие детали обеспечивают стабильность и поддержку сборки.

Преимущества жесткой гибкой доски:

Использование жестко-гибких печатных плат дает ряд преимуществ, которые делают их привлекательным выбором для многих приложений. Эти преимущества

включать:

Экономия места:Одним из основных преимуществ жестко-гибких печатных плат является их способность экономить место. Эти платы объединяют несколько плат в одну компактную структуру, устраняя разъемы и проводку. Это не только уменьшает общий размер электронного устройства, но и снижает его вес, что делает его пригодным для компактных портативных устройств.

Повышенная надежность:Жестко-гибкие печатные платы имеют более высокую надежность по сравнению с обычными печатными платами. Комбинация гибких и жестких подложек обеспечивает стабильность сборки, снижая риск поломки или отказа. Гибкая часть поглощает механическое напряжение и предотвращает повреждения от вибрации, ударов или изменений температуры. Повышенная надежность гарантирует, что электронные устройства сохранят работоспособность даже в сложных условиях окружающей среды.

Гибкость дизайна:Платы Rigid Flex обеспечивают беспрецедентную гибкость конструкции. Они поддерживают 3D-конфигурации и сложные макеты, что позволяет дизайнерам создавать инновационные и компактные решения для сложных электронных устройств. Такая гибкость открывает возможность создания уникальных и индивидуальных конструкций, адаптированных к конкретным приложениям.

Улучшенная долговечность:За счет исключения разъемов и кабелей жестко-гибкие печатные платы минимизируют риски, связанные с ослаблением соединений или усталостью проводов. Отсутствие движущихся частей еще больше увеличивает долговечность, поскольку меньше точек отказа. Кроме того, гибкая часть печатной платы обладает превосходной устойчивостью к вибрации, ударам и экстремальным изменениям температуры, что делает ее пригодной для работы в суровых условиях.

Экономически эффективно:Хотя первоначальная стоимость печатных плат Rigid Flex может быть немного выше, чем у традиционных жестких печатных плат, в долгосрочной перспективе они позволяют сэкономить деньги. Отсутствие разъемов и проводки снижает сложность и время сборки, что снижает трудозатраты. Кроме того, надежность и долговечность жестко-гибких плит могут снизить затраты на техническое обслуживание и ремонт, повышая общую экономическую эффективность в долгосрочной перспективе.

Рекомендации по проектированию жестко-гибкого руководства по проектированию:

Проектирование жестко-гибкой печатной платы требует тщательного учета различных факторов для обеспечения оптимальной производительности и надежности.

Вот несколько ключевых моментов, которые следует учитывать при проектировании:

а. Механические ограничения:Понимать и анализировать механические ограничения оборудования. Определите необходимую площадь изгиба, угол сгиба, а также любые разъемы или компоненты, которым может потребоваться дополнительная поддержка. Гибкие секции рассчитаны на многократное сгибание и складывание без ущерба для своей функциональности.

б. Трассировка маршрутизации:Обеспечьте правильную маршрутизацию трассировки для поддержания целостности сигнала. Избегайте размещения следов вблизи мест изгибов, чтобы свести к минимуму риск короткого замыкания или помех сигнала. Поддерживайте правильное расстояние между трассами, чтобы предотвратить перекрестные помехи и ухудшение сигнала. Рассмотрите возможность использования трасс с управляемым импедансом для высокоскоростных сигналов, чтобы минимизировать отражения и потери сигнала.

в. Размещение компонентов:Оптимизируйте размещение компонентов, чтобы обеспечить стабильность и избежать взаимодействия с изогнутыми областями. Учитывайте размер, вес и тепловые характеристики компонентов, чтобы предотвратить концентрацию напряжений в гибких областях. Размещайте более тяжелые компоненты на жестких секциях для обеспечения устойчивости и избегайте размещения высоких компонентов, которые могут помешать изгибу или складыванию платы.

д. Выбор материала:Выбирайте материалы, подходящие для гибких и жестких частей печатной платы. Учитывайте гибкость, термостойкость и совместимость с производственными процессами. Гибкие материалы должны обладать хорошей гибкостью и долговечностью, а жесткие материалы должны обладать достаточной механической прочностью. Убедитесь, что выбранный материал совместим с процессом сборки и пайки.

е. Медный баланс:Поддерживает сбалансированное распределение меди на печатной плате для предотвращения деформации, растрескивания и других механических повреждений. Используйте правильную толщину меди и распределение рисунка, чтобы минимизировать концентрацию напряжений. Избегайте тяжелых медных дорожек или высокой плотности меди в гибких зонах, чтобы предотвратить механическое напряжение и поломку.

F. Дизайн для технологичности:Тесно сотрудничайте с производителями на протяжении всего процесса проектирования, чтобы обеспечить технологичность изготовления жестко-гибких печатных плат. Учитывайте возможности и ограничения процессов производства и сборки, таких как ламинирование, сверление и травление. Оптимизируйте конструкции, чтобы упростить производство, сборку и тестирование.

Процесс проектирования жестко-гибких печатных плат:

Проектирование прочной жестко-гибкой печатной платы включает в себя несколько важных шагов, гарантирующих успешную и надежную конструкцию. Вот пошаговая инструкция.

руководство по процессу проектирования:

Определить требования к дизайну:Начните с четкого определения требований проекта, включая желаемую функциональность, электрические характеристики и механические ограничения. Это обеспечит прочную основу для процесса проектирования.

Схематический дизайн:Создайте принципиальные схемы для установления электрических соединений и размещения компонентов. Этот шаг помогает определить общую компоновку печатной платы и гарантирует наличие всех необходимых компонентов.

Определение формы платы:Определите общий размер и форму жестко-гибкой доски. Учитывайте размер оборудования и любые механические ограничения, такие как доступное пространство или особые требования к установке.

Размещение компонентов:Разместите компоненты на жесткой части платы, обеспечив достаточное расстояние для медных дорожек. Рассмотрите возможность управления температурным режимом и избегайте размещения компонентов, которые могут мешать гибким деталям. Этот шаг помогает оптимизировать компоновку для повышения производительности и технологичности.

Трассировка маршрутизации:Проложите медные дорожки на плате, размещая критически важные сигналы на как можно более жестких компонентах. Обратите особое внимание на согласование импедансов, управление шумом и избежание высокоскоростных пересечений сигналов. Следуйте рекомендациям по обеспечению целостности сигнала и учитывайте любые особые требования к жестко-гибким конструкциям.

Гибкая конструкция:После того, как жёсткая разводка будет завершена, сосредоточьтесь на разводке гибкой части печатных плат. Обратите внимание на требования к сложению, ширине дорожек и интервалу, предусмотренные производителем. Убедитесь, что конструкция соответствует рекомендациям производителя по проектированию гибких печатных плат, чтобы обеспечить надежность и долговечность.

Подтвердите дизайн:Выполните тщательную проверку конструкции с использованием соответствующих программных инструментов. Сюда входит проверка правил проектирования (DRC), проверка электрических правил (ERC) и анализ целостности сигнала. Убедитесь, что конструкция соответствует всем требованиям и обеспечивает надлежащую функциональность.

Формирование производственной документации:Формируем всю необходимую производственную документацию в соответствии с требованиями производителя. Сюда входит создание файлов Gerber, файлов сверления и сборочных чертежей. Убедитесь, что производственная документация точно отражает проект и содержит всю информацию, необходимую для изготовления и сборки.

Обзор с производителем:Тесно сотрудничайте с выбранным вами производителем, чтобы просмотреть конструкцию и убедиться, что она соответствует возможностям производства и сборки. Работайте с производителем, чтобы решить любые вопросы или проблемы и внести необходимые изменения в конструкцию.

Инструменты и программное обеспечение для проектирования гибко-жестких печатных плат:

Проектирование жестко-гибких схем требует использования специализированных инструментов и программного обеспечения для обеспечения точных и надежных результатов. Вот

некоторые популярные программные инструменты, используемые в отрасли:

а. Альтиум Дизайнер:Altium Designer, известный своими обширными возможностями проектирования, предлагает 3D-моделирование, проверку правил проектирования, анализ целостности сигнала и удобный интерфейс.

б. Каденс Аллегро:Cadence Allegro предоставляет мощный набор инструментов для проектирования жестко-гибких печатных плат. Он обеспечивает расширенные функциональные возможности для маршрутизации, высокоскоростного проектирования и управления ограничениями.

в. Экспедиция наставника:Mentor Xpedition широко используется для разработки сложных печатных плат, в том числе жестко-гибких. Он предоставляет обширную библиотеку компонентов, комплексную проверку правил проектирования и анализ целостности сигнала.

д. Плата орла:Eagle PCB — популярный выбор для новичков и небольших проектов. Он предлагает интуитивно понятный интерфейс, редакторы схем и макетов, а также гибкую настройку правил проектирования.

е. Оркад:OrCAD PCB Designer — это универсальный программный пакет, который поддерживает комплексное проектирование печатных плат, включая жесткие и гибкие печатные платы. Он предоставляет такие функции, как проверка технологичности проектирования (DFM), обратная связь по проекту в режиме реального времени и высокоскоростная маршрутизация.

ф. Солидворкс:Это популярное программное обеспечение для проектирования механических плат, которое можно использовать в сочетании с программным обеспечением для проектирования печатных плат для создания точных 3D-моделей гибких компонентов печатных плат. Это позволяет визуализировать печатную плату в собранном виде и помогает выявить любые потенциальные помехи или проблемы при монтаже.

г. ПОДУШКИ:PADS — это программное обеспечение для проектирования печатных плат от Mentor Graphics, которое предоставляет комплексные функции проектирования и моделирования. Он предлагает функции, специально разработанные для проектирования жестко-гибких печатных плат, включая гибкую проверку правил проектирования и динамическую 3D-визуализацию.

час КиКад:KiCad — это программное обеспечение для проектирования печатных плат с открытым исходным кодом, которое предоставляет комплексные инструменты проектирования жестко-гибких печатных плат. Он обеспечивает интуитивно понятный интерфейс, возможности редактирования схем и макетов, а также поддерживает гибкое проектирование и маршрутизацию печатных плат.

я. Плата SolidWorks:Это программное обеспечение сочетает в себе возможности механического и электрического проектирования, что делает его идеальным для проектирования жестко-гибких плат. Это обеспечивает эффективное сотрудничество между группами разработчиков механической и электрической частей и обеспечивает точную интеграцию гибких и жестких компонентов печатной платы.

При выборе программного инструмента для проектирования жестко-гибких печатных плат важно учитывать такие факторы, как сложность проекта, опыт команды разработчиков и бюджетные ограничения. Перед принятием решения рекомендуется оценить характеристики, функциональность и удобство использования различных инструментов. Shenzhen Capel производит жесткие гибкие печатные платы с 2009 года. Если у вас возникнут любые вопросы, свяжитесь с нами.

Тестирование и изготовление полужесткой гибкой печатной платы:

После завершения проектирования сочетание вопросов тестирования и производства имеет решающее значение для успешной реализации.

жестко-гибкой печатной платы. Вот некоторые ключевые этапы процесса тестирования и производства:

а. Разработка прототипа:Перед запуском в серийное производство необходимо создать прототип жестко-гибкой печатной платы. Прототипирование обеспечивает тщательное тестирование и проверку проектов. Это помогает заранее обнаружить любые недостатки конструкции или потенциальные проблемы, чтобы можно было внести необходимые изменения.

б. Обзор производства:В тесном сотрудничестве с производителем конструкция проверяется, чтобы убедиться в возможности ее изготовления и сборки. Обсудите производственные рекомендации, такие как выбор материалов, конструкция компоновки и конкретные требования к жестким и гибким областям. Этот шаг имеет решающее значение для обеспечения бесперебойного процесса производства и сборки.

в. Проектирование для тестируемости (DFT):Рассмотрите аспекты проектирования, которые повышают удобство тестирования жестко-гибких печатных плат. Внедрите такие функции, как контрольные точки, платы доступа или встроенное самотестирование (BIST), чтобы облегчить тестирование во время производства и на протяжении всего жизненного цикла продукта. Соображения DFT помогают упростить процесс тестирования и обнаружить любые потенциальные проблемы.

д. Автоматизированный оптический контроль (АОИ):Используйте систему AOI для автоматического оптического контроля изготовленной жестко-гибкой печатной платы. Системы AOI могут обнаруживать потенциальные производственные дефекты, такие как короткие замыкания, обрывы, несоосность компонентов или паяные соединения. Этот шаг обеспечивает качество и надежность изготовленных плат.

е. Тест на надежность:Изготовляемая жестко-гибкая плата проходит строгие испытания на надежность. Это тестирование включает в себя стресс-тестирование на воздействие окружающей среды, термоциклирование, испытание на вибрацию и функциональное тестирование платы. Тестирование надежности подтверждает долговечность и производительность печатной платы в реальных условиях.

F. Проектная документация:Поддерживайте полную проектную документацию, включая спецификацию материалов (BOM), сборочные чертежи, планы испытаний и спецификации испытаний. Этот документ необходим для устранения неполадок, ремонта и будущих изменений. Его можно использовать в качестве справочного материала для всего жизненного цикла продукта.

Следуя этим шагам, производители печатных плат Capel могут обеспечить успешное тестирование и производство жестко-гибких плат, что приведет к выпуску высококачественной и надежной продукции.

В итоге:

Проектирование и производство жесткой гибкой печатной платы требует глубокого понимания механических, электрических и производственных аспектов. Следуя принципам, изложенным в этом руководстве, компания Capel обеспечивает успешное проектирование, тестирование и производство прочных и надежных жестко-гибких печатных плат. Rigid-flex экономит место, повышает долговечность и гибкость, что делает его ценным решением в различных отраслях промышленности. Важно быть в курсе новейших инструментов проектирования, материалов и производственных процессов, чтобы в полной мере использовать потенциал жестко-гибких печатных плат и вносить вклад в инновации в области электронного проектирования. Реализуя эти стратегии, Capel создает передовые решения для печатных плат, отвечающие постоянно меняющимся потребностям электронной промышленности.
Компания Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. основала собственный завод по производству гибких печатных плат в 2009 году и является профессиональным производителем гибких печатных плат. Благодаря 15-летнему богатому опыту реализации проектов, строгому технологическому процессу, отличным техническим возможностям, передовому оборудованию для автоматизации, комплексной системе контроля качества, компания Capel имеет профессиональную команду экспертов, которая предоставляет клиентам по всему миру высокоточные, высококачественные жестко-гибкие плиты Hdi Rigid. Гибкие печатные платы, изготовление жестких гибких печатных плат, быстрые гибкие гибкие печатные платы, быстрые прототипы печатных плат. Наше оперативное предпродажное и послепродажное техническое обслуживание, а также своевременная доставка позволяют нашим клиентам быстро использовать рыночные возможности для своих проектов.