Что такое жестко-гибкая печатная плата Как спроектировать жестко-гибкую печатную плату

Спроектируйте робота с жесткой печатной платой, не принимая во внимание защиту печатной платы от вибрационных отказов, вызванных механическим резонансом. Эти отказы могут вызвать серьезные проблемы, такие как сломанные изоляторы и конденсаторы, отсоединение компонентов, нарушение целостности проводки печатной платы, трещины в паяных соединениях, расслоение слоя печатной платы, электрические короткие замыкания и отсоединения гальванического элемента от контактной площадки. Для устранения этих сбоев требуется гибкая жесткая печатная плата.

Что такое жесткая и гибкая печатная плата?

A printed circuit board in which a rigid circuit substrate and a flexible circuit substrate are laminated together to solder components on a rigid component and replace the wired connection with a bent portion. The rigid part can be like a traditional rigid PCB, in which components can be soldered on both sides of the circuit board and multi-layer connections can be made, and flexible parts can be connected in multiple layers, but components can be soldered on it because Used to connect only between rigid circuit sections

Eliminating connectors from the design introduces the following attributes to the circuit:

Signal transmission from one part to another without loss and jitter (noise)

Eliminate connection issues such as cold junctions

Free up space and reduce weight

Makes the circuit vibration-proof and installable in applications with moving parts.

Designing rigid and flexible PCBs:

A variety of software can be used to design rigid flexible PCBs, but Altium provides the best 3D visualization of rigid flexible PCBs and is highly recommended. When designing rigid and flexible sections, the most important thing is to choose the copper trace width based on the application. The formula for calculating the trace width of the rigid part is,

However, “I” is the current, “ΔT” is the temperature rise, and “A” is the area of the trace. To calculate the width from the area obtained by the equation above,

Width = area / (thickness * 1.378)

For the inner layers of the PCB, use k = 0.024 and for the outer layers use k = 0.048

Now about the copper trace width of the bend

This indicates that different trace widths of the same amount of current must be used in the rigid and curved parts due to the different thickness, area and dielectric constant of the material. Rayming PCB and assembly engineers can always consult the correct trace width and favorable materials according to your operating frequency and application.

Simulation of flexible PCB:

Paper doll mockups are very important when designing flexible circuits. This simple practice can help designers prevent many mistakes by showing bending-related issues early, and can save time and money. This helps designers predict the bend radius and choose the correct direction for the copper traces to prevent tearing or discontinuities.

Designing copper traces with offsets:

Использование в конструкции дополнительного количества меди увеличивает стабильность размеров гибкой цепи. Для односторонних и двусторонних гибких конструкций хорошей практикой является смещение конструкции вокруг медных дорожек. Добавление или удаление дополнительной меди зависит только от приложения, но если разработчик смещает дополнительную медь, для обеспечения механической стабильности следует предпочесть трассу со смещением. Кроме того, это снижает количество протравленной меди, что является экологически чистым для химического использования.

Что такое жестко-гибкая печатная плата Как разработать жестко-гибкую печатную плату Huaqiang PCB

Структура степлера в многослойной гибкости:

Конструкции с чередованием длины часто используются для облегчения конструирования многослойных гибких схем. В этой технике дизайнер немного увеличивает длину каждого последующего гибкого слоя, которая обычно в 1,5 раза превышает толщину одного слоя. Это предотвращает изгиб центра изгибающегося слоя в многослойной гибкой цепи, имеющей отдельные слои. С помощью этого простого метода можно устранить тензорную деформацию и эффекты двутавровой балки, возникающие на внешнем металлическом слое, что может быть ключевой проблемой в динамических приложениях.

Что такое жестко-гибкая печатная плата Как разработать жестко-гибкую печатную плату Huaqiang PCB

Трассировка углов трека:

Some issues related to wire routing in flexible circuits include keeping the number of crossings to a minimum so that the number of layers can be reduced to save costs, and the second is the bend angle of the traces in a flexible circuit design. The trace should be bent and folded at the corners, as the sharp corners can capture the solution during etching and may over-etch and will be difficult to clean after processing. When there are copper traces on both sides of the flexible circuit, the designer should design a space of 2-2.5 times the trace width to avoid any electrical shorts and proper etching. Considering these instructions can improve signal propagation and reduce reflections when turning.

Что такое жестко-гибкая печатная плата Как разработать жестко-гибкую печатную плату Huaqiang PCB

Rigid bending transitions:

Минимальное расстояние от жесткой переходной зоны к гибкой до отверстия с зазором и плакированных краев сквозного отверстия не должно быть меньше 0,0748 дюйма. При проектировании расстояния между внутренними и внешними краями сквозных отверстий и прорезей без покрытия конечный остаточный материал не должен быть меньше 0,0197 дюйма.

Жесткий-гибкий интерфейс, покрытый сквозным отверстием:

Рекомендуемое минимальное расстояние между жесткими секциями и металлическими сквозными отверстиями для жестких гибких интерфейсов составляет более 0,125 дюйма. Нарушения могут повлиять на надежность металлизированных сквозных отверстий.