剛?cè)犭娐钒搴投喟逑到y(tǒng)之間的組裝差異

當(dāng)人們通常想到多板PCB設(shè)計(jì)時(shí)，他們傾向于在服務(wù)器場(chǎng)或游戲機(jī)的組件中畫(huà)上一塊板。但是，如果您的典型剛性板不適合您的多板應(yīng)用程序的物理范圍，該怎么辦？您是否需要為柔性電路支付溢價(jià)？如果您可以?xún)扇涿滥兀?/span>

借助剛?cè)峤Y(jié)合的PCB組裝，您將能夠通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)困難的外形尺寸或外殼規(guī)格，而無(wú)需傳統(tǒng)的麻煩。取而代之的是，從設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，在進(jìn)入剛性-柔性和多板組裝世界之前，一定要考慮一些組裝方面的考慮。

什么是剛性-柔性印刷電路板組件？

在標(biāo)準(zhǔn)的多板PCB設(shè)計(jì)中，您需要采用板的概念，將不同的功能電路劃分為較小的板，然后使用各種互連將系統(tǒng)安裝到機(jī)柜中。

這種標(biāo)準(zhǔn)方法的問(wèn)題在于，您不能總是依靠互連的可靠性，尤其是在考慮了EMI / EMC問(wèn)題之后。具有良好導(dǎo)電性的標(biāo)準(zhǔn)卡式邊緣連接器并非總是可提供您所需的尺寸。電纜是您的下一個(gè)最佳選擇，但是即使是電纜，它們也會(huì)感到笨拙，并且不太適合信封的空間要求。

如果您發(fā)現(xiàn)多板設(shè)計(jì)需要在緊湊的機(jī)箱中將多個(gè)剛性板互連，且層數(shù)較高且需要高速連接，則剛性-柔性組件可能是您正在尋找的解決方案。

什么是剛撓組合？簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是兩個(gè)或兩個(gè)以上的剛性板通過(guò)柔性部分相互電連接。

彈性層

一個(gè)撓性層通常由以下材料組成：

l柔性聚酰亞胺芯

l導(dǎo)電銅層

l膠粘劑

用粘合劑將導(dǎo)電銅層夾在兩側(cè)的兩個(gè)柔性聚酰亞胺之間。通常，聚酰亞胺和粘合劑層被視為一個(gè)稱(chēng)為覆蓋層的單元，可以通過(guò)加熱和加壓將其層壓到銅層上。您可以在任何給定的設(shè)計(jì)中包含多個(gè)flex層。

剛性層

剛性部分在撓性層上增加了標(biāo)準(zhǔn)PCB材料的剛性層：

l預(yù)浸料，是玻璃纖維注入的樹(shù)脂，加熱時(shí)會(huì)流動(dòng)并粘著

l非導(dǎo)電玻璃纖維基材（通常為FR-4）

l經(jīng)典綠色阻焊層

l絲印標(biāo)記和識(shí)別信息

柔性聚酰亞胺層和導(dǎo)電銅層通常在包括剛性層和柔性層的整個(gè)板上連續(xù)。但是，有些設(shè)計(jì)會(huì)限制使用的柔性聚酰亞胺的數(shù)量，從而在剛性部分填充預(yù)浸料。

出于設(shè)計(jì)目的，剛撓組合件被視為可自行折疊的一塊板。這減少了系統(tǒng)中所需的互連總數(shù)，并避免了勞動(dòng)密集型步驟，例如將扁平帶狀電纜焊接到剛性板上。

常見(jiàn)的剛?cè)岚迮渲?/span>

既然您知道了典型的剛?cè)嵫b配層中包含的內(nèi)容，那么讓我們看一下一些常見(jiàn)的配置。

標(biāo)準(zhǔn)配置：對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，可彎曲層位于堆棧的中心。通常，它使用的層數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)多層PCB設(shè)計(jì)類(lèi)似。

奇數(shù)層配置：雖然在傳統(tǒng)的PCB設(shè)計(jì)中不常見(jiàn)，但能夠在柔性層的兩側(cè)提供EMI屏蔽的能力鼓勵(lì)使用奇數(shù)層來(lái)滿(mǎn)足帶狀線阻抗控制和EMC要求。

非對(duì)稱(chēng)配置：如果flex層不在堆棧的中心，則認(rèn)為它是非對(duì)稱(chēng)的。有時(shí)，阻抗和介電層厚度的要求千差萬(wàn)別，導(dǎo)致“頂重”設(shè)計(jì)。其他時(shí)候，可以通過(guò)非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)來(lái)減少盲孔的縱橫比。由于這會(huì)使設(shè)計(jì)易于翹曲和扭曲，因此可能需要使用壓緊夾具。

盲孔和埋孔：剛性-Flex板支持盲孔（將PCB的外層連接到一個(gè)或多個(gè)內(nèi)層而不穿過(guò)整個(gè)板）和埋孔（埋孔），將一個(gè)或多個(gè)內(nèi)層連接而不通到外部層。復(fù)雜的通孔結(jié)構(gòu)通常導(dǎo)致不對(duì)稱(chēng)的構(gòu)造來(lái)應(yīng)對(duì)撓性層。

屏蔽撓性層：將諸如Tatsuta和APlus之類(lèi)的專(zhuān)用屏蔽膜層壓到撓性層覆蓋層上。帶有導(dǎo)電膠的特殊覆蓋層開(kāi)口可讓屏蔽膜接觸地面。這些薄膜可以屏蔽彎曲區(qū)域而不會(huì)顯著增加厚度。

剛?cè)峤Y(jié)合組件可能有許多不同的配置。剛性部分和撓性部分之間的層數(shù)不必匹配，從而使您能夠完全自定義，以將PCB設(shè)計(jì)裝入緊密的外殼中。只要確保遵循IPC 2223C中概述的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)即可。

剛?cè)犭娐钒褰M裝與多板組裝之間的差異

多板系統(tǒng)組裝與剛性-撓性組裝之間要考慮的主要區(qū)別在于信號(hào)完整性域和系統(tǒng)連接性。剛?cè)峤M合組件在設(shè)計(jì)中提出了獨(dú)特的阻抗挑戰(zhàn)，而多板組件則以模數(shù)信號(hào)污染，混頻以及通過(guò)組件交互或與選定的組件一起管理各種其他形式的EMC帶來(lái)了挑戰(zhàn)連接器。

大多數(shù)多板系統(tǒng)將涉及混合信號(hào)設(shè)計(jì)，因此需要特別注意不要交叉信號(hào)和避免串?dāng)_。請(qǐng)記住，適當(dāng)?shù)姆治龊?a target="_blank">仿真軟件將使您對(duì)設(shè)計(jì)的預(yù)期模型有一個(gè)深刻的了解，并在遇到問(wèn)題之前為設(shè)計(jì)上的陷阱做好準(zhǔn)備。此外，各個(gè)電路板都可以輕松通過(guò)您的EMI決定。但是，當(dāng)系統(tǒng)整體運(yùn)行時(shí)，EMI耦合會(huì)降低設(shè)計(jì)的EMC。

對(duì)于多板系統(tǒng)，您還必須更加考慮板溫度和熱設(shè)計(jì)，因?yàn)楦鶕?jù)機(jī)箱的不同，擁有一個(gè)沒(méi)有適當(dāng)溫度控制組件的高速系統(tǒng)可能會(huì)給原型帶來(lái)災(zāi)難。利用適當(dāng)?shù)纳崞骱蜕峥撞季謱⑹苟喟逶O(shè)計(jì)在充滿(mǎn)挑戰(zhàn)的環(huán)境中蓬勃發(fā)展。

在多板系統(tǒng)中引入剛性-柔性組件后，您可以通過(guò)在必要時(shí)使用柔性電路，并在可能的情況下使用堅(jiān)固，可靠的剛性電路板來(lái)降低制造和組裝成本，從而滿(mǎn)足復(fù)雜的幾何或EMI要求。