軟硬結(jié)合板,也常被稱為剛?cè)峤Y(jié)合板,它是一種創(chuàng)新型的電路板結(jié)構(gòu)。從物理構(gòu)成來看,它巧妙地將剛性線路板(PCB)和柔性線路板(FPC)的特性集于一身。
剛?cè)峤Y(jié)合板在設(shè)計方面比傳統(tǒng)意義的PCB設(shè)計要復(fù)雜得多,并且,需要注意的地方也特別多。特別是剛撓過渡區(qū)域,以及相關(guān)的走線,過孔等設(shè)計方面,都需要遵循相應(yīng)的設(shè)計規(guī)則的要求。
1.過孔位置
在動態(tài)使用情況下,特別是經(jīng)常對軟板進(jìn)行彎折的時候,軟板上的過孔是盡量需要避免的,這些過孔很容易被損壞折裂。不過在軟板上的加強(qiáng)區(qū)域還是可以打孔的,但也要避開加強(qiáng)區(qū)域的邊沿線附近。因此,在軟硬結(jié)合板設(shè)計中打孔的時候要避開結(jié)合區(qū)域一定的距離。如下圖所示:
軟硬結(jié)合板設(shè)計中打孔的時候要避開結(jié)合區(qū)域一定的距離,對于過孔與軟硬結(jié)合區(qū)的距離要求,設(shè)計上需遵循的規(guī)則一般為:
應(yīng)保存至少50mil的距離,高可靠性應(yīng)用場合要求至少70mil;
絕大多數(shù)加工廠家不會接受低于30mil的極限距離;
對于軟板上的過孔遵循同樣規(guī)則,此為軟硬結(jié)合板中最重要的一條設(shè)計規(guī)則必須遵守。
2.焊盤和過孔的設(shè)計
焊盤和過孔在符合電氣要求的情況下,贏取最大值,焊盤與導(dǎo)體之間連接處采用圓滑的過渡線,避免直角。獨立的焊盤應(yīng)加盤趾,以加強(qiáng)支撐作用。
焊盤和過孔的設(shè)計
在軟硬結(jié)合板設(shè)計中,過孔或焊盤很容易被損壞。要減少這種風(fēng)險需要遵循的規(guī)則:
焊盤或過孔的助焊層露銅圈,越大越好;
過孔走線盡量添加淚滴,增加機(jī)械支撐作用;
添加盤趾,加固作用。
3.走線設(shè)計
在撓性區(qū)(Flex)若有不同層上的走線,盡量避免一根線在頂層,另一根線在底層它的相同路徑。這樣在軟板彎折的時候,上下兩層的走線銅皮的受力不一致,容易造成線路的機(jī)械損壞。而應(yīng)該錯落開來,將路徑交叉排列。如下圖所示:
線路板走線設(shè)計
在撓性區(qū)(Flex)的走線設(shè)計要求最好走圓弧線,而非角度線。與硬板(Rigid)區(qū)的建議相反。這樣可以保護(hù)柔性板部分線路在彎折時不易折損。線路也要避免突然的擴(kuò)大或縮小,粗細(xì)線之間采用淚滴形弧線連接。
撓性區(qū)(Flex)的走線設(shè)計要求最好走圓弧線,而非角度線。
4.鋪銅設(shè)計
對于增強(qiáng)柔性板的靈活彎折來講,鋪銅或平面層最好采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。但是對于阻抗控制或其他的應(yīng)用來講,網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在電氣質(zhì)量上又差強(qiáng)人意、所以,設(shè)計師在具體的設(shè)計中需要根據(jù)設(shè)計需求兩害取其輕合理判斷,是使用網(wǎng)狀銅皮還是實心銅,或者分別使用兩種不同的方式。不過對于廢料區(qū),還是盡可能設(shè)計多的實心鋪銅。
5.鉆孔與銅皮的距離
這個距離是指一個孔與銅皮之間的距離,我們叫“孔銅距”。軟板材料與硬板所用材料不同,以至于太緊的孔銅距離很難處理。一般的說,標(biāo)準(zhǔn)的孔銅距應(yīng)該是10mil。
對于剛?cè)峤Y(jié)合區(qū)來說,最重要的兩個距離一定不能忽視。一個是這里所說的孔銅距(DrilltoCopper),遵循10mil的最低標(biāo)準(zhǔn)。另一個是之前所說的孔到軟板邊沿的距離(HoletoFlex),一般推薦50mil。
6.剛?cè)峤Y(jié)合區(qū)的設(shè)計
在剛?cè)峤Y(jié)合區(qū),軟板最好設(shè)計在層棧的中間與硬板進(jìn)行連接。而軟板的過孔在剛?cè)峤Y(jié)合區(qū)就被認(rèn)為是埋孔。剛?cè)峤Y(jié)合區(qū)需要注意的地方如下:
線路要平緩過渡,線路的方向應(yīng)與彎曲的方向垂直;
導(dǎo)線應(yīng)在整個彎曲區(qū)內(nèi)均勻分布;
在整個彎曲區(qū)內(nèi),導(dǎo)線的寬度應(yīng)達(dá)到最大化;
剛撓過渡區(qū)盡量不采用PTH設(shè)計。
撓性區(qū)(Flex)的走線設(shè)計要求最好走圓弧線,而非角度線。
7.剛?cè)峤Y(jié)合板彎折區(qū)的彎折半徑
剛?cè)峤Y(jié)合板的撓性彎折區(qū)應(yīng)能耐100,000次撓曲而無斷路、短路、性能降低或不可接受的分層現(xiàn)象。耐撓曲性采用專用設(shè)備,也可采用等效的儀器測定,被測試樣應(yīng)符合有關(guān)技術(shù)規(guī)范要求。在設(shè)計上,彎折半徑應(yīng)如下圖所示為參考。彎折半徑的設(shè)計應(yīng)該與撓性彎折區(qū)的軟板厚度,軟板層數(shù)有關(guān)。簡單的參考標(biāo)準(zhǔn)為R=WxT。T為軟板總厚。單面板W為6,雙面板12,多層板24。所以單面板的最小彎折半徑為6倍板厚,雙面板為12倍板厚,多層板為24倍板厚。統(tǒng)統(tǒng)不應(yīng)小于1.6mm。
剛?cè)峤Y(jié)合板彎折區(qū)的彎折半徑