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Rendre les PCB plus faciles à fabriquer et réduire les coûts de traitement
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2022-05-13
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Author:pcb

Rigidité - flexibilité PCB board Pas une carte de circuit ordinaire. Le processus de combinaison de couches minces de substrats flexibles et rigides en un seul composant présente des défis et des possibilités uniques.. Lorsque les concepteurs commencent à concevoir des blocs de PCB rigides et flexibles, Ils ont constaté qu'une grande partie de ce qu'ils avaient appris sur la conception des BPC posait problème.. Ils ne conçoivent plus de planchers plats 2D, Au lieu de cela, vous pouvez plier et plier les connexions internes 3D. J'en suis sûr., Ce sera un PCB plus puissant. Les concepteurs de panneaux flexibles rigides ont remplacé les circuits imprimés composites par plusieurs connecteurs, Câbles à composants individuels et câbles à ruban pour une meilleure performance et stabilité. Ils limitent la portée de la conception à un seul composant, Pliez et pliez les lignes comme un tas de cygnes de papier pour optimiser l'espace disponible. Terme générique littéral, "Flex circuit" se sent comme une alternative au câble ruban Multi - fils. Au - dessus du substrat plat flexible se trouve la couche de circuit, Ils sont connectés de bout en bout. Cette connexion se produit généralement entre la tête d'impression de l'imprimante à jet d'encre et le tableau de commande. Terminologie des circuits flexibles, Cette flexibilité continue est appelée « élasticité dynamique».. Dans une application Flex dynamique, flex circuits are often (but not limited to) single-sided, Pour des performances et une fiabilité élevées. Circuits flexibles pour l'interconnexion entre différents sous - systèmes, Par exemple, Connectez la tête d'impression au panneau de commande.

PCB board

Au cours du cycle de vie d'un circuit flexible, il doit être plié, plié et assemblé avec une faible déflexion, appelée « installation flexible ». Selon les besoins de l'application, l'installation flexible est disponible en plusieurs configurations, d'une seule couche à plusieurs couches. Une flexion limitée pendant la durée de vie est utile pour limiter les contraintes sur les conducteurs et former plus de couches. Lors d'une installation flexible nécessitant l'installation d'un seul composant latéral, la stratégie consiste à positionner et stratifier le matériau rigide dans un circuit flexible pour renforcer une zone spécifique. Cette conception de circuits flexibles est appelée « flexibilité rigide ». Les matériaux rigides (généralement fr4) ne contiennent pas de conducteurs et sont principalement utilisés pour renforcer les bases ou les zones de raccordement des composants. Le panneau flexible rigide présente les avantages d'un circuit flexible et d'un matériau rigide, mais son coût est élevé. Le softboard rigide peut être utilisé comme alternative au softboard rigide. Les matériaux rigides n'ont pas besoin d'être gravés ou galvanisés, mais seulement percés et ajoutés pour réduire le temps de traitement des PCB. Lors d'une installation Flex, une carte Flex rigide peut être une solution viable si un module recto - verso est nécessaire ou si une carte de circuit imprimé ultra mince est nécessaire. Les panneaux flexibles rigides ont des couches rigides et flexibles et sont des circuits imprimés multicouches. Les circuits imprimés rigides et flexibles typiques (quatre couches) ont des noyaux de Polyimide recouverts de feuilles de cuivre sur les côtés supérieurs et inférieurs. La couche rigide externe se compose d'un seul fr4 latéral stratifié des deux côtés du noyau flexible pour assembler des PCB multicouches. Les panneaux rigides et flexibles sont largement utilisés, mais en raison de l'utilisation mixte de divers matériaux et de plusieurs étapes de production, les panneaux rigides et flexibles ont un temps de traitement plus long et un coût de production plus élevé. Lors de la fabrication de panneaux flexibles rigides multicouches, la couche flexible est traitée très différemment de la couche externe fr4. Les couches faites de différents matériaux doivent être stratifiées ensemble, puis percées et plaquées. Par conséquent, la fabrication d'un PCB rigide et flexible typique à quatre couches peut prendre de cinq à sept fois plus de temps que la fabrication d'un PCB rigide et flexible standard à quatre couches.


Application of rigid-flex board
Rigid-flex boards are commonly found in consumer electronics such as digital cameras, Caméra, Et lecteur MP3. Il peut également être utilisé dans les systèmes de navigation d'armes aéroportés haut de gamme. D'après mes recherches,, Les panneaux rigides sont généralement utilisés dans la fabrication d'aéronefs militaires et de matériel médical.. Les panneaux rigides et flexibles offrent des avantages considérables pour la conception des aéronefs militaires, car ils réduisent la masse tout en améliorant la fiabilité des connexions.. Bien sûr., Les avantages d'une taille globale plus petite ne doivent pas être négligés. Les dispositifs médicaux implantables, tels que les stimulateurs cardiaques et les implants cochléaires, bénéficient également de la capacité des plaques flexibles rigides à se plier et à se plier dans de petits espaces., Et une plus grande fiabilité. Imaginez ce qui se passerait si le stimulateur cardiaque ne fonctionnait pas parce que le fil qui reliait la batterie était tombé.. Utilisation de panneaux souples rigides, La batterie peut être connectée directement à la couche de circuit et peut être montée n'importe où dans le composant.


Application example of rigid-flex board
Designers in rigid-flex applications rely on rigid-flex as the way to achieve product goals. Avant de fabriquer de nouveaux produits à partir de panneaux rigides et flexibles, ils peuvent tester leurs concepts de conception en utilisant des conceptions rigides comme prototypes. Le système infrarouge sera installé sur un micro - véhicule ou un drone, Exiger que le système couvre la surveillance des caméras numériques portatives de 5 pouces cubes dont la charge utile ne dépasse pas 3 onces. C'est ça., Maintenir le niveau de fonctionnalité et de fiabilité initial, Réduction de l'espace de 50% et du poids de 95%. Le défi est de réduire le poids de 3 livres à moins de 3 onces. La solution est de supprimer la rigidité PCB board Les composants sont connectés par plusieurs connecteurs et commutés en panneaux rigides et flexibles. J'ai rencontré Jeff très tôt dans le processus de conception., Bien que c'était la première fois qu'il utilisait des panneaux rigides, Il a fait tout ce qu'il fallait.. Dans le processus de production, Il a sous - Traité le projet de conception de PCB à un concepteur d'applications Flex Rigid expérimenté, Et impliquer les fabricants de BPC dès le début du processus. « bien que les panneaux rigides et flexibles soient plus coûteux que les panneaux rigides traditionnels », a déclaré l'Agence., Il offre la solution idéale pour le projet. Nous utilisons l'interconnexion de substrats flexibles au lieu de connecter plusieurs PCB boards. , C'est la clé pour réduire l'espace et le poids, C'est exactement ce dont nous avons besoin..- grâce à la flexibilité et au pliage des panneaux rigides et flexibles, Il peut être utilisé pour fabriquer des circuits personnalisés, Utilisation optimale de l'espace intérieur disponible. Jeff en a profité pour réduire l'espace occupé par l'ensemble du système.. Parce que ce design n'est pas produit en série, En revanche, les avantages l'emportent sur les coûts, Malgré des coûts de production plus élevés.


Considérations de conception lors de la conception de panneaux rigides et flexibles, les caractéristiques du procédé de fabrication et les types de matériaux utilisés doivent être pris en considération. Les concepteurs ne peuvent pas simplement créer des types typiques de pistes utilisées sur quatre couches de PCB rigides et s'attendre à obtenir les mêmes résultats que les panneaux flexibles rigides. Parce que la stabilité spatiale du Polyimide est plus de trois fois inférieure à celle du fr4. Une fois le cuivre gravé, le matériau flexible se contracte considérablement. La plupart des fabricants connaissent cette caractéristique du matériau et l'évaluent avec précision, de sorte que lorsque le PCB entre dans le processus d'usinage (forage et ajout de traces), ils essaient de rendre la carte aussi proche que possible des tolérances dimensionnelles. Si le concepteur ne tient pas compte d'éventuels problèmes de fabrication, il est probable que cela ne sera pas possible tant que la conception n'aura pas été mise à jour pour tenir compte des procédés d'usinage particuliers du fabricant. Afin d'obtenir les résultats escomptés, il est envisagé d'ajouter des larmes à toutes les traces sur le PAD et les connexions trace à trace en maximisant la taille de l'anneau de perçage électroplaqué sur la couche flexible. Si vous utilisez une couche intérieure flexible pour relier des zones de circuits rigides, vous devez examiner attentivement la façon de soutenir les zones rigides dans la plaque pendant la fabrication, car les zones de la couche rigide seront enlevées pour exposer la couche flexible sous - jacente. Cependant, l'enlèvement d'un excès de matériau rigide peut rendre la carte fragile. Nous Découpons habituellement la couche flexible parce que la découpe est plus appropriée pour le Polyimide mince. Vous pouvez également enlever les zones de la couche flexible pour réduire le contact avec les points de route dans le routage final. Ces zones « sans couche» doivent être prises en compte dans les outils de conception, et la conception peut nécessiter la mise en place de zones sans câblage et / ou sans composants pour empêcher certains composants ou lignes de pendre sur les bords des zones rigides.


Étant donné que les circuits flexibles peuvent être pliés et pliés, les recommandations de conception, Évitez les marques indésirables et augmentez la probabilité de fissuration du fil.. Voici quelques suggestions pour réduire la contrainte du conducteur dans la zone de flexion: traverser la zone de flexion perpendiculairement à l'axe de flexion; Maintenir un Chanfrein droit, Changement de largeur, Trous de travers à l'extérieur de la zone de flexion; Remplacer la plaque de cuivre solide par la plaque de cuivre; Câblage côte à côte à travers les couches adjacentes, "I - beam"; Et de nombreuses suggestions similaires sur la conception de circuits flexibles, Trop nombreux pour être listés ici. Voir les publications publiques dans les lectures recommandées pour plus de détails et les points saillants de la conception. Conclusion commentaires des fabricants, La plupart d'entre eux conseillent aux clients d'abandonner les panneaux rigides et flexibles et d'utiliser des panneaux rigides et flexibles., Parce que le premier a augmenté PCB boardImpossible de satisfaire aux exigences de prix du client. L'une des principales étapes de la production de masse de panneaux rigides et flexibles est de faire participer les fabricants à la production le plus tôt possible.. En même temps, Nous croyons que « les matières premières sont les trois principaux facteurs qui contribuent à l'augmentation des coûts des panneaux rigides et flexibles., Utilisation des circuits imprimés, Et rendement. Si nous pouvons travailler avec les concepteurs au début du projet, Nous pouvons les aider à réaliser des conceptions à faible coût et à éviter des erreurs coûteuses."Lors de la sélection d'un fournisseur Flex/Ou flexion rigide, Voir le nombre de projets importants dans ce domaine. Connaître leur niveau moyen de compétence pour déterminer le niveau de compétence de la plupart des conseils d'administration. La carte de circuit que vous Concevez devrait avoir une capacité de traitement intermédiaire plutôt qu'une capacité de traitement supérieure, Ceci est particulièrement vrai pour le choix des panneaux rigides et flexibles. L'équipe idéale d'évaluation de la conception des panneaux rigides et flexibles devrait être composée d'ingénieurs en mécanique et en électronique., PCB board Designers et PCB board Ingénieur de traitement. L'Ingénieur mécanique comprend les contraintes mécaniques dans les composants du système. Celui - ci. PCB board Les ingénieurs de processus de l'équipe peuvent étudier les changements de cambrage et l'ajout de matériaux de renforcement, Attendez.., Modifier le nombre réel de panneaux et les coûts de production. Rappelez - vous, chaque PCB board Est inversement proportionnel au nombre d'images sur la carte de circuit. Si la carte de circuit flexographique rigide ressemble à une araignée polypode et ne peut pas être bien imbriquée dans la carte, Augmentation significative des coûts par composante. Si vous décidez d'utiliser des panneaux rigides PCB board, Les concepteurs devraient donc être plus souples dans leur pensée afin d'améliorer la production de masse et de réduire les investissements..