通常,当我们考虑多层电路板PCB设计时,我们经常会想到服务器环境中的电路板机架或游戏平台的组合。但是,如果我们的典型刚性板不适合多层板中使用的物理机箱呢?我们是否愿意为使用柔性电路板付出额外的代价?如果我们能够结合两者的优点怎么办?
在本文中,我们将介绍刚柔结合的优点和性质以及如何更好地满足PCB设计要求多层板。
什么是刚柔性PCB?
在标准中多层电路板PCB设计,我们使用电路板概念将不同的功能电路划分为更小的电路板,并使用各种互连将系统放入单个外壳中。
这个问题标准方法是无法保证互连的可靠性(特别是在考虑电磁干扰/电磁兼容性问题之后)。标准卡缘连接器具有良好的导电性,符合我们的尺寸要求并不总是存在;最好的替代方案是电缆,但是电缆不实用,并且它们不能满足机箱的空间要求。
如果多层电路板设计要求我们互连几个刚性板采用紧凑型外壳,具有高水平连接和高速连接,刚性 - 柔性组合的组合是最佳解决方案。
什么是刚性组合?简单地说,两个或多个刚性板通过柔性部分电连接。
单个柔性层通常由以下材料组成:
柔性聚酰亚胺芯;
导电铜层;
粘合剂
导电铜层夹在两侧用柔性聚酰亚胺粘合剂。聚酰亚胺层和粘合剂层通常被认为是一个单元(称为覆盖层),其可以通过热和压力层压在铜层上。在任何给定的设计中都可以使用多个柔性层。
刚性部分通过标准PCB材料的刚性层添加到柔性层中:
用树脂注入玻璃纤维预浸料,加热时会流动并粘合;
非导电玻璃纤维基层(通常为FR-4);
传统绿色阻焊膜;
丝网印刷标记和识别信息
柔性聚酰亚胺层和导电铜层通常是在整个板上连续(包括刚性层和柔性层)。然而,一些设计限制了用于用预浸料填充刚性层部分的柔性聚酰亚胺的量。
在设计方面,刚柔结合被认为是一块折叠电路板。这减少了系统中所需的互连总数,并避免了手动步骤,例如将扁平带状电缆焊接到刚性板上。
常见的刚性和软组合配置
标准配置:对称结构堆栈中心的柔性层。它通常使用与标准多层PCB设计类似的均匀层数。
奇数层计数配置:虽然在传统PCB设计中不常见,但奇数层计数在两者上均提供EMI屏蔽柔性层的两侧以满足条带阻抗控制和电磁兼容性要求。
不对称配置:如果柔性层不在堆叠的中心,则认为是不对称的组态。有时对阻抗和电介质厚度的要求变化很大,导致“顶部重”设计。在其他时候,盲孔纵横比可以通过不对称结构减小。由于易于变形和扭曲设计,可能需要按压夹具。
盲孔和埋孔:刚柔结合电路支持连接外部的盲孔PCB层到一个或多个内层而不通过整个板;埋入的通孔连接一个或多个内层而不通过外层。复合通孔结构在处理柔性层时通常需要不对称结构。
屏蔽柔性层:层压在柔性层上的特殊屏蔽膜(如Tatsuta和APlus)。带有导电粘合剂的特殊盖子开口将屏蔽膜接触地面。这些薄膜可以屏蔽柔性区域而不会显着增加厚度。
对于刚性和软组合,有许多不同的配置。刚性和柔性部件之间的层数不需要匹配,这使我们能够完全定制PCB设计以适应密封外壳;只需确保设计符合IPC 2223C中规定的质量标准。
总结
刚性 - 柔性粘合有助于我们满足复杂的几何或电磁干扰要求,允许我们尽可能使用柔性电路或坚固的刚性板,以最大限度地降低制造和装配成本。
由于刚性设计通常可以处理复杂的3D要求,因此必须拥有一个强大的PCB设计软件,该软件支持整体设计方法,以弥合机电领域之间的差距。
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