设计柔性PCB

time : 2021-04-29 09:43       作者:星欧娱乐


设计柔性星欧娱乐

柔性电路与刚性星欧娱乐相比具有很多优势,刚性星欧娱乐不仅非常薄,而且可以将连接系统和电缆作为单个组件包含在内。它们也可以形成在壳体中或简单地提供非常薄的基板。它们通常由不同的层组成,这些层用环氧树脂粘合并结合在一起:

·顶盖

·顶层铜层

·绝缘子

·底部铜层

·底部覆盖层

·加强筋

它们更难设计,特征必须较大以确保坚固性,并且走线需要弯曲以防止应力破裂。使用免费工具进行开发并非一帆风顺,因为它们缺乏某些功能来管理复杂性。覆盖层,铜质特征,用于确保坚固耐用的设计以及诸如开关之类的物品的导电图案。

一个可行的问题

在这种设计中,它具有2个带有通孔的铜层,焊接的表面安装元件,双开关触点和近1米长。触点装置设计为与带有碳素点的橡胶膜开关触点阵列配合使用。每个按键有两组触点,以便处理器测量速度。在原始零件中,它具有碳涂层而不是镀金,以保持较低的成本,但是,随着时间的流逝,它们会氧化并停止正常工作。下图显示了来自仪器的原始故障绿色柔性电路的一部分。

开关触点和FPC连接器使功能少的CAD工具立即成为设计难题,因为必须从开关触点区域中排除Coverlay

概念设计

首先创建总体特征和概念设计的概述。重要的是要确定轨道,过孔和元件焊盘的较大且坚固的特征尺寸。

最脆弱的联系

首先评估涉及连接器的选择,在此设计中,选择了坚固的1mm间距Molex 522072460 24Way顶部接触镀金连接器。层的构造和堆叠对于连接器至关重要,因为它具有非常严格的公差。设计的其余部分将跟随连接器周围的堆叠,因为它具有宽容差,并且在整个设计中保持一致的堆叠可确保经济高效的设计和制造过程。

设计工具问题和解决方法

免费版本的DesignSpark PCB是设计星欧娱乐的出色工具,它有很多局限性,但是在使用挠性星欧娱乐时,可以通过谨慎的解决方法和使用Gerber文件编辑器(例如Linux上的“ Gerbv”)来克服它们。平台。管理的基本限制

·无法在星欧娱乐符号的特定区域中排除阻焊剂,因此限制了它在覆盖层中的使用。

·无法在星欧娱乐符号中放置不是焊盘的其他固定铜元件,以支持诸如马刺之类的加固功能

·无法防止为星欧娱乐焊盘符号(例如FPC连接器和开关触点)生成粘贴掩膜

·处理顶部和底部铜层上的焊盘

·无法从阻焊层输出文件中省略过孔,以便将其用作完全绝缘层的覆盖层

·仅限于一个文档层,可以使用一个以上的文档层来生成各种制造图纸

·固定孔不是普通孔,并且总是铜

这些属性的变通办法都得到了仔细的管理:

·文档层用于为Gerber输出期间与阻焊层合并的Coverlay创建孔区域。

·修改了单独保存的星欧娱乐版本,删除了过孔,并用两个轮廓线代替了加劲肋区域的星欧平台轮廓线。

·为了在FPC连接器上添加其他未连接的铜层以实现正确的堆叠,请复制FPC组件焊盘并将其重新分配给另一个铜层。

·用于工程图的其他工具,例如Visio

·Gerber编辑器用于删除FPC和开关触点的焊膏掩膜功能,此处使用在Linux平台上运行的名为Gerbv”的出色工具。

创建组件

创建自己的组件库至关重要。如果使用诸如SamacSys之类的组件库数据库,则复制所需的组件零件,并进行必要的修改以自己制作。

开关触点具有焊盘和文档层,以定义Coverlay孔所在的位置。在此示例中,重要的是,开关膜片在操作时不会卡住Coverlay的边缘,因为它们可能会导致连接不良。

创建FPC的文档层显示了Coverlay膜的排除层,如果需要满足定义的堆叠要求,则还需要复制顶层铜层。

像在普通星欧娱乐中一样,创建设计中使用的固定物和其他组件。对于具有较深覆盖层的堆叠,可能有必要像开关组件一样使用文档层来定义和排除区域,以使组件的主体可以与胶片齐平放置,而不会将支脚抬离焊盘。许多小型功率二极管封装都具有此属性,并且可能引起回流焊接问题。

Coverlay设计

在上面的示例中,重要的是要记住,Coverlay不仅可以抵抗焊料,而且还可以提供机械强度,以防止弯曲时走线和焊盘剥落。上面的组件是为静态应用中的柔性电路定义的。仅在最终组装时才弯曲。对于具有定期屈曲的应用,则需要采取其他措施,例如在垫上添加骨刺以帮助将其固定在Coverlay下。这可以通过将轨道手动添加到设计中来完成。

设计布局

现在,在进入原理图之后进行设计。由于柔性电路的连接错误非常难于返工或修改,因此造成的损失非常高。因此,即使对于简单的电路,也强烈建议不要直接移动到布局,而也要创建链接的原理图,以便可以验证所有电路节点和设计规则。

在以下设计的摘录中,使用弯曲的走线,较大的间隙和功能来确保鲁棒性。

在这种特殊设计中,组件的放置和固定非常痛苦,要求在1米的长度上具有+/- 0.05mm的公差。底层的金属制品,开关的固定和放置对于确保机械子组件正确安装且不会影响演奏体验或遗失音符至关重要!

加劲肋设计和覆盖数据

重要的是要创建一个星欧娱乐副本,该副本具有为Stiffener区域定义的两个板轮廓区域和一个去除通孔的阻焊层。一旦将系统和相对原点设置为星欧娱乐上的已知固定点,就可以使用另存为完成此操作。在这种情况下,选择并标记了S1上的左下固定点。

由于Coverlay数据是从阻焊层输出(合并文档层)生成的,并且通孔是同时生成的。必须以某种方式除去通孔及其焊盘。然后,如下所示手动执行去除派生设计上不需要的过孔的过程。

完成后,设计将减去任何通孔,并且两个加强筋区域可以看作是单独的星欧平台轮廓。

制造信息

下一步是为Top CoverlayStiffner轮廓创建制造信息。

顶部焊料掩膜打开了包含附加Coverlay孔径信息的顶部文档层。顶部焊料掩膜也被重命名为顶部覆盖层焊料掩膜,以避免混淆,并创建了一个新的图加劲剂轮廓,它只是板的轮廓。

从预览中可以看到Coverlay现在已正确生成。

在原始星欧平台布局中,根据设计的堆叠和精确命名约定,使用常规方法生成其余的制造Gerber文件。

Gerber文件查看和编辑

现在是时候编辑焊膏文件并在Gerber文件查看器中检查生成的文件了。首先将文件加载到Gerbv中,并检查图层的对齐方式以及它们是否完成了您需要代表的工作。

也可以检查孔的位置,只需将它们加载到查看器中即可。确认顶部和底部Coverlays中缺少通孔功能也是一个好主意。

选择阻焊膏并从设计中删除FPC和开关接触元件。

完成了!

Gerbv现在可以根据需要表示制造CAD数据。现在只需要描述特征,堆叠和尺寸细节的图纸。重要的是要代表您所需要的图片,以便质量保证人员可以在工厂检查基本属性。