柔性電路設(shè)計新藍(lán)海

三星在2015年就已經(jīng)實現(xiàn)了可以自由彎曲的AMOLED屏幕，由于電路板的制約，可以自由彎曲的電子產(chǎn)品遲遲沒有面市。柔性電路設(shè)計正在迅速成為一種首選的電子電路封裝方法，在下一個10年里，柔性電路板會大規(guī)模代替剛性PCB，成為手機和智能可穿戴設(shè)備的首選。

目前的柔性電路的布線密度、電流負(fù)荷要求以及表面組裝元器件數(shù)量還達(dá)不到量產(chǎn)的要求，但是適用于封裝元件卻已經(jīng)可以生產(chǎn)。電路封裝方法非常柔韌，足以適應(yīng)抽象的產(chǎn)品外形。這不僅表明它們可以圍繞物體進(jìn)行彎折，而且可以應(yīng)用在需要整個產(chǎn)品進(jìn)行規(guī)則移動的場合，比如西班牙巴塞羅那舉行的移動世界大會的L30展位上FlexEnable將展示智能手表。

它還允許產(chǎn)品的全部電路中只使用一個柔性電路，而不是多個與帶狀電纜和導(dǎo)線相連的剛性PCB。通常情況下，產(chǎn)品會使用兩個剛性PCB永久性連接一個柔性電路來實現(xiàn)。當(dāng)涉及到柔性設(shè)計時，經(jīng)驗的地位不可替代。獲得柔性電路設(shè)計指導(dǎo)的主要源泉就來自于生產(chǎn)車間。生產(chǎn)車間里曾生成過成千上萬個電路，并且擁有滿足電子需求的豐富經(jīng)驗規(guī)則。在此基礎(chǔ)上，下面的技巧也會有所幫助。

詳盡的文檔。這一點至關(guān)重要。在設(shè)計伊始就規(guī)劃好柔性電路的關(guān)鍵區(qū)域非常重要，其中包括針對柔性層的疊層結(jié)構(gòu)或疊層方式、覆蓋層和補強區(qū)域(stiffene areas)等細(xì)節(jié)。這里，設(shè)計人員應(yīng)該指明基板材料、覆銅厚度、補強材料和成分，以及與補強區(qū)域總厚度容差相關(guān)的信息。

在設(shè)計早期就應(yīng)該考慮應(yīng)用的類型。如果是靜態(tài)，那么一旦柔性制作到位，它就永久保持這種形狀；如果是動態(tài)，那么就需要PCB承受不斷的柔性動作。應(yīng)用本身的屬性將為所使用的材料和元器件以及所實施的設(shè)計方法帶來很大的影響。牢記與柔性板相關(guān)的制造約束條件。必須制造特殊的焊盤以防止覆銅與絕緣層分離。而用于柔性電路的封裝和焊盤尺寸可能要比用于標(biāo)準(zhǔn)剛性PCB的要大一些。確保全部PCB板邊緣都保留有0.15厘米長的間隙，以保證迭片時不會發(fā)生分離情況。為了將電路走線和焊盤之間的連接風(fēng)險降到最低，還可以在在焊盤邊緣使用倒角。

當(dāng)設(shè)計電路走線結(jié)構(gòu)時要特別小心。觀察合適的層偏置；一旦有可能，嘗試將走線的直角拐角改為圓弧拐角。這樣可以降低應(yīng)力大小以及斷裂的可能性，而這種情況在柔性布線的覆銅板上極有可能發(fā)生。如果可能的話，可以通過在PCB板內(nèi)層嵌入器件來幫助克服3D柔性電路設(shè)計中固有的復(fù)雜度。

要注意不能出現(xiàn)裂縫。這可能是柔性電路中一個嚴(yán)重的問題。仔細(xì)選擇材料和元器件可能將此問題最小化，但是設(shè)計人員仍然需要在布置器件和其它設(shè)計結(jié)構(gòu)時特別注意。不要將過孔放置在剛性區(qū)域或柔性彎曲電路旁，因為這些地帶最為薄弱而且容易發(fā)生裂縫。為了避免這些關(guān)鍵地帶遭到破壞，應(yīng)該建立 “所有層的過孔禁止區(qū)”，在這些區(qū)域中進(jìn)行柔性彎曲可以免除故障。

允許彎曲超過制造商所設(shè)定的最小半徑。制造商為板材限定最小半徑是有理由的：它表明了特定材料可以承受的應(yīng)變和彎曲程度，超過這個極限將不可避免地產(chǎn)生問題。柔性電路并非是要彎曲到極限，彎曲超過90度將“折裂”柔性電路。

忽視制造指標(biāo)。例如孔徑公差指標(biāo)就詳細(xì)規(guī)定了某種材料最大的孔徑、層數(shù)和所需柔性等細(xì)節(jié)。忽視這類指標(biāo)有可能引發(fā)制造問題，產(chǎn)生導(dǎo)致斷裂的應(yīng)力。

在剛性區(qū)域生成的孔徑開口在已有焊盤尺寸以下+.010厘米處。這可能引起與短路相關(guān)的問題。

在鄰近層上進(jìn)行疊層走線。當(dāng)電路彎曲時走線壓縮會產(chǎn)生問題；反之，將走線交錯排列則可以避免工字梁(I-beam)效應(yīng)(會引發(fā)產(chǎn)生斷裂的應(yīng)力和壓縮。

可以說無論韓國、日本、和中國企業(yè)，現(xiàn)在都在抓緊研發(fā)柔性電路，柔性電路和我們現(xiàn)在接觸到的PCB肯定有相同點和不同點，如果覺得現(xiàn)在工作提升有限，不妨可以轉(zhuǎn)戰(zhàn)柔性電路設(shè)計新藍(lán)海。