PCB 设计的柔性和刚性 - 柔性 PCB 加强筋指南

PCB 设计的柔性和刚性 - 柔性 PCB 加强筋指南

在 PCB 元件中，PCB 加强板是许多柔性电路设计中的典型必需品。柔性电路板是市场上流行的印刷电路板之一。

在本文中，我们将解决以下几点：

柔性PCB中的加强筋有哪些？
PCB加强筋有哪些用途？
为什么柔性PCB需要加强筋？
柔性PCB加强筋材料。
如何使用柔性PCB加强筋？
基于FR4加强筋的刚柔结合板和硬PCB的区别。
加强筋的注意事项。
带加强筋的刚性柔性层压样品。

柔性PCB的加强筋有哪些？

加强筋不是PCB的电气部分，而是负责提供机械支撑。它是一个额外的机械零件，可以在组装过程中为PCB提供机械支撑。

柔性PCB也有缺点。他们可能太灵活了！在需要刚性的地方它们可能不是刚性的。这就是人类经验付诸实践的地方。我们为这些案例创建了 PCB 加强筋。

加强筋有什么用？

当我们必须硬化柔性电路中的特定区域时，我们会使用加强筋。首先，我们需要了解PCB加强筋不是电路板设计的一部分。这不会使电路弯曲并保护零件焊点的完整性。以下是需要加强筋的一些原因：

电路板上机械支撑 SMT 和/或 PTH 元件的特定区域。
保持柔性电路的法定厚度。
支持 PCB 组件和连接器。
根据需要将柔性部件限制在刚性区域。
方便更好地处理薄的电路板。
保持柔性电路的某些区域平坦且稳定。
符合零插入力 (ZIF) 连接器规格。
电路的弯曲半径在刚性和柔性部分的交叉处增加。这避免了多次弯曲操作期间零件上的弯曲应力。
路由并保留阵列。为了实现这一点，增强材料将延伸到阵列中。

为什么柔性PCB需要加强筋？

下列情况需要加加强筋：

组件放置在弹性区域。
放置在弯曲区域中的部件的重量将对弯曲材料施加压力。
为了放置 SMT 垫片组件，需要在柔性部件上创建平坦且坚固的表面。
需要多次插入的连接器需要加固以帮助减少焊盘应力。
柔性PCB加强筋材料

flexible PCB

选择正确的 PCB 加固材料至关重要，因为它在我们的应用中具有广泛的优势。在本节中，我们将了解柔性电路中常用的增强材料。 PCB补强板一般采用FR4或硬质聚酰亚胺制成。

FR4是一种浸渍环氧树脂的玻璃纤维编织层压板。聚酰亚胺由形成薄膜层的高温聚合物制成。您可以堆叠多层以获得更大的厚度。

在某些情况下，您可能需要使用其他材料（例如不锈钢或铝）作为 PCB 补强板。然而，这些材料更昂贵。

典型的加强筋厚度：

加强筋厚度为 0.002 英寸至 0.059 英寸。 Kapton 加强筋的厚度范围为 0.002 英寸至 0.010 英寸，刚性加强筋的厚度范围为 0.008 英寸至 0.059 英寸。 PCB 加固材料越厚，提供的支撑力就越大。但每种设计追求的厚度不同。如果要将电路板做得更厚，则必须使用聚酰亚胺加强板。

PCB加强筋如何使用？

当我们对电镀通孔 (PTH) 组件使用加强筋时，加强筋应位于插入组件的柔性导线的同一侧。这允许访问柔性电路上的焊盘。您还可以将加强筋连接到零件的两侧，但 PCB 组件需要检查阵列配置。当我们需要用于柔性电路设计的装配阵列时，在整个阵列边界包含 FR4 加强筋是常见且经济高效的做法。这被概括为刚性阵列。在大多数情况下，这允许零件以与刚性电路板设计相同的方式自动组装。它还消除了对任何其他工具板等的需要。

通常，我们将使用热量和压力（热粘合）将加强筋连接到电路。我们也可以使用压敏胶来粘贴PCB补强板。

两种流行的粘合剂通常属于压敏粘合剂（PSA）和热粘合剂。粘合剂的选择取决于各种性能要求，例如耐热性、耐化学性和对各种材料的粘合性。

刚性——柔性PCB和刚性PCB的区别

刚柔结合板是一种柔性PCB，但它与FR4补强板结合在一起，以增强组装时的刚性。刚性柔性电路被称为包括刚性和柔性基板的混合柔性电路。我们将它们层压成一个结构。

即使在垫片上，刚性部分和柔性部分也没有任何痕迹。该刚性部分仅增强该位置的刚性。换句话说，它只是为灵活性提供机械支撑。然而，对于刚柔结合PCB，刚体和柔性元件都设计有布线，我们通过孔将它们连接起来。换句话说，它不是机械支撑，而是刚柔结合PCB的电气连接。

刚挠性PCB具有电气连接，而刚性PCB用于机械支撑。

PCB加固的注意事项

加强筋应与暴露的覆盖层重叠 0.030 英寸，以减少应力。覆盖层用作柔性 PCB 的阻焊层。
使用多个加劲肋时，请保持相同的加劲肋厚度。
要了解有关柔性设计注意事项的更多信息，请参阅避免常见的柔性 PCB 错误和成功设计

当我们在柔性电路中需要刚性区域时，可以使用加强筋来保护与其连接的组件或连接器。这可以保护电路免受弯曲并保护焊点的完整性。加强筋通常采用FR4材料，可用热固性丙烯酸胶或压敏胶连接。这满足了我们固定柔性电路中特定区域的要求。 PCB 组装和 PCB 加工制造商解释了 PCB 设计的柔性和刚柔性 PCB 加强筋指南。