電路設計 - PCB軟硬板設計科技

PCB軟硬板設計科技

這是一個日新月异的時代。 除了創造力和設計能力，今天的設計師還面臨許多限制。 他們需要面對越來越多、越來越複雜的設計——一系列通過IO連接的周邊設備。此外，今天的設計越來越追求產品的小型化、低成本和高速。 這些要求尤其反映在移動設備市場上。 近年來，大量高性能、多功能設備層出不窮，市場發展尤為迅速，讓精明的消費者眼花繚亂。 將這些產品推向電子設計市場需要嚴格的設計流程，通常涉及高密度電子電路，同時還考慮减少製造時間和成本。

幫助設計師和設計團隊應對這些挑戰的一個解決方案是採用軟件和硬體設計科技的結合，即印刷電路板（PCB）的軟件和硬體的結合設計。 雖然這不是最新的科技，但綜合因素來看，這項科技具有普遍性，可以降低成本。 從傳統的電纜連接的剛性PCB到今天的柔性和硬板科技，從成本上講，兩塊剛性板和柔性電纜的互連對於短期設計是可行的； 然而，每次都需要這樣做。 連接器安裝在電路板上，連接器需要組裝到電路板和電纜上，所有這些都會新增成本。 此外，通過電纜連接的剛性PCB容易發生電力虛焊，從而導致故障。 相比之下，軟電路和硬電路的結合可以消除這些虛擬焊點，使其更加可靠，並提供更高的整體產品品質。

傳統的設計包括使用柔性電纜和連接器的剛性板，而剛性-柔性設計嵌入剛性-柔性板上，在中間有兩個內寘軟層。 整體結構為一套四層印刷電路板。 兩種設計的製造成本都基於PCB製造商的報價，包括組裝成本。 此外，傳統設計中需要新增兩個獨立的四層電路板、連接器和電纜的成本因素。

通過軟硬結合科技，設計者不需要使用連接器、電線和電纜在單個封裝中互連多個PCB。 由於軟硬組合板不需要電纜組裝，這降低了整體組裝消耗和測試複雜性。 這兩者都有助於降低成本。 此外，需要購買的組件更少，這减少了材料清單，從而降低了供應鏈風險和成本。 軟硬板使產品的維護更加方便，並在整個產品生命週期中節省了成本。

製造、組裝、測試和物流成本是任何使用軟件和硬體設計科技相結合的項目、設計和成本控制都不能忽視的因素。 軟硬體設計的結合通常需要一個機械團隊來協助最終產品的柔性設計和PCB集成。 此過程非常耗時、成本高昂且容易出錯。

更糟糕的是，PCB設計工具往往忽略了軟硬體設計的折疊和組裝問題。 軟硬體設計的結合要求設計師用3D思維思考和工作。 柔性部件可以折疊、扭曲和卷起，以滿足機械設計要求。 然而，傳統的PCB設計工具不支持3D電路板設計或剛性設計部件的彎曲和褶皺類比，甚至不支持不同層堆疊設計部件的定義，包括柔性設計部件。

正因為如此，軟件和硬體設計者的組合被迫手動將3D設計的剛性和柔性部分轉換為平面的2D生產格式。 之後，設計者還需要手動記錄軟設計區域，並仔細審查，以確保在剛性和柔性之間的區域中沒有放置任何組件或過孔。 這個過程也受到許多其他規則的限制，這些規則中的大多數都不受PCB設計軟體的支持。

在正常情况下，與在競爭中處於劣勢的傳統PCB軟體設計的標準剛性PCB相比，設計軟硬結合的PCB需要付出更多的努力。 幸運的是，具有先進3D功能的現代設計工具可以支持柔性設計零件的彎曲定義和類比，以及不同設計零件和不同層堆棧的定義。 這些工具在很大程度上消除了處理柔性零件時對機械CAD工具的依賴，為設計師和設計團隊節省了時間和金錢。

通過使用現代PCB設計工具，開發人員和電路板製造商及時協調，促進了軟硬體結合的省時高效科技。 與傳統的剛性電路板和電纜設計相比，軟硬結合的設計需要設計師和製造商之間的密切合作。 剛柔板的成功生產需要設計師和製造商共同製定設計規則，包括：設計中的層數、資料選擇、通孔尺寸、粘合方法和尺寸控制。 通過適當的設計工具，可以在設計的初始階段進行明確的定義和權衡，從而優化剛性柔性板，進一步降低總體成本。

不可否認，當前的行業發展趨勢和消費者需求不斷推動設計師和設計團隊挑戰設計的極限，促使他們開發新的電子產品來應對市場挑戰。 這些挑戰，尤其是當今移動設備的需求，推動了軟硬體科技的結合成為設計界的主流，並在廣泛的應用中獲得了更高的商業價值，尤其是那些以數百臺為起點的項目。 現代PCB設計工具支持3D產品開發、預合作，以及軟硬體組合所需的所有定義和類比，大大减少了設計軟硬體組合的麻煩，使解決方案更具吸引力； 此外，與採用電纜連接的剛性PCB設計相比，其價格更便宜。 對於設計團隊來說，不同的選擇意味著產品的成敗在第一線。