了解Flex PCB和加強筋

2022-09-06

了解Flex PCB和加強筋

在電子設計中，在單塊板上布置復雜電路的能力非常重要。然而，與電路板開發相關的制造成本導致使用更先進的材料和技術。這些可以更容易地制造完全柔性的PCB。Flex pcb電路是一個相當復雜的主題，有時難以理解。無論您多年來一直從事柔性PCB設計，還是剛剛開始，您都必須學習的一件事是如何正確布線柔性PCB電路和加強板。

多年來，柔性PCB、加強筋和整體柔韌性一直是熱門話題。越多的制造商和設計人員將柔性PCB集成到他們的設計中，他們的注意力就越轉移到如何加強柔性PCB組件以控制設計中可能有多少柔性。本指南將幫助您了解有關Flex PCB加強筋的更多信息。

Flex pcb加強筋的基礎知識

加強板是柔性PCB上的一層額外材料，有助于防止電路板彎曲和斷裂。柔性pcb加強筋有助于在產品的處理和使用過程中防止機械損壞。彎曲過多或掉落在其邊緣的柔性pcb電路可能會破裂或破壞其連接焊盤或跡線。加強板通過加強板的最薄弱點——它的邊緣來防止這種情況。

加強筋通常用于需要向材料施加大量力或扭矩的設計中。它們也常用于設計需要承受沖擊的電子產品，例如汽車應用中的電子產品。它們可以由各種材料制成，包括FR4、玻璃增強環氧樹脂、聚酰亞胺或碳纖維。加強件的剛度將取決于所選擇的材料和層的厚度。pcb加強筋的厚度應根據應用的預期應力和撓度要求進行選擇。

為什么加強筋在Flex PCB中很重要？

這些限制非常重要，因為在板剛度、給定外殼或外形尺寸的限制、組裝考慮因素和制造成本之間存在設計折衷。通常選擇加強筋放置和材料來平衡所有這些因素，同時滿足EMI屏蔽要求或其他設計特定要求。

柔性pcb電路中的加強板很常見，但并非所有設計都需要。如果您不使用其中一個，它可能會導致您的設計出現問題，因為電流無法在不引起干擾或噪聲問題的情況下流過您的flex pcb電路。

柔性PCB加強材料

柔性PCB加強材料既靈活又剛性，為柔性PCB電路提供支撐和剛性。柔性PCB加強板可以由聚酰亞胺或玻璃填充環氧樹脂材料制成。柔性PCB加強材料通常涂有非導電材料，以防止導電跡線與電路板表面上的任何金屬組件之間發生短路。加強筋支撐跡線并防止它們在狹窄的角落或凸起處彎曲時過度彎曲。

帶材的pcb加強筋厚度取決于您的應用所需的剛度。例如，如果您將組件安裝在柔性PCB上并施加大量力，則可能需要使用更厚的柔性PCB加強板，而不是將組件安裝在更薄的塑料上需要較少的支持。

柔性PCB加強筋：常用材料

根據您處理的pcb加強板應用，您必須使用幾種不同類型的加強板。了解不同的類型可以幫助您為您的flex pcb項目選擇正確的類型。

用于您的flex pcb的FR4加強筋

FR4是一種玻璃環氧層壓板，具有良好的機械性能和耐高溫性。它可用于許多需要良好熱穩定性的應用。與聚酰亞胺(PI)或不銹鋼(SS)等其他材料相比，使用FR4的主要缺點是其耐化學性低。

用于您的flex pcb的PI加強筋

PI是一種聚酰亞胺薄膜層壓材料，與FR4相比具有優異的耐化學性和耐熱性。然而，由于其薄膜結構，它的機械性能低于FR4，因此在承受大載荷或應力集中時更容易出現裂紋。此外，與FR4相比，PI的導熱性較差，限制了其作為柔性PCB加強件的用途，除非采取額外措施，例如添加銅跡線進行散熱。

用于您的flex pcb的不銹鋼加強筋

不銹鋼是一種金屬板材，在某些情況下可以用作加強筋，因為它具有良好的機械性能，并且可以彎曲而不會產生太大的變形（即，它具有高屈服強度）。不銹鋼板可以使用標準工具切割，如剪刀和咬合器。除了使用標準工具切割外，不銹鋼還可以激光切割成任何所需的形狀，使其成為柔性PCB加強筋的理想候選者，在這種情況下，各種設計可能需要許多不同的形狀。

如何使用Flex PCB加強筋

選擇柔性PCB加強板時，了解它們的工作原理和使用方法非常重要。柔性PCB加強筋增加了電路板的整體剛度，以彎曲剛度(N/mm)為單位。這通常被稱為“E”值。E值越高，板子越硬。

層數在確定柔性PCB的剛度方面也起著重要作用。要確定您需要多少剛度，您需要知道您的設計需要多少層。例如：如果您有2層設計，每面1盎司銅，兩面1盎司銅，那么您的E值應該在600N/mm左右（1 盎司銅）。如果你想要它更硬，4oz銅會給你一個900N/mm的E值（每層 2 oz）。

Flex PCB中的加強筋放置

頂層加勁肋

頂層的柔性pcb加強筋可用于為整個柔性pcb電路板提供結構支撐。當柔性pcb電路的一側承受很大重量時，通常會使用這些加強筋，例如當它連接到LED顯示器等設備時。加強筋有助于將重量均勻地轉移到柔性pcb電路板的兩側。

底層加強筋

當您僅在柔性PCB板的一個區域需要額外強度時，通常會使用底層的柔性加強筋。例如，如果您在某個區域的有源組件需要比柔性pcb設計的其他部分更多的支撐，您可以在此處添加加強件，以獲得更好的機械支撐并防止隨著時間的推移重復使用造成的疲勞損壞。

在柔性PCB中使用雙重或多重加強筋

多個柔性pcb加強筋用于為柔性PCB提供更高的剛度和強度。它們通常放置在電路板上的關鍵位置，可以由不同的材料組成，包括金屬和塑料。設計多加強板布局的關鍵步驟是確定柔性pcb電路的哪些區域需要比其他區域更大的剛度。這可以通過對每個感興趣的區域進行機械分析或查看柔性pcb產品中容易發生彎曲的位置來完成。

在柔性PCB中使用多個加強筋的主要問題是它不適用于所有應用。如果您有高密度的過孔，您可能需要使用多個加強板。要確定這是否必要，首先查看材料的彎曲模量并將其與介電常數進行比較。如果兩者都很高（例如，>3），您通?？梢允褂脝蝹€加強筋。如果它們很低（例如，<2），您可能需要多個加強筋來獲得足夠的機械支撐。

除了彎曲模量和介電常數外，其他因素也會影響是否需要雙重硬化：

每平方英寸的通孔數(Vpsi)

這是指在柔性pcb板的給定區域上存在多少個電鍍通孔。vpsi的數量越多，單個加強筋就越難以支撐所有加強筋，而不會由于側向力（例如焊膏擠壓和取放動作）的過載而過度彎曲或在某個點塌陷在flex pcb組裝過程中。

通孔尺寸

在柔性pcb板布局設計期間，通孔通常大于滿足更多電流和功率密度要求所需的尺寸。這在使用單個加強筋時可能會導致問題，因為隨著更多電流流過它，它將被拉伸超過其彈性極限。雙加強筋可以通過為大通孔提供更多支撐并防止它們在柔性pcb組裝過程中在壓力下彎曲來幫助緩解這個問題。

板上元件的密度

芯片組和內存設備等組件可以密集地封裝在一起，這增加了在取放操作過程中損壞的風險。如果不使用雙重加固，這可能會導致一個組件出現故障，從而對整個封裝產生負面影響，甚至導致整個行或列在測試或老化過程中出現故障。

最后的想法

在為您的項目創建柔性PCB時，了解與柔性PCB一起使用的附加組件非常重要。柔性PCB和加強筋肯定就是這種情況。通過了解這些如何與您的柔性PCB一起使用，您將能夠更好地創建高效的電路板并獲得更大的成功機會。但是，關于柔性PCB和加強板，您可能必須確保與韜放電子等合格且經驗豐富的柔性電路制造商合作。查看他們的網站以獲取有關柔性PCB的更多信息。