在与 PCB 设计人员、制造商和采购团队合作二十多年后,我想再怎么强调都不为过:在设计阶段,尤其是采用刚挠结合技术时,务必要尽早并持续地与制造商沟通。我们经常会看到一些设计带着问题进入制造环节,而这些问题,制造商只需通过五分钟的交流就能提前指出。其结果可能是需要重新投板、项目延期,或者出现良率和可靠性问题。
解决方法其实很简单:在最终定稿前,先和你的制造商沟通。他们每天都在做这类产品,是非常宝贵的资源。
这是第一个要问的问题,也是最重要的问题。刚挠结合板的叠层并不是通用模板,必须与制造商能够稳定实现的工艺相匹配。层数、材料组合以及挠性层结构都会因工厂而异。请尽早把你拟定的叠层发给对方,并请他们直接评审。
很多设计人员会直接沿用上一个设计的材料选择,而不会去质疑它是否合适。有胶和无胶结构在制造过程中的表现差异很大,尤其是在层数增加或弯折要求更严格时。无胶结构具有更好的厚度控制能力和更稳定的 Z 轴性能,但成本更高、交期也更长。请向你的制造商确认哪种方案更适合你的应用,以及原因是什么。
提示:在几乎所有情况下,刚挠结合技术都会推荐采用无胶结构。
刚性区到挠性区的过渡区是应力集中的位置,也是大多数失效的源头。必须在制造说明中清楚体现这些信息。在最终确定这些说明之前,请先向制造商确认他们希望如何定义和记录这些内容,并在后续再次确认这些说明已被清晰理解。
实心铜平面在刚性板中效果很好,但在挠性区域,它会抵抗弯折、集中应力,并随着时间推移加速铜疲劳。网格状、分段式或局部平面通常是更合适的方案,但每种做法都会带来需要结合具体设计评估的电气权衡。你的制造商可以帮助你在机械可靠性与阻抗或回流路径要求之间找到合适的平衡。
弯折半径要求取决于挠性层数、导体厚度,以及应用是静态还是动态。并不存在一个通用数值。请让制造商针对你的具体结构确认最小弯折半径,并核实你的机械空间是否支持这一要求。
请向供应商了解他们对过孔结构的偏好、堆叠限制,以及你是否在无意中引入了他们希望你重新评估的风险。 Microvia、堆叠过孔,以及盲孔或埋孔,在刚挠结合板中各自对应不同的工艺复杂度和良率风险。制造商能够稳定生产哪些结构,以及相应成本如何,应在布线开始前就影响你的过孔策略。
刚挠结合板的文档要求比标准刚性板更复杂。制造商不仅需要理解电气设计,还需要知道电路板会在哪里弯折、如何被约束,甚至如何进行装配。请直接询问制造商:他们需要在 fab notes 中看到哪些内容、采用什么格式,以及首次提交时最常缺失的是什么。
聚酰亚胺薄膜、无胶覆层材料和专用覆盖膜等挠性专用材料,通常比标准 FR-4 具有更长的交期,供应冗余也更低。请尽早向制造商确认,你设计中是否有材料会受到供应限制,以及是否存在已经通过认证、值得现在就纳入设计考虑的替代方案。
提示:这也能更早暴露材料问题,而且你也许可以在设计最终定稿期间与制造商协作提前订购材料。
这可能是我最喜欢的问题之一,因为答案几乎总是来自同一份简短清单,但对设计人员来说却常常出人意料。这份清单中的常见项目包括过渡区定义、覆盖膜开窗公差以及铜分布。
这个问题之所以采用开放式表达,是有意为之。在审查完你的叠层和设计意图后,优秀的制造商往往能发现一些从设计者视角不容易看出的优化机会。比如简化材料、减少层数,或者对结构做一些细微调整,在不影响性能的前提下提升良率,这些都可能是你得到的建议。
这些沟通带来的价值,远远超过为了确保设计与制造商能力相匹配而投入的时间成本。 如果你使用不止一家供应商,也要记住:每家制造商在材料和设计方面的能力与偏好都不同,最适配其工艺的方法也不一样。 这一点适用于所有类型的 PCB 制造,但在刚挠结合结构中尤为重要。
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Tara是一位公认的行业专家,在以下领域拥有20多年的工作经验:PCB工程师、设计师、制造商、采购组织和印刷电路板用户。她的专长是刚柔结合板、增材技术和快速交付项目。她掌握行业最顶级的资源,可通过个人技术参考网站PCBadvisor.com快速掌握各种主题,并经常以演讲者的身份参与行业活动,在PCB007.com杂志上撰文,并运营Geek-a-palooza.com网站。她的公司Omni PCB以当天及时响应以及能够满足特殊规格(交货时间、技术和数量)要求完成项目而闻名。
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