刚性电路板的优势与独特性

重要要点

l刚性电路板可降低设计，开发和安装成本。

l刚性电路板继续满足许多应用的需求。

l将DFM应用于刚性电路板可确保正确开发和制造PCB。

在PCB设计中，我们经常看到设计和工程角色与各种其他专业领域相交并重叠。因为，我们正在使用EDA软件来跨越电气设计和机械设计之间的鸿沟。此外，随着PCB设计师越来越意识到他们的工作对环境的影响，对于设计师来说，将可持续性设计融入他们的工作变得很重要。工程需要灵活性，适应性和多功能性。

这些相同的特性在PCB设计人员使用的材料中也是正确的。刚性PCB，柔性PCB和刚挠PCB均提供不同程度的灵活性和实用性。尽管柔性PCB被认为是最适合的选择，但刚性电路板仍然具有自己的优势。在给定消费者和工业需求的情况下，重要的是要了解每种选择的利弊，以使最佳的PCB解决方案与设计相匹配。

刚性电路板的优势

从电路板设计转移到产品发布时，刚性PCB的优势在于可控制成本，以完成大量生产任务，缩短交货时间并降低安装成本。由于材料选择，组件和设计技术，减少的孔数，表面光洁度要求，阻焊层要求，测试参数和较低的环境影响，导致生产成本降低。在这些因素中，层压板是最大的成本构成部分。

不同类型的板可满足不同的需求

不同类型的电路板可满足不同的应用需求。一侧具有走线和组件的单层PCB提供基本功能和低成本，同时与功能较少的较简单产品匹配。双层板的两面都有走线和元件，基板夹在导电层之间。较厚的多层刚性电路板具有多层，通过电介质材料分为信号，电源和接地层。多层板适用于具有较高速度和工作频率的高密度应用。

刚性电路板也根据用于保护裸露电路的电镀层的类型而有所不同。浸银镀层可提供出色的可焊性，适用于细间距组件，并且孔尺寸均匀。浸银确实可以处理热冲击。尽管镍/硬金表面涂层可防止腐蚀和抗蚀剂磨损，并且可用于压力接触，但表面涂层却没有可比的耐磨性。其他镀层类型包括无光镍锡，有机可焊性防腐剂，锡铅和化学镀镍/浸金。某些电镀类型（例如金）需要特殊的设计约束。

设计刚性电路板

设计多层刚性电路板时，始终以偶数层开始。用于电路板的电介质厚度取决于材料的类型，尺寸以及应用所需的公差。良好的PCB设计可建立一个根据电路板的z轴平衡的布局。平衡每层的电介质厚度，每层的铜厚度，铜的分布以及信号层，接地层和电源层的位置，可以确保电路板满足弓形或扭曲规范。

可制造性设计（DFM）要求团队考虑设计的关键特征。这些功能包括层堆叠，电介质间距，钻孔图，电路板外形尺寸，任何阻抗要求以及盲孔和埋孔的说明。有关每个功能的决定会影响另一个功能的设计。团队提交给制造商的图纸描述影响电路板制造的任何电气特性，这一点很重要。

反过来，制造商将确定设计是否具有1类（一般复杂性），2类（标准复杂性）或3类（高设计复杂性）。每个级别的复杂性都会影响组件的放置，走线宽度和走线间隔。例如，标准复杂性将组件放置在0.5mm的网格上，并且在集成电路引线之间最多具有两条走线。迹线的宽度和间距为0.125mm至0.15mm。

一旦设计团队和制造商就设计复杂性达成一致，他们还可以确定通孔焊盘的直径，孔的标注以及多层的铜重量。由于底蚀和其他因素，蚀刻工艺可能会更改走线宽度。选择合适的覆铜重量可以减少蚀刻的总铜量和横向蚀刻的可能性。较厚的铜增加了交易宽度公差和变化量。制造商需要知道成品板的最大厚度(铜对铜)，因为这对长径比、钻孔和加工设备的有所影响。