印制电路板(PCB)柔性和可靠性设计

柔性印制电路板可根据在组装和使用期间所遇到的弯曲类型进行分类( Corrigan , 1992) 。有两种设计类型，现讨论如下:

1 .静态设计

静态设计是指产品只在装配过程中遇到的弯曲或折叠，或是在使用期间极少出现的弯曲或折叠。单面、双面和多层电路板一样，都可以成功实现折叠的静态设计。通常，对于大部分双面和多基板的设计，折叠的弯曲半径最小应该是整个电路厚度的十倍。更多层数的电路(八层或更多)会变得非常坚硬，很难对它们进行折弯，所以不会出现任何问题。因此，对于需要严格弯曲半径的双面电路，在折叠区域要将所有的铜走线设置在基板薄膜的同一面上。通过移除相对面上的覆膜，使折叠的区域近似于一个单面电路。

2. 动态设计

动态电路的设计针对产品的整个生命周期中反复进行的弯曲，例如，印制机和磁盘驱动器的电缆。为了使动态电路达到最长的弯曲生命周期，相关的部分应该设计为一个单面电路，且铜在中心轴上。中心轴是指一个理论上的平面，它在构成电路的材料的中心层。通过在铜的两面使用相同厚度的基板薄膜和覆膜，铜箔将准确的放在中心位置，并在折弯或弯曲期间所受压力最小。

需要高动态弯曲周期和高密度的多层复杂性设计现在可通过使用各项异性的(z 轴)粘结剂将双面或多层电路连接到单面电路中实现。弯曲仅发生在单面组装的地方，动态弯曲区域以外属于多层独立区域，这里不受弯曲的危及，可以安装复杂的配线和需要的元器件。

尽管期望柔性印制电路能满足所有需要折弯、弯曲和一些特殊电路的应用，但是在这些应用中，很大一部分弯曲或折弯都是失败的。在印制电路的制造中使用柔性材料，但是柔性材料本身并不能保证被弯曲或被折弯时电路功能的可靠性，特别是在动态应用中。许多因素可以提高印制柔性印制电路的成型或重复弯曲的可靠性。为确保成品电路的可靠运行，所有的这些因素在设计过程中都必须被考虑到。以下是增加柔性的一些技巧:

1)为了提高动态柔性，具有两层或更多层的电路应该选择电镀板。

2) 建议保持最小的弯曲数。

3) 导线要交错排列，以避免I 型微聚柬效应，导线路径要正交，以便于弯曲，如图所示。

4) 在弯曲区域，不要放置焊盘或通孔。

5) 在任何弯曲区域附近不要放置陶瓷器件，从而避免涂覆层不连续、电镀层不连续或其他应力集中出现。应该保证在完成的组装中没有扭曲。扭曲可能造成电路外边缘不应有的应力。消隐过程中出现的任何毛刺或不规则可能导致电路板破裂。

6)工厂成形加工应为首选。

7) 在弯曲区域中，导体厚度和宽度应保持不变。在电镀或其他的涂覆层中应该有变化，以避免导线成颈状收缩。

8) 在柔性印制电路中制作一个狭长的切口，允许不同的木质支架向不同的方向弯曲。尽管这是最大化功效的有效手段，但是切口处容易造成撕裂以及裂口的延伸，这个问题可通过在切口的末端制作一个钻孔来预防，用刚性板或一片厚的柔性材料或聚四氟乙烯来加固这些区域(Finstad , 2001) 。另一种方法是使切口尽可能地宽，并在切口的末端制造一个完整的半圆。如果无法加固，在距离切口末端1I2in 的地方，电路不能被弯曲。