印制電路板(PCB)柔性和可靠性設(shè)計(jì)

柔性印制電路板可根據(jù)在組裝和使用期間所遇到的彎曲類型進(jìn)行分類( Corrigan , 1992) 。有兩種設(shè)計(jì)類型，現(xiàn)討論如下:

1 .靜態(tài)設(shè)計(jì)

靜態(tài)設(shè)計(jì)是指產(chǎn)品只在裝配過程中遇到的彎曲或折疊，或是在使用期間極少出現(xiàn)的彎曲或折疊。單面、雙面和多層電路板一樣，都可以成功實(shí)現(xiàn)折疊的靜態(tài)設(shè)計(jì)。通常，對(duì)于大部分雙面和多基板的設(shè)計(jì)，折疊的彎曲半徑最小應(yīng)該是整個(gè)電路厚度的十倍。更多層數(shù)的電路(八層或更多)會(huì)變得非常堅(jiān)硬，很難對(duì)它們進(jìn)行折彎，所以不會(huì)出現(xiàn)任何問題。因此，對(duì)于需要嚴(yán)格彎曲半徑的雙面電路，在折疊區(qū)域要將所有的銅走線設(shè)置在基板薄膜的同一面上。通過移除相對(duì)面上的覆膜，使折疊的區(qū)域近似于一個(gè)單面電路。

2. 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

動(dòng)態(tài)電路的設(shè)計(jì)針對(duì)產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中反復(fù)進(jìn)行的彎曲，例如，印制機(jī)和磁盤驅(qū)動(dòng)器的電纜。為了使動(dòng)態(tài)電路達(dá)到最長(zhǎng)的彎曲生命周期，相關(guān)的部分應(yīng)該設(shè)計(jì)為一個(gè)單面電路，且銅在中心軸上。中心軸是指一個(gè)理論上的平面，它在構(gòu)成電路的材料的中心層。通過在銅的兩面使用相同厚度的基板薄膜和覆膜，銅箔將準(zhǔn)確的放在中心位置，并在折彎或彎曲期間所受壓力最小。

需要高動(dòng)態(tài)彎曲周期和高密度的多層復(fù)雜性設(shè)計(jì)現(xiàn)在可通過使用各項(xiàng)異性的(z 軸)粘結(jié)劑將雙面或多層電路連接到單面電路中實(shí)現(xiàn)。彎曲僅發(fā)生在單面組裝的地方，動(dòng)態(tài)彎曲區(qū)域以外屬于多層獨(dú)立區(qū)域，這里不受彎曲的危及，可以安裝復(fù)雜的配線和需要的元器件。

盡管期望柔性印制電路能滿足所有需要折彎、彎曲和一些特殊電路的應(yīng)用，但是在這些應(yīng)用中，很大一部分彎曲或折彎都是失敗的。在印制電路的制造中使用柔性材料，但是柔性材料本身并不能保證被彎曲或被折彎時(shí)電路功能的可靠性，特別是在動(dòng)態(tài)應(yīng)用中。許多因素可以提高印制柔性印制電路的成型或重復(fù)彎曲的可靠性。為確保成品電路的可靠運(yùn)行，所有的這些因素在設(shè)計(jì)過程中都必須被考慮到。以下是增加柔性的一些技巧:

1)為了提高動(dòng)態(tài)柔性，具有兩層或更多層的電路應(yīng)該選擇電鍍板。

2) 建議保持最小的彎曲數(shù)。

3) 導(dǎo)線要交錯(cuò)排列，以避免I 型微聚柬效應(yīng)，導(dǎo)線路徑要正交，以便于彎曲，如圖所示。

4) 在彎曲區(qū)域，不要放置焊盤或通孔。

5) 在任何彎曲區(qū)域附近不要放置陶瓷器件，從而避免涂覆層不連續(xù)、電鍍層不連續(xù)或其他應(yīng)力集中出現(xiàn)。應(yīng)該保證在完成的組裝中沒有扭曲。扭曲可能造成電路外邊緣不應(yīng)有的應(yīng)力。消隱過程中出現(xiàn)的任何毛刺或不規(guī)則可能導(dǎo)致電路板破裂。

6)工廠成形加工應(yīng)為首選。

7) 在彎曲區(qū)域中，導(dǎo)體厚度和寬度應(yīng)保持不變。在電鍍或其他的涂覆層中應(yīng)該有變化，以避免導(dǎo)線成頸狀收縮。

8) 在柔性印制電路中制作一個(gè)狹長(zhǎng)的切口，允許不同的木質(zhì)支架向不同的方向彎曲。盡管這是最大化功效的有效手段，但是切口處容易造成撕裂以及裂口的延伸，這個(gè)問題可通過在切口的末端制作一個(gè)鉆孔來預(yù)防，用剛性板或一片厚的柔性材料或聚四氟乙烯來加固這些區(qū)域(Finstad , 2001) 。另一種方法是使切口盡可能地寬，并在切口的末端制造一個(gè)完整的半圓。如果無法加固，在距離切口末端1I2in 的地方，電路不能被彎曲。