印制電路板(PCB)柔性和可靠性設計

柔性印制電路板可根據在組裝和使用期間所遇到的彎曲類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)( Corrigan , 1992) 。有兩種設計類(lèi)型，現討論如下:

1 .靜態(tài)設計

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

2. 動(dòng)態(tài)設計

動(dòng)態(tài)電路的設計針對產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中反復進(jìn)行的彎曲，例如，印制機和磁盤(pán)驅動(dòng)器的電纜。為了使動(dòng)態(tài)電路達到最長(cháng)的彎曲生命周期，相關(guān)的部分應該設計為一個(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，它在構成電路的材料的中心層。通過(guò)在銅的兩面使用相同厚度的基板薄膜和覆膜，銅箔將準確的放在中心位置，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雜性設計現在可通過(guò)使用各項異性的(z 軸)粘結劑將雙面或多層電路連接到單面電路中實(shí)現。彎曲僅發(fā)生在單面組裝的地方，動(dòng)態(tài)彎曲區域以外屬于多層獨立區域，這里不受彎曲的危及，可以安裝復雜的配線(xiàn)和需要的元器件。

盡管期望柔性印制電路能滿(mǎn)足所有需要折彎、彎曲和一些特殊電路的應用，但是在這些應用中，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)應用中。許多因素可以提高印制柔性印制電路的成型或重復彎曲的可靠性。為確保成品電路的可靠運行，所有的這些因素在設計過(guò)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該選擇電鍍板。

2) 建議保持最小的彎曲數。

3) 導線(xiàn)要交錯排列，以避免I 型微聚柬效應，導線(xiàn)路徑要正交，以便于彎曲，如圖所示。

4) 在彎曲區域，不要放置焊盤(pán)或通孔。

5) 在任何彎曲區域附近不要放置陶瓷器件，從而避免涂覆層不連續、電鍍層不連續或其他應力集中出現。應該保證在完成的組裝中沒(méi)有扭曲。扭曲可能造成電路外邊緣不應有的應力。消隱過(guò)程中出現的任何毛刺或不規則可能導致電路板破裂。

6)工廠(chǎng)成形加工應為首選。

7) 在彎曲區域中，導體厚度和寬度應保持不變。在電鍍或其他的涂覆層中應該有變化，以避免導線(xiàn)成頸狀收縮。

8) 在柔性印制電路中制作一個(gè)狹長(cháng)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(wèn)題可通過(guò)在切口的末端制作一個(gè)鉆孔來(lái)預防，用剛性板或一片厚的柔性材料或聚四氟乙烯來(lái)加固這些區域(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(wú)法加固，在距離切口末端1I2in 的地方，電路不能被彎曲。