Als u zich heeft verdiept in elektronica en het ontwerpen van printplaten, bent u waarschijnlijk de term "stijve flexibele printplaat" tegengekomen. Rigid-flex PCB's winnen aan populariteit vanwege hun flexibiliteit, duurzaamheid en ruimtebesparende mogelijkheden. Door flexibele en stijve substraten op één bord te combineren, kunnen ontwerpers de functionaliteit van hun apparaten maximaliseren en tegelijkertijd de beperkingen op de afmetingen minimaliseren. Hier in deze uitgebreide gids zal Capel ingaan op de basisstappen en best practices voor het ontwerpen van een rigid-flex PCB. Of u nu een doorgewinterde professional bent of nieuw bent op het gebied van PCB-ontwerp, dit artikel biedt u de kennis en hulpmiddelen die u nodig hebt om met succes robuuste en betrouwbare stijve flexibele PCB's te maken.

Inhoudsopgave:

Rigid-Flex-printplaat begrijpen

Voordelen van rigid-flex printplaat

Ontwerpoverwegingen voor stijve flexibele PCB's

Rigid-flex PCB-ontwerpproces

Tools en software voor Rigid-Flex PCB-ontwerp

Testen en produceren van Rigid-Flex PCB's

Tot slot

PCB Rigid Flex begrijpen:

Voordat je in het ontwerpproces duikt, is het van cruciaal belang om een ​​duidelijk begrip te hebben van wat een rigid-flex PCB is. Een rigid-flex PCB is een hybride printplaat die flexibele en stijve substraten combineert in één enkele structuur. Door flexibele printplaten met stijve onderdelen te integreren, verhogen deze borden de betrouwbaarheid, verkleinen ze de afmetingen en verhogen ze de duurzaamheid in vergelijking met traditionele PCB's. De flexibele gebieden maken een 3D-configuratie mogelijk, terwijl de stijve delen stabiliteit en ondersteuning bieden aan de montage.

Voordelen van Rigid Flex Board:

Het gebruik van rigid-flex PCB's brengt verschillende voordelen met zich mee die ze voor veel toepassingen een aantrekkelijke keuze maken. Deze voordelen

erbij betrekken:

Ruimtebesparend:Een van de belangrijkste voordelen van rigid-flex PCB's is hun vermogen om ruimte te besparen. Deze borden integreren meerdere borden in één compacte structuur door connectoren en bedrading te elimineren. Dit verkleint niet alleen de totale omvang van het elektronische apparaat, maar vermindert ook het gewicht ervan, waardoor het geschikt wordt voor compacte draagbare toepassingen.

Verbeterde betrouwbaarheid:Rigid-flex PCB's hebben een hogere betrouwbaarheid vergeleken met conventionele PCB's. De combinatie van flexibele en stijve substraten zorgt voor stabiliteit van de constructie, waardoor het risico op breuk of falen wordt verminderd. Het flexibele deel absorbeert mechanische spanning en voorkomt schade door trillingen, schokken of temperatuurveranderingen. Deze verbeterde betrouwbaarheid zorgt ervoor dat elektronische apparaten functioneel blijven, zelfs onder uitdagende omgevingsomstandigheden.

Ontwerpflexibiliteit:Rigid Flex-printplaten bieden ongeëvenaarde ontwerpflexibiliteit. Ze ondersteunen 3D-configuraties en complexe lay-outs, waardoor ontwerpers innovatieve en compacte oplossingen kunnen creëren voor complexe elektronische apparaten. Deze flexibiliteit opent de mogelijkheid van unieke en op maat gemaakte ontwerpen die zijn afgestemd op specifieke toepassingen.

Verbeterde duurzaamheid:Door het elimineren van connectoren en kabels minimaliseren rigide-flex PCB's de risico's die gepaard gaan met losse verbindingen of draadmoeheid. De afwezigheid van bewegende delen verhoogt de duurzaamheid verder omdat er minder faalpunten zijn. Bovendien is het flexibele gedeelte van de PCB uitstekend bestand tegen trillingen, schokken en extreme temperatuurveranderingen, waardoor het geschikt is voor zware omstandigheden.

Kosteneffectief:Hoewel de initiële kosten van Rigid Flex-printplaten iets hoger kunnen zijn dan die van traditionele stijve PCB's, kunnen ze op de lange termijn geld besparen. Het elimineren van connectoren en bedrading vermindert de complexiteit en tijd van de assemblage, wat de arbeidskosten verlaagt. Bovendien kunnen de betrouwbaarheid en duurzaamheid van rigid-flex platen de onderhouds- en reparatiekosten verlagen, waardoor de algehele kostenefficiëntie op de lange termijn wordt verbeterd.

Ontwerpoverwegingen voor de ontwerpgids voor stijve flex:

Het ontwerpen van een rigid-flex PCB vereist een zorgvuldige afweging van verschillende factoren om optimale prestaties en betrouwbaarheid te garanderen.

Hier zijn enkele belangrijke ontwerpoverwegingen waarmee u rekening moet houden:

A. Mechanische beperkingen:Begrijp en analyseer de mechanische beperkingen van apparatuur. Bepaal het vereiste buiggebied, de vouwhoek en eventuele connectoren of componenten die mogelijk extra ondersteuning nodig hebben. Flexibele secties zijn ontworpen om herhaaldelijk buigen en vouwen te weerstaan ​​zonder hun functionaliteit in gevaar te brengen.

B. Traceringsroutering:Zorg voor een goede traceerroutering om de signaalintegriteit te behouden. Plaats geen sporen in de buurt van bochten om het risico op kortsluiting of signaalinterferentie te minimaliseren. Zorg voor de juiste afstand tussen de sporen om overspraak en signaalverslechtering te voorkomen. Overweeg het gebruik van impedantiegestuurde sporen voor hogesnelheidssignalen om signaalreflecties en -verliezen te minimaliseren.

C. Componentplaatsing:Optimaliseer de plaatsing van componenten om stabiliteit te garanderen en interferentie met gebogen gebieden te voorkomen. Houd rekening met de grootte, het gewicht en de thermische eigenschappen van de componenten om spanningsconcentraties in flexibele gebieden te voorkomen. Plaats zwaardere componenten op stijve delen voor stabiliteit, en vermijd het plaatsen van hoge componenten die het buigen of vouwen van de plank kunnen hinderen.

D. Materiaalselectie:Selecteer materialen die geschikt zijn voor de flexibele en stijve delen van de printplaat. Denk aan flexibiliteit, hittebestendigheid en compatibiliteit met productieprocessen. Flexibele materialen moeten een goede buigbaarheid en duurzaamheid hebben, terwijl stijve materialen voldoende mechanische sterkte moeten hebben. Zorg ervoor dat het geselecteerde materiaal compatibel is met het montage- en soldeerproces.

e. Kopersaldo:Zorgt voor een evenwichtige verdeling van koper op de PCB om kromtrekken, barsten of andere mechanische storingen te voorkomen. Gebruik de juiste koperdikte en patroonverdeling om spanningsconcentraties te minimaliseren. Vermijd zware kopersporen of een hoge koperdichtheid in flexgebieden om mechanische spanning en defecten te voorkomen.

F. Ontwerp voor maakbaarheid:Werk tijdens het ontwerpproces nauw samen met fabrikanten om de maakbaarheid van rigid-flex PCB's te garanderen. Houd rekening met de mogelijkheden en beperkingen van productie- en assemblageprocessen, zoals lamineren, boren en etsen. Optimaliseer ontwerpen om productie, assemblage en testen te vereenvoudigen.

Rigid-flex PCB-ontwerpproces:

Het ontwerpen van een robuuste rigid-flex PCB omvat verschillende cruciale stappen om een ​​succesvol en betrouwbaar ontwerp te garanderen. Hier is een stap-voor-stap

handleiding voor het ontwerpproces:

Ontwerpvereisten definiëren:Begin met het duidelijk definiëren van de projectvereisten, inclusief de gewenste functionaliteit, elektrische specificaties en mechanische beperkingen. Dit biedt een solide basis voor het ontwerpproces.

Schematisch ontwerp:Maak schakelschema's om elektrische verbindingen en plaatsing van componenten tot stand te brengen. Deze stap helpt bij het bepalen van de algemene lay-out van de printplaat en zorgt ervoor dat alle benodigde componenten aanwezig zijn.

Definitie van de bordvorm:Bepaal de totale grootte en vorm van het rigid-flex-bord. Houd rekening met de grootte van de apparatuur en eventuele mechanische beperkingen, zoals de beschikbare ruimte of specifieke installatievereisten.

Componentplaatsing:Plaats de componenten op een stevig gedeelte van de plaat en zorg voor voldoende afstand voor kopersporen. Houd rekening met thermisch beheer en vermijd het plaatsen van componenten die de flexibele onderdelen kunnen hinderen. Deze stap helpt bij het optimaliseren van de lay-out voor prestaties en maakbaarheid.

Traceringsroutering:Leid kopersporen op het bord en plaats kritische signalen op zo stevig mogelijke componenten. Besteed veel aandacht aan impedantie-matching, ruisbeheer en het vermijden van signaalovergangen met hoge snelheid. Volg de beste praktijken voor signaalintegriteit en houd rekening met eventuele specifieke vereisten voor rigid-flex-ontwerpen.

Flexibel ontwerp:Nadat de starre bedrading is voltooid, concentreert u zich op de bedrading van het flexibele deel van de printplaten. Houd rekening met de vereisten voor stapeling, spoorbreedte en afstand van de fabrikant. Zorg ervoor dat het ontwerp de ontwerprichtlijnen van de fabrikant voor flex-PCB's volgt om betrouwbaarheid en duurzaamheid te garanderen.

Valideer het ontwerp:Voer een grondige ontwerpcontrole uit met behulp van geschikte softwaretools. Dit omvat ontwerpregelcontrole (DRC), elektrische regelcontrole (ERC) en signaalintegriteitsanalyse. Controleer of het ontwerp aan alle eisen voldoet en een goede functionaliteit garandeert.

Genereren van productiedocumenten:Genereer alle benodigde productiedocumenten volgens de vereisten van de fabrikant. Denk hierbij aan het maken van Gerberbestanden, boorbestanden en montagetekeningen. Zorg ervoor dat productiedocumenten het ontwerp nauwkeurig weerspiegelen en alle informatie bevatten die nodig is voor fabricage en montage.

Beoordeling met fabrikant:Werk nauw samen met de door u gekozen fabrikant om het ontwerp te beoordelen en ervoor te zorgen dat het voldoet aan de productie- en assemblagemogelijkheden. Werk samen met de fabrikant om eventuele vragen of problemen op te lossen en breng de nodige aanpassingen aan het ontwerp aan.

Tools en software voor Rigid-Flex PCB-ontwerp:

Het ontwerpen van rigide flexcircuits vereist het gebruik van gespecialiseerde tools en software om nauwkeurige en betrouwbare resultaten te garanderen. Hier zijn

enkele populaire softwaretools die in de industrie worden gebruikt:

A. Altium-ontwerper:Altium Designer staat bekend om zijn uitgebreide ontwerpmogelijkheden en biedt 3D-modellering, ontwerpregelcontrole, signaalintegriteitsanalyse en een gebruiksvriendelijke interface.

B. Cadans Allegro:Cadence Allegro biedt een krachtige set tools voor het ontwerpen van rigid-flex PCB's. Het biedt geavanceerde functionaliteit voor routering, snel ontwerp en beperkingsbeheer.

C. Mentor Xpeditie:Mentor Xpedition wordt veel gebruikt voor complexe PCB-ontwerpen, inclusief rigid-flex PCB's. Het biedt een uitgebreide componentenbibliotheek, uitgebreide controle van ontwerpregels en signaalintegriteitsanalyse.

D. Eagle-printplaat:Eagle PCB is een populaire keuze voor beginners en kleine projecten. Het biedt een intuïtieve interface, editors voor het vastleggen en opmaken van schema's en een flexibele configuratie van ontwerpregels.

e. OfCAD:OrCAD PCB Designer is een veelzijdig softwarepakket dat het volledige PCB-ontwerp ondersteunt, inclusief stijve flexibele printplaten. Het biedt functies zoals DFM-controle (Design for Manufacturability), realtime ontwerpfeedback en snelle routering.

F. SolidWorks:Dit is een populaire mechanische ontwerpsoftware die kan worden gebruikt in combinatie met PCB-ontwerpsoftware om nauwkeurige 3D-modellen van PCB-flexcomponenten te maken. Het maakt visualisatie van de PCB in geassembleerde vorm mogelijk en helpt bij het identificeren van mogelijke interferentie of montageproblemen.

G. PADS:PADS is PCB-ontwerpsoftware van Mentor Graphics, die uitgebreide ontwerp- en simulatiefuncties biedt. Het biedt functies die zijn afgestemd op rigid-flex PCB-ontwerp, waaronder flexibele controle van ontwerpregels en dynamische 3D-visualisatie.

H. KiCad:KiCad is open source PCB-ontwerpsoftware die uitgebreide ontwerptools biedt voor rigid-flex PCB-ontwerp. Het biedt een intuïtieve interface, mogelijkheden voor het vastleggen van schema's en lay-outeditor, en ondersteunt flexibel PCB-ontwerp en -routing.

i. SOLIDWORKS-printplaat:Deze software combineert mechanische en elektrische ontwerpmogelijkheden, waardoor het ideaal is voor het ontwerpen van rigid-flex platen. Het maakt efficiënte samenwerking tussen mechanische en elektrische ontwerpteams mogelijk en zorgt voor een nauwkeurige integratie van PCB-flex en stijve componenten.

Bij het kiezen van een softwaretool voor rigid-flex PCB-ontwerp is het belangrijk om rekening te houden met factoren zoals de complexiteit van het ontwerp, de expertise van het ontwerpteam en budgetbeperkingen. Het wordt aanbevolen om de kenmerken, functionaliteit en gebruiksvriendelijkheid van verschillende tools te evalueren voordat u een beslissing neemt. Shenzhen Capel produceert sinds 2009 stijve flexibele printplaten. Als u vragen heeft, neem dan gerust contact met ons op.

Testen en vervaardigen van semi-rigide flexibele PCB's:

Zodra het ontwerp voltooid is, is het combineren van test- en productieoverwegingen van cruciaal belang voor de succesvolle implementatie

van een rigid-flex PCB. Hier zijn enkele belangrijke stappen in het test- en productieproces:

A. Prototypeontwikkeling:Er moet een prototype van een rigid-flex PCB-ontwerp worden gemaakt voordat de serieproductie in gang wordt gezet. Prototyping maakt het grondig testen en valideren van ontwerpen mogelijk. Het helpt om eventuele ontwerpfouten of potentiële problemen vroegtijdig op te sporen, zodat noodzakelijke wijzigingen kunnen worden aangebracht.

B. Productieoverzicht:In nauwe samenwerking met de fabrikant wordt het ontwerp beoordeeld om er zeker van te zijn dat het geschikt is voor productie en montage. Bespreek productieaanbevelingen zoals materiaalkeuze, stapelontwerp en specifieke vereisten voor stijve en flexibele gebieden. Deze stap is van cruciaal belang om een ​​soepel productie- en assemblageproces te garanderen.

C. Ontwerp voor testbaarheid (DFT):Overweeg ontwerpaspecten die de testbaarheid van rigid-flex PCB's vergroten. Implementeer functies zoals testpunten, toegangsborden of ingebouwde zelftest (BIST) om het testen tijdens de productie en gedurende de hele levenscyclus van het product te vergemakkelijken. DFT-overwegingen helpen het testproces te vereenvoudigen en potentiële problemen op te sporen.

D. Geautomatiseerde optische inspectie (AOI):Gebruik het AOI-systeem om geautomatiseerde optische inspectie van de gefabriceerde rigid-flex PCB uit te voeren. AOI-systemen kunnen potentiële fabricagefouten detecteren, zoals kortsluitingen, breuken, verkeerd uitgelijnde componenten of soldeerverbindingen. Deze stap garandeert de kwaliteit en betrouwbaarheid van de vervaardigde platen.

e. Betrouwbaarheidstest:Op de vervaardigde rigid-flex plaat worden strenge betrouwbaarheidstests uitgevoerd. Deze tests omvatten omgevingsstresstests, thermische cycli, trillingstests en functionele tests van het bord. Betrouwbaarheidstests verifiëren de duurzaamheid en prestaties van de PCB onder reële omstandigheden.

F. Ontwerpdocumentatie:Onderhoud uitgebreide ontwerpdocumentatie, inclusief stuklijst (BOM), montagetekeningen, testplannen en testspecificaties. Dit document is essentieel voor het oplossen van problemen, reparaties en toekomstige revisies. Het kan worden gebruikt als referentie voor de gehele levenscyclus van een product.

Door deze stappen te volgen, kunnen Capel-printplaatfabrikanten zorgen voor succesvol testen en produceren van rigid-flex-platen, wat resulteert in hoogwaardige en betrouwbare producten.

Samengevat:

Het ontwerpen en vervaardigen van stijve, flexibele printplaten vereist een grondig begrip van de mechanische, elektrische en productieaspecten die daarbij betrokken zijn. Volgens de principes die in deze gids worden uiteengezet, zorgt Capel voor het succesvol ontwerpen, testen en produceren van robuuste en betrouwbare rigid-flex PCB's. Rigid-flex bespaart ruimte, verbetert de duurzaamheid en flexibiliteit, waardoor het een waardevolle oplossing is in verschillende industrieën. Het is belangrijk om op de hoogte te blijven van de nieuwste ontwerptools, materialen en productieprocessen om het potentieel van rigid-flex PCB's volledig te benutten en bij te dragen aan elektronische ontwerpinnovatie. Door deze strategieën te implementeren, creëert Capel baanbrekende PCB-oplossingen die voldoen aan de steeds veranderende behoeften van de elektronica-industrie.
Shenzhen Capel Technology Co., Ltd. heeft in 2009 zijn eigen Rigid Flex Pcb-fabriek opgericht en het is een professionele Flex Rigid Pcb-fabrikant. Met 15 jaar rijke projectervaring, rigoureuze processtroom, uitstekende technische mogelijkheden, geavanceerde automatiseringsapparatuur, uitgebreid kwaliteitscontrolesysteem, en Capel heeft een team van professionele experts om wereldwijde klanten te voorzien van uiterst nauwkeurige, hoogwaardige stijve flexboards, Hdi Rigid Flex Pcb, Rigid Flex Pcb Fabrication, Fast Turn Rigid Flex Pcb, quick turn pcb-prototypes. Onze responsieve pre-sales en after-sales technische diensten en tijdige levering stellen onze klanten in staat snel marktkansen voor hun projecten te grijpen.