柔性印刷电路板(柔性印刷电路板（PCB）的设计方法、类型等详细解析)

Posted 2023-05-29

篇首语：欠伸展肢体，吟咏心自愉。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了柔性印刷电路板(柔性印刷电路板（PCB）的设计方法、类型等详细解析)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

柔性印刷电路板(柔性印刷电路板（PCB）的设计方法、类型等详细解析)

柔性印刷电路板PCB 是一种特殊类型的电路板，可以弯曲成所需的应用形状。与普通的刚性电路板相比，这种类型的电路板将导电通路和电气元件放置在柔性基材上。灵活的PCB设计在构建现代紧凑型电子设备（如电话、相机、助听器等）时有很多好处。因此，如果你是从事此类项目的技术人员，这里有一篇关于印刷电路板PCB设计方法、类型的详细解析。

刚性与柔性 PCB

虽然刚性和柔性 PCB的目的都是在紧凑的电路设计中连接电子元件，但两者是不同的。

主要区别在于基板材料。柔性 PCB 具有通常由聚酰亚胺薄膜组成的柔性基板，而刚性类型则具有玻璃纤维基板。

由于弯曲，制造商还使用柔性轧制退火铜代替刚性电沉积铜来制作导电层。

带有白色连接器的柔性电路板

在制造这些部件时，柔性 PCB 会通过覆盖工艺来保护暴露的电路，而刚性类型则使用阻焊层。前者也更贵，但整体产品成本可能更便宜，因为您可以缩小您计划制造的设备的尺寸。

用于计算机的刚性电路板

那么，哪一个更好呢？

这取决于应用程序。柔性 PCB 是紧凑型电子设备和电器的理想选择，例如电话、助听器和可穿戴设备。但是，刚性板更适合空间较大的设备，例如计算机和电视。

您可以将两者结合起来形成一个刚柔结合板，其中一半的设计在刚性板中，其余的在柔性电路中。

刚柔结合板

制作刚柔结合 PCB 的方法

基本的刚性 PCB 在设计阶段只需要Gerber 文件层。然而，刚柔结合板需要 3D 设计软件在制造之前在 3D 空间中创建板。

它们有更多的尺寸，需要精确定义从柔性到刚性的过渡点，因此 3D 设计是必不可少的。

柔性侧的基膜是聚酰亚胺，上面有铜箔和覆盖保持膜层。但是，刚性 PCB 以 FR4 为基材。

第一步是在组装过程中在铜层上涂抹易接近的胶水。之后，您可以使用镀铜方法或覆盖工艺进行下一阶段。

完成后，使用精确的激光穿透方法在柔性基板上钻孔。

接下来，使用通孔电镀工艺（合成铜电镀）将铜填充到这些孔中。

一种PCB铜层电镀机

资料来源：维基共享资源

接下来的步骤包括在柔性表面上应用感光雕刻对面覆盖，然后雕刻铜膜。在这两个过程之后，绘图反对被从电路板上驱逐。

接下来，将覆盖层（通常是聚酰亚胺）应用到柔性基板的顶层和底层。

在此之后，电路板经过下料过程，将基板切割成所需的尺寸。最常用的落料程序是液压冲床或踢斗组。

最后，切割的柔性坯料覆盖在刚性层之间。最后一块可以在之后进行测试，以确保它正常工作。

柔性PCB的优势

节省空间和重量。

柔性印刷电路板。请注意折叠或卷起时它如何占用更少的空间。

提高稳定性和可靠性
无需使用连接器和线束，并最大限度地减少接线错误
可以以各种配置堆叠它们
高抗张强度和高抗辐射、化学品和极端温度
耐用（适用于恶劣环境）
易于安装
提供强大的信号质量
改善阻抗控制

柔性PCB的缺点

与特定应用中的刚性PCB相比，它具有更高的成本
它使用复杂的组装过程
难以修复或返工
需要适当的储存条件
处理不当容易损坏

柔性PCB的类型

单面柔性

作为最简单的类型，单面柔性电路在介电层（聚酰亚胺或聚合物薄膜）的一侧具有单个导电层。

双面柔性

双面柔性 PCB 在介电材料的每一侧都有一个导电铜层。金属化通孔连接两个铜边。

多层弹性

这种类型包含由介电层分隔和封装的多个铜层。通孔，连接每个金属层。

刚柔结合电路

如前所述，刚柔结合 PCB 是结合了刚性和柔性电路板的多层电路，形成了具有高电路密度的混合设计。

HDI柔性PCB

高密度互连 (HDI) 电路是具有多个电子元件的高效且可靠的电路板。由于采用薄的非导电基板材料，它们以更小的封装尺寸提供更好的电气性能。

雕刻的柔性电路

雕刻的柔性电路具有在整个电路设计中厚度不同的电路迹线。因此，它们在某些区域可能具有不同的铜厚度。

聚合物厚膜柔性PCB

聚合物厚膜是一种使用模板通过丝网印刷制造可靠 FPCB 的简单且经济实惠的方法。您可以在低压应用中找到此类 PCB，因为它们的功能不足以处理高压。

双通道/背板柔性 PCB

这是一种特殊的单面 PCB，其导电轨道可从电路板的任一侧访问。

有两件事使这成为可能。首先，金属层在其上施加了预先打孔的介电薄膜。其次，导体层蚀刻在柔性薄膜（电介质）上的接入点（开口）下方进行。

灵活的 PCB 设计：典型原理图和叠层

柔性 PCB 由多层组成，但数量因类型而异。这些结构图和叠层可以帮助您在设计过程中构建一个。

单层柔性 PCB

单层 FPCB 有一个简单的叠层，包括一个柔性基层（通常是聚酰亚胺），然后是粘合剂层，然后是铜。由粘合剂和聚酰亚胺组成的保护层（覆盖层）覆盖金属。然而，导电部分不能暴露在外。

双通道/背板 FPCB

就像单层电路一样，这个电路有五层，但有一个区别。底座上的聚酰胺外层有一个激光开口，可以访问铜电路。

双层软板

该 PCB 采用柔性层压材料作为基底，将导电层分开。每个金属层都有保护电路的覆盖层和连接两侧的镀铜通孔。

多层柔性PCB

多层柔性电路结合了单面和双面柔性电路设计。在内部，中间部分具有双面柔性电路，而表面具有覆盖有保护膜的单面导电设计。

柔性电路中使用的材料

柔性板中的四个主要层可以具有以下材料。

导体：

该层中使用的金属通常是铜，因为它具有极好的电性能和低成本。散热也是一个需要考虑的关键因素，铜能很快做到这一点。

带有铜导电层的柔性 PCB

其他合适的导体材料包括不锈钢、铍铜和白铜。

粘合剂

含有丙烯酸或环氧树脂的胶层位于铜和绝缘膜（聚酰亚胺）之间。丙烯酸粘合剂材料提供更好的耐热性，但具有较差的电气性能和较低的粘合强度。

另一方面，环氧树脂的耐热性不是最好的，但它具有更好的电性能和粘性。

环氧粘合剂

资料来源：维基共享资源

绝缘子

绝缘体也称为基材或电介质，是赋予该电路板弯曲性能的柔性材料。聚酰亚胺是最常用的材料，但有些板材有聚酯、聚醚酰亚胺、各种共聚物或含氟聚合物。

饰面

如果电导体接触通路，裸露的铜电路可能会触电或短路。通常由聚酰亚胺薄膜组成的覆盖膜保持铜的密封和保护。

具有橙色/金色聚酰亚胺薄膜饰面的柔性 PCB

应用

高速数字/RF/微波连接器
工业传感器
仪表耗材
医疗设备 - 可穿戴设备
汽车
卫星
航空电子设备
消费类电子产品

柔性电路板制造的 IPC 标准

快发智造：领先的柔性 PCB 制造商

快发智造是 PCB 制造商，我们拥有构建任何类型的 PCB 所需的专业知识，包括柔性 PCB。我们专注于多层柔性和刚柔结合制造，并为这些电路板提供SMT组件组装。

我们向您保证质量、可靠性和耐用性，这意味着您可以在高温、高密度应用中无后顾之忧地使用我们的产品。

此外，我们的价格合理，我们的柔性和刚挠结合 PCB 的交货时间分别为 5 - 6 天和 3 - 14 天。构建时间因设计而异。

概括

总之，柔性 PCB 因其弯曲特性而成为构建紧凑型封装和设备的理想选择。如果您的项目需要这种类型的电路，请联系我们以获取有关柔性电路板的更多详细信息，并为您的设计获取免费报价。