Ako ste se bavili elektronikom i dizajnom tiskanih ploča, vjerojatno ste naišli na pojam "kruta fleksibilna tiskana ploča". Rigid-flex PCB-i postaju sve popularniji zbog svoje fleksibilnosti, izdržljivosti i mogućnosti uštede prostora. Kombinirajući fleksibilne i krute podloge na jednoj ploči, dizajneri mogu maksimizirati funkcionalnost svojih uređaja dok minimiziraju ograničenja veličine. Ovdje u ovom sveobuhvatnom vodiču, Capel će zaroniti u osnovne korake i najbolje prakse za projektiranje rigid-flex PCB. Bez obzira jeste li iskusni profesionalac ili ste novi u dizajnu PCB ploča, ovaj će vam članak pružiti znanje i alate koji su vam potrebni za uspješno stvaranje robusnih i pouzdanih krutih savitljivih PCB ploča.

Sadržaj:

Razumijevanje Rigid-Flex tiskane ploče

Prednosti rigid-flex PCB ploče

Razmatranja dizajna za krute fleksibilne tiskane ploče

Rigid-flex PCB proces dizajna

Alati i softver za dizajn krutih savitljivih tiskanih ploča

Ispitivanje i proizvodnja Rigid-Flex PCB-a

U zaključku

Razumijevanje PCB Rigid Flexa:

Prije nego što se upustite u proces dizajna, ključno je jasno razumjeti što je rigid-flex PCB. Kruto-savitljivi PCB je hibridna tiskana ploča koja kombinira fleksibilne i krute podloge u jednu strukturu. Integriranjem fleksibilnih tiskanih krugova s ​​krutim dijelovima, ove ploče povećavaju pouzdanost, smanjuju veličinu i povećavaju izdržljivost u usporedbi s tradicionalnim tiskanim pločama. Fleksibilna područja omogućuju 3D konfiguraciju, dok kruti dijelovi pružaju stabilnost i potporu sklopu.

Prednosti krute Flex ploče:

Korištenje rigid-flex PCB-a donosi nekoliko prednosti koje ih čine privlačnim izborom za mnoge primjene. Ove pogodnosti

uključuju:

Ušteda prostora:Jedna od glavnih prednosti rigid-flex PCB ploča je njihova sposobnost uštede prostora. Ove ploče integriraju više ploča u jednu kompaktnu strukturu eliminirajući konektore i ožičenje. Ovo ne samo da smanjuje ukupnu veličinu elektroničkog uređaja, već i njegovu težinu, čineći ga prikladnim za kompaktne prijenosne aplikacije.

Poboljšana pouzdanost:Rigid-flex PCB-i imaju veću pouzdanost u usporedbi s konvencionalnim PCB-ima. Kombinacija fleksibilnih i krutih podloga osigurava stabilnost sklopa, smanjujući rizik od loma ili kvara. Fleksibilni dio apsorbira mehanička opterećenja i sprječava oštećenja uzrokovana vibracijama, udarcima ili promjenama temperature. Ova poboljšana pouzdanost osigurava da elektronički uređaji ostaju funkcionalni čak i pod izazovnim uvjetima okoline.

Fleksibilnost dizajna:Krute savitljive ploče nude neusporedivu fleksibilnost dizajna. Podržavaju 3D konfiguracije i složene rasporede, omogućujući dizajnerima stvaranje inovativnih i kompaktnih rješenja za složene elektroničke uređaje. Ova fleksibilnost otvara mogućnost jedinstvenih i prilagođenih dizajna prilagođenih specifičnim primjenama.

Poboljšana izdržljivost:Eliminacijom konektora i kabela, kruti-fleksibilni PCB-ovi minimiziraju rizike povezane s labavim spojevima ili zamorom žice. Nedostatak pokretnih dijelova dodatno povećava izdržljivost jer ima manje točaka kvara. Dodatno, fleksibilni dio PCB-a ima izvrsnu otpornost na vibracije, udarce i ekstremne temperaturne promjene, što ga čini prikladnim za oštra okruženja.

Isplativo:Iako početni trošak ploča sa sklopovima Rigid Flex može biti malo veći od tradicionalnih krutih PCB-a, oni dugoročno mogu uštedjeti novac. Uklanjanje konektora i ožičenja smanjuje složenost i vrijeme sklapanja, što smanjuje troškove rada. Dodatno, pouzdanost i izdržljivost rigid-flex ploča mogu smanjiti troškove održavanja i popravaka, dugoročno poboljšavajući ukupnu troškovnu učinkovitost.

Razmatranja dizajna za vodič za kruti savitljivi dizajn:

Projektiranje rigid-flex PCB-a zahtijeva pažljivo razmatranje različitih čimbenika kako bi se osigurale optimalne performanse i pouzdanost.

Evo nekoliko ključnih stvari o dizajnu koje treba imati na umu:

a. Mehanička ograničenja:Razumjeti i analizirati mehanička ograničenja opreme. Odredite potrebno područje savijanja, kut savijanja i sve konektore ili komponente za koje bi mogla biti potrebna dodatna podrška. Fleksibilni dijelovi dizajnirani su da izdrže opetovano savijanje i preklapanje bez ugrožavanja njihove funkcionalnosti.

b. Trace Routing:Osigurajte pravilno usmjeravanje tragova kako biste održali integritet signala. Izbjegavajte postavljanje tragova blizu područja savijanja kako biste smanjili rizik od kratkog spoja ili interferencije signala. Održavajte odgovarajući razmak između tragova kako biste spriječili preslušavanje i degradaciju signala. Razmislite o korištenju tragova kontroliranih impedancijom za signale velike brzine kako biste smanjili refleksije i gubitke signala.

c. Položaj komponenti:Optimizirajte položaj komponenti kako biste osigurali stabilnost i izbjegli smetnje sa zakrivljenim područjima. Razmotrite veličinu komponente, težinu i toplinske karakteristike kako biste spriječili koncentracije naprezanja u fleksibilnim područjima. Postavite teže komponente na krute dijelove radi stabilnosti i izbjegavajte postavljanje visokih komponenti koje bi mogle ometati savijanje ili preklapanje ploče.

d. Izbor materijala:Odaberite materijale prikladne za fleksibilne i krute dijelove PCB-a. Uzmite u obzir fleksibilnost, otpornost na toplinu i kompatibilnost s proizvodnim procesima. Fleksibilni materijali trebaju imati dobru savitljivost i izdržljivost, dok kruti materijali trebaju imati dovoljnu mehaničku čvrstoću. Provjerite je li odabrani materijal kompatibilan s postupkom sastavljanja i lemljenja.

e. Ravnoteža bakra:Održava uravnoteženu raspodjelu bakra na tiskanoj ploči kako bi se spriječilo savijanje, pucanje ili drugi mehanički kvarovi. Koristite odgovarajuću debljinu bakra i raspodjelu uzorka kako biste smanjili koncentracije naprezanja. Izbjegavajte teške tragove bakra ili visoku gustoću bakra u područjima savijanja kako biste spriječili mehanički stres i kvar.

F. Dizajn za mogućnost izrade:Blisko surađujte s proizvođačima tijekom cijelog procesa dizajna kako biste osigurali mogućnost proizvodnje krutih savitljivih PCB ploča. Razmotrite mogućnosti i ograničenja procesa proizvodnje i sastavljanja, kao što su laminacija, bušenje i jetkanje. Optimizirajte dizajne kako biste pojednostavili proizvodnju, montažu i testiranje.

Proces dizajna krute-savitljive PCB ploče:

Projektiranje robusne krute savitljive tiskane ploče uključuje nekoliko kritičnih koraka kako bi se osigurao uspješan i pouzdan dizajn. Evo korak po korak

vodič za proces dizajna:

Definirajte zahtjeve dizajna:Započnite jasnim definiranjem zahtjeva projekta, uključujući željenu funkcionalnost, električne specifikacije i mehanička ograničenja. To će osigurati čvrstu osnovu za proces dizajna.

Shematski dizajn:Napravite sheme strujnog kruga za uspostavljanje električnih veza i smještaj komponenti. Ovaj korak pomaže u određivanju ukupnog izgleda PCB-a i osigurava da su uključene sve potrebne komponente.

Definicija oblika ploče:Odredite ukupnu veličinu i oblik rigid-flex ploče. Uzmite u obzir veličinu opreme i sva mehanička ograničenja, poput dostupnog prostora ili posebnih zahtjeva za instalaciju.

Položaj komponenti:Postavite komponente na kruti dio ploče, osiguravajući odgovarajući razmak za bakrene tragove. Razmotrite upravljanje toplinom i izbjegavajte postavljanje komponenti koje mogu smetati fleksibilnim dijelovima. Ovaj korak pomaže optimizirati izgled za izvedbu i mogućnost izrade.

Trace Routing:Usmjerite bakrene tragove na ploču, postavljajući kritične signale na što je moguće čvršće komponente. Obratite veliku pozornost na usklađivanje impedancije, upravljanje šumom i izbjegavanje križanja signala velike brzine. Slijedite najbolju praksu za integritet signala i razmotrite sve posebne zahtjeve za kruto-savitljive dizajne.

Fleksibilan dizajn:Nakon što je kruto ožičenje dovršeno, usredotočite se na ožičenje savitljivog dijela tiskanih ploča. Obratite pažnju na zahtjeve za slaganje, širinu traga i razmak koje je naveo proizvođač. Pobrinite se da dizajn slijedi proizvođačeve smjernice za dizajn savitljive PCB ploče kako biste osigurali pouzdanost i trajnost.

Potvrdite dizajn:Izvršite temeljitu provjeru dizajna koristeći odgovarajuće softverske alate. To uključuje provjeru pravila dizajna (DRC), provjeru električnih pravila (ERC) i analizu integriteta signala. Provjerite ispunjava li dizajn sve zahtjeve i osigurava li ispravnu funkcionalnost.

Generiranje proizvodnih dokumenata:Izradite sve potrebne proizvodne dokumente prema zahtjevima proizvođača. To uključuje stvaranje Gerber datoteka, datoteka za bušenje i sklopnih crteža. Osigurajte da proizvodni dokumenti točno odražavaju dizajn i pružaju sve podatke potrebne za izradu i sastavljanje.

Pregled s proizvođačem:Blisko surađujte s odabranim proizvođačem kako biste pregledali dizajn i osigurali da zadovoljava svoje proizvodne i montažne mogućnosti. Surađujte s proizvođačem kako biste riješili sva pitanja ili nedoumice i napravili potrebne prilagodbe dizajna.

Alati i softver za Rigid-Flex PCB dizajn:

Projektiranje krutih savitljivih strujnih krugova zahtijeva korištenje specijaliziranih alata i softvera kako bi se osigurali točni i pouzdani rezultati. Evo ih

neki popularni softverski alati koji se koriste u industriji:

a. Altium Dizajner:Poznat po svojim sveobuhvatnim mogućnostima dizajna, Altium Designer nudi 3D modeliranje, provjeru pravila dizajna, analizu integriteta signala i korisničko sučelje.

b. Cadence Allegro:Cadence Allegro pruža snažan skup alata za projektiranje krutih i savitljivih tiskanih ploča. Omogućuje naprednu funkcionalnost za usmjeravanje, dizajn velike brzine i upravljanje ograničenjima.

c. Mentor Xpedicija:Mentor Xpedition naširoko se koristi za složene PCB dizajne, uključujući krute savitljive PCB-e. Omogućuje opsežnu biblioteku komponenti, sveobuhvatnu provjeru pravila dizajna i analizu integriteta signala.

d. Eagle PCB:Eagle PCB je popularan izbor za početnike i male projekte. Nudi intuitivno sučelje, uređivače shematskog snimanja i izgleda te fleksibilnu konfiguraciju pravila dizajna.

e. OrCAD:OrCAD PCB Designer je svestrani softverski paket koji podržava kompletan dizajn PCB-a, uključujući krutu savitljivu tiskanu ploču. Omogućuje značajke kao što su provjera mogućnosti izrade (DFM), povratne informacije o dizajnu u stvarnom vremenu i usmjeravanje velikom brzinom.

f. SolidWorks:Ovo je popularan softver za mehanički dizajn koji se može koristiti u kombinaciji sa softverom za dizajn PCB-a za izradu točnih 3D modela savitljivih PCB komponenti. Omogućuje vizualizaciju PCB-a u sastavljenom obliku i pomaže u prepoznavanju potencijalnih smetnji ili problema s montažom.

g. JASTUČIĆI:PADS je softver za dizajn PCB-a tvrtke Mentor Graphics, koji pruža opsežne funkcije dizajna i simulacije. Nudi značajke prilagođene za rigid-flex PCB dizajn, uključujući fleksibilnu provjeru pravila dizajna i dinamičku 3D vizualizaciju.

h. KiCad:KiCad je softver za dizajn PCB-a otvorenog koda koji nudi sveobuhvatne alate za dizajn krutih i fleksibilnih PCB-a. Omogućuje intuitivno sučelje, mogućnosti snimanja shema i uređivača izgleda te podržava fleksibilan dizajn PCB-a i usmjeravanje.

ja SOLIDWORKS PCB:Ovaj softver kombinira mehaničke i električne mogućnosti dizajna, što ga čini idealnim za projektiranje krutih savitljivih ploča. Omogućuje učinkovitu suradnju između timova za mehanički i električni dizajn i osigurava preciznu integraciju fleksibilnih PCB i krutih komponenti.

Prilikom odabira softverskog alata za rigid-flex PCB dizajn, važno je uzeti u obzir čimbenike kao što su složenost dizajna, stručnost dizajnerskog tima i proračunska ograničenja. Preporuča se procijeniti značajke, funkcionalnost i jednostavnost različitih alata prije donošenja odluke. Shenzhen Capel proizvodi krute savitljive ploče od 2009. Za sva pitanja slobodno nam se obratite.

Testiranje i izrada polukrute Flex PCB ploče:

Nakon što je dizajn gotov, kombinacija ispitivanja i proizvodnih razmatranja ključna je za uspješnu implementaciju

krutog savitljivog PCB-a. Evo nekoliko ključnih koraka u procesu testiranja i proizvodnje:

a. Razvoj prototipa:Prototip rigid-flex PCB dizajna mora biti izrađen prije ulaska u serijsku proizvodnju. Izrada prototipova omogućuje temeljito testiranje i provjeru valjanosti dizajna. Pomaže u ranom uočavanju nedostataka u dizajnu ili potencijalnih problema kako bi se mogle napraviti potrebne izmjene.

b. Pregled proizvodnje:U bliskoj suradnji s proizvođačem, dizajn se pregledava kako bi se osiguralo da je sposoban za proizvodnju i sastavljanje. Razgovarajte o preporukama za proizvodnju poput odabira materijala, dizajna slaganja i specifičnih zahtjeva za kruta i fleksibilna područja. Ovaj je korak ključan za osiguravanje glatkog procesa proizvodnje i sastavljanja.

c. Dizajn za provjerljivost (DFT):Razmotrite aspekte dizajna koji povećavaju mogućnost testiranja krutih savitljivih PCB ploča. Implementirajte značajke kao što su ispitne točke, pristupne ploče ili ugrađeno samotestiranje (BIST) kako biste olakšali testiranje tijekom proizvodnje i tijekom životnog ciklusa proizvoda. DFT razmatranja pomažu pojednostaviti postupak testiranja i otkriti potencijalne probleme.

d. Automatizirana optička inspekcija (AOI):Upotrijebite AOI sustav za izvođenje automatizirane optičke inspekcije proizvedene krute savitljive PCB ploče. AOI sustavi mogu otkriti potencijalne nedostatke u proizvodnji kao što su kratki spojevi, prekidi, neporavnate komponente ili lemljeni spojevi. Ovaj korak osigurava kvalitetu i pouzdanost proizvedenih ploča.

e. Test pouzdanosti:Strogi test pouzdanosti provodi se na proizvedenoj kruto-savitljivoj ploči. Ovo testiranje uključuje ispitivanje otpornosti na okoliš, toplinske cikluse, ispitivanje vibracija i funkcionalno ispitivanje ploče. Testiranje pouzdanosti potvrđuje trajnost i performanse PCB-a u stvarnim uvjetima.

F. Projektna dokumentacija:Održavajte sveobuhvatnu projektnu dokumentaciju uključujući popis materijala (BOM), sklopne crteže, planove ispitivanja i specifikacije ispitivanja. Ovaj dokument je neophodan za rješavanje problema, popravke i buduće revizije. Može se koristiti kao referenca za cijeli životni ciklus proizvoda.

Slijedeći ove korake, Capel proizvođači tiskanih ploča mogu osigurati uspješno testiranje i proizvodnju krutih savitljivih ploča, što rezultira visokokvalitetnim i pouzdanim proizvodima.

Ukratko:

Projektiranje i proizvodnja krute fleksibilne tiskane ploče zahtijeva temeljito razumijevanje uključenih mehaničkih, električnih i proizvodnih aspekata. Slijedeći načela navedena u ovom vodiču, Capel osigurava uspješan dizajn, testiranje i proizvodnju robusnih i pouzdanih krutih savitljivih tiskanih ploča. Rigid-flex štedi prostor, povećava izdržljivost i fleksibilnost, što ga čini vrijednim rješenjem u raznim industrijama. Važno je biti u tijeku s najnovijim alatima za dizajn, materijalima i proizvodnim procesima kako biste u potpunosti iskoristili potencijal krutih savitljivih PCB ploča i doprinijeli inovacijama elektroničkog dizajna. Implementacijom ovih strategija, Capel stvara vrhunska PCB rješenja koja zadovoljavaju stalno promjenjive potrebe elektroničke industrije.
Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. je 2009. godine uspostavio vlastitu tvornicu krutih savitljivih ploča i profesionalni je proizvođač krutih savitljivih ploča. S 15 godina bogatog projektnog iskustva, rigoroznog tijeka procesa, izvrsnih tehničkih mogućnosti, napredne opreme za automatizaciju, sveobuhvatnog sustava kontrole kvalitete, a Capel ima profesionalni tim stručnjaka koji globalnim kupcima pruža visoko preciznu, visokokvalitetnu krutu fleksibilnu ploču, Hdi Rigid Flex PCB, proizvodnja krutih Flex PCB-a, Fast Turn Rigid Flex PCB, prototipovi PCB-a za brzo okretanje. Naše responzivne tehničke usluge prije prodaje i nakon prodaje te pravovremena isporuka omogućuju našim klijentima da brzo iskoriste tržišne prilike za svoje projekte.