柔性電路設計新藍海

三星在2015年就已經(jīng)實現(xiàn)了可以自由彎曲的AMOLED屏幕，由于電路板的制約，可以自由彎曲的電子產(chǎn)品遲遲沒有面市。柔性電路設計正在迅速成為一種首選的電子電路封裝方法，在下一個10年里，柔性電路板會大規(guī)模代替剛性PCB，成為手機和智能可穿戴設備的首選。

目前的柔性電路的布線密度、電流負荷要求以及表面組裝元器件數(shù)量還達不到量產(chǎn)的要求，但是適用于封裝元件卻已經(jīng)可以生產(chǎn)。電路封裝方法非常柔韌，足以適應抽象的產(chǎn)品外形。這不僅表明它們可以圍繞物體進行彎折，而且可以應用在需要整個產(chǎn)品進行規(guī)則移動的場合，比如西班牙巴塞羅那舉行的移動世界大會的L30展位上FlexEnable將展示智能手表。

它還允許產(chǎn)品的全部電路中只使用一個柔性電路，而不是多個與帶狀電纜和導線相連的剛性PCB。通常情況下，產(chǎn)品會使用兩個剛性PCB永久性連接一個柔性電路來實現(xiàn)。當涉及到柔性設計時，經(jīng)驗的地位不可替代。獲得柔性電路設計指導的主要源泉就來自于生產(chǎn)車間。生產(chǎn)車間里曾生成過成千上萬個電路，并且擁有滿足電子需求的豐富經(jīng)驗規(guī)則。在此基礎上，下面的技巧也會有所幫助。

詳盡的文檔。這一點至關(guān)重要。在設計伊始就規(guī)劃好柔性電路的關(guān)鍵區(qū)域非常重要，其中包括針對柔性層的疊層結(jié)構(gòu)或疊層方式、覆蓋層和補強區(qū)域(stiffene areas)等細節(jié)。這里，設計人員應該指明基板材料、覆銅厚度、補強材料和成分，以及與補強區(qū)域總厚度容差相關(guān)的信息。

在設計早期就應該考慮應用的類型。如果是靜態(tài)，那么一旦柔性制作到位，它就永久保持這種形狀；如果是動態(tài)，那么就需要PCB承受不斷的柔性動作。應用本身的屬性將為所使用的材料和元器件以及所實施的設計方法帶來很大的影響。牢記與柔性板相關(guān)的制造約束條件。必須制造特殊的焊盤以防止覆銅與絕緣層分離。而用于柔性電路的封裝和焊盤尺寸可能要比用于標準剛性PCB的要大一些。確保全部PCB板邊緣都保留有0.15厘米長的間隙，以保證迭片時不會發(fā)生分離情況。為了將電路走線和焊盤之間的連接風險降到最低，還可以在在焊盤邊緣使用倒角。

當設計電路走線結(jié)構(gòu)時要特別小心。觀察合適的層偏置；一旦有可能，嘗試將走線的直角拐角改為圓弧拐角。這樣可以降低應力大小以及斷裂的可能性，而這種情況在柔性布線的覆銅板上極有可能發(fā)生。如果可能的話，可以通過在PCB板內(nèi)層嵌入器件來幫助克服3D柔性電路設計中固有的復雜度。

要注意不能出現(xiàn)裂縫。這可能是柔性電路中一個嚴重的問題。仔細選擇材料和元器件可能將此問題最小化，但是設計人員仍然需要在布置器件和其它設計結(jié)構(gòu)時特別注意。不要將過孔放置在剛性區(qū)域或柔性彎曲電路旁，因為這些地帶最為薄弱而且容易發(fā)生裂縫。為了避免這些關(guān)鍵地帶遭到破壞，應該建立 “所有層的過孔禁止區(qū)”，在這些區(qū)域中進行柔性彎曲可以免除故障。

允許彎曲超過制造商所設定的最小半徑。制造商為板材限定最小半徑是有理由的：它表明了特定材料可以承受的應變和彎曲程度，超過這個極限將不可避免地產(chǎn)生問題。柔性電路并非是要彎曲到極限，彎曲超過90度將“折裂”柔性電路。

忽視制造指標。例如孔徑公差指標就詳細規(guī)定了某種材料最大的孔徑、層數(shù)和所需柔性等細節(jié)。忽視這類指標有可能引發(fā)制造問題，產(chǎn)生導致斷裂的應力。

在剛性區(qū)域生成的孔徑開口在已有焊盤尺寸以下+.010厘米處。這可能引起與短路相關(guān)的問題。

在鄰近層上進行疊層走線。當電路彎曲時走線壓縮會產(chǎn)生問題；反之，將走線交錯排列則可以避免工字梁(I-beam)效應(會引發(fā)產(chǎn)生斷裂的應力和壓縮。

可以說無論韓國、日本、和中國企業(yè)，現(xiàn)在都在抓緊研發(fā)柔性電路，柔性電路和我們現(xiàn)在接觸到的PCB肯定有相同點和不同點，如果覺得現(xiàn)在工作提升有限，不妨可以轉(zhuǎn)戰(zhàn)柔性電路設計新藍海。