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(lái)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(jì)方面比傳統(tǒng)意義的PCB設(shè)計(jì)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(guò)渡區(qū)域,以及相關(guān)的走線,過(guò)孔等設(shè)計(jì)方面,都需要遵循相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)則的要求。
1.過(guò)孔位置
在動(dòng)態(tài)使用情況下,特別是經(jīng)常對(duì)軟板進(jìn)行彎折的時(shí)候,軟板上的過(guò)孔是盡量需要避免的,這些過(guò)孔很容易被損壞折裂。不過(guò)在軟板上的加強(qiáng)區(qū)域還是可以打孔的,但也要避開(kāi)加強(qiáng)區(qū)域的邊沿線附近。因此,在軟硬結(jié)合板設(shè)計(jì)中打孔的時(shí)候要避開(kāi)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(jì)中打孔的時(shí)候要避開(kāi)結(jié)合區(qū)域一定的距離,對(duì)于過(guò)孔與軟硬結(jié)合區(qū)的距離要求,設(shè)計(jì)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(chǎng)合要求至少70mil;
絕大多數(shù)加工廠家不會(huì)接受低于30mil的極限距離;
對(duì)于軟板上的過(guò)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(jì)規(guī)則必須遵守。
2.焊盤(pán)和過(guò)孔的設(shè)計(jì)
焊盤(pán)和過(guò)孔在符合電氣要求的情況下,贏取最大值,焊盤(pán)與導(dǎo)體之間連接處采用圓滑的過(guò)渡線,避免直角。獨(dú)立的焊盤(pán)應(yīng)加盤(pán)趾,以加強(qiáng)支撐作用。
焊盤(pán)和過(guò)孔的設(shè)計(jì)
在軟硬結(jié)合板設(shè)計(jì)中,過(guò)孔或焊盤(pán)很容易被損壞。要減少這種風(fēng)險(xiǎn)需要遵循的規(guī)則:
焊盤(pán)或過(guò)孔的助焊層露銅圈,越大越好;
過(guò)孔走線盡量添加淚滴,增加機(jī)械支撐作用;
添加盤(pán)趾,加固作用。
3.走線設(shè)計(jì)
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(shí)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(cuò)落開(kāi)來(lái),將路徑交叉排列。如下圖所示:
線路板走線設(shè)計(jì)
在撓性區(qū)(Flex)的走線設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)要求最好走圓弧線,而非角度線。
4.鋪銅設(shè)計(jì)
對(duì)于增強(qiáng)柔性板的靈活彎折來(lái)講,鋪銅或平面層最好采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。但是對(duì)于阻抗控制或其他的應(yīng)用來(lái)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(jì)師在具體的設(shè)計(jì)中需要根據(jù)設(shè)計(jì)需求兩害取其輕合理判斷,是使用網(wǎng)狀銅皮還是實(shí)心銅,或者分別使用兩種不同的方式。不過(guò)對(duì)于廢料區(qū),還是盡可能設(shè)計(jì)多的實(shí)心鋪銅。
5.鉆孔與銅皮的距離
這個(gè)距離是指一個(gè)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(shuō),標(biāo)準(zhǔn)的孔銅距應(yīng)該是10mil。
對(duì)于剛?cè)峤Y(jié)合區(qū)來(lái)說(shuō),最重要的兩個(gè)距離一定不能忽視。一個(gè)是這里所說(shuō)的孔銅距(DrilltoCopper),遵循10mil的最低標(biāo)準(zhǔn)。另一個(gè)是之前所說(shuō)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(jì)
在剛?cè)峤Y(jié)合區(qū),軟板最好設(shè)計(jì)在層棧的中間與硬板進(jìn)行連接。而軟板的過(guò)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(guò)渡,線路的方向應(yīng)與彎曲的方向垂直;
導(dǎo)線應(yīng)在整個(gè)彎曲區(qū)內(nèi)均勻分布;
在整個(gè)彎曲區(qū)內(nèi),導(dǎo)線的寬度應(yīng)達(dá)到最大化;
剛撓過(guò)渡區(qū)盡量不采用PTH設(shè)計(jì)。
撓性區(qū)(Flex)的走線設(shè)計(jì)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(wú)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(cè)定,被測(cè)試樣應(yīng)符合有關(guān)技術(shù)規(guī)范要求。在設(shè)計(jì)上,彎折半徑應(yīng)如下圖所示為參考。彎折半徑的設(shè)計(jì)應(yīng)該與撓性彎折區(qū)的軟板厚度,軟板層數(shù)有關(guān)。簡(jiǎn)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