CN210958938U - 一种刚柔性印制板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种刚柔性印制板，包括布设有连接电路的柔性PCB基层和用于将所述连接电路与外部电路电性连接的连接器，在所述柔性PCB基层布置有连接器之处设有刚性PCB加强层；所述刚性PCB加强层通过压制方式固定于柔性PCB基层上下表面。该刚柔性印制板通过刚、柔性印制板的结合使用，在保证设备原有功能不减少、性能不降低的前提下，提高了空用通信设备的模块化设计水平，增强空用通信设备的竞争力。
Description
技术领域
本实用新型属于柔性印制板技术领域，具体涉及一种可用于空用通信设备的刚柔性印制板。
背景技术
现役空用通信设备的结构基本上是外部采用机箱，内部电路模块密封于屏蔽盒，模块之间信号采用刚性印制板连接。这种结构空间利用率低，设备体积大、重量重，测试性、维修性较差。
为适应市场需求和技术竞争，各厂家在保证设备功能不减少，性能不降低的前提下，竞相在体积、重量、测试性、维修性等指标上进行攻关。随着各种高度集成、性能优良器件的不断涌现，使电路设计越来越简化，但电路和结构要达到高密度结合，单一的刚性印制板已无法满足空用通信设备的设计要求。
目前柔性印制板已广泛应用在民用消费类电子产品中，空用通信设备要求结构紧凑、体积小、重量轻，柔性印制板也是较好的选择。但由于柔性印制板非常薄(厚度0.3mm 左右)，用于空用通信设备母板时，多个连接器直接焊接在上面，在生产及校试维修时，焊盘及接触点极易损坏，因此，在连接器焊接处应具有一定厚度和刚性，刚柔性印制板是非常好的选择。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型目的是提供一种刚柔性印制板，通过刚、柔性印制板的结合使用，在保证设备原有功能不减少、性能不降低的前提下，提高空用通信设备的模块化设计水平，增强空用通信设备的竞争力。
本实用新型的技术方案如下：
一种刚柔性印制板，包括布设有连接电路的柔性PCB基层和用于将所述连接电路与外部电路电性连接的连接器，在所述柔性PCB基层布置有连接器之处设有刚性PCB 加强层；所述刚性PCB加强层通过压制方式固定于柔性PCB基层上下表面。
作为一种优选方案，所述柔性PCB基层和刚性PCB加强层均为多层PCB结构；所述柔性PCB基层自身在压制时，相邻两层进行层压形成一个层压整体，所述层压整体之间不再进行层压。
作为一种优选方案，所述柔性PCB基层包括自上而下分布的第一层、第二层、第三层和第四层四层结构，第一层和第二层层压在一起作为第一层压整体，第三层和第四层层压在一起作为第二层压整体，第一层压整体和第二层压整体之间不进行层压；所述连接电路中的信号线、控制线和电源线布置在第二层和第三层，所述连接电路中的地线铺铜层布置在第一层和第四层。
作为一种优选方案，所述连接器配置有快锁紧装置，用于加强所述连接器与外部电路连接的可靠性。
作为一种优选方案，所述连接器的引脚间距为50mil×100mil。
作为一种优选方案，所述连接电路中的信号线、控制线的走线宽度为6mil～8mil；所述连接电路中的电源线按照线宽与电流对应关系布线。
作为一种优选方案，所述连接电路中的地线铺铜层的布线走45°方向，铺铜线宽为1/2网格大小。
作为一种优选方案，所述柔性PCB基层选用压延铜箔，其铜微粒呈水平轴状结构，能适应多次绕曲。
作为一种优选方案，所述刚性PCB加强层板采用FR4材料。
作为一种优选方案，该刚柔性印制板采用一版成型方式制作。
本实用新型所公开的刚柔性印制板具有以下有益效果：
(1)柔性PCB基层压制在刚性PCB加强层内，其中的连接电路延伸至刚性区域外，可朝Z平面弯曲，可在X平面伸缩，并能在X、Y、和Z平面振动应力作用下，能消除锡焊点上应力-应变。
(2)柔性PCB基层分两层或多层进行层压，且层压后的整体间不再进行层压，增强其柔性及可靠性。
(3)柔性PCB基层可选用压延铜箔，其铜微粒呈水平轴状结构，能适应多次绕曲；刚性PCB加强层板采可用FR4材料，压制在连接器安装位置，对柔性薄膜基层起支撑加强作用。
(4)可选用50mil×100mil引脚间距的连接器，可以大大减少印制板宽度；采用配置有快锁紧装置的连接器来对刚柔性印制板进行固定，能够保证刚柔性印制板与功能模块的快速拆装和可靠连接。
(5)可采用一版成型，避免因制成后走线更改或走线增加导致的高额改版成本。
(6)结构简单、制作成本低，并解决了柔性印制板存在的尺寸小、加工难度大、功率大且环境要求严酷等问题，具有体积小、重量轻、测试性好、维修性强的优点。
附图说明
图1刚柔性印制板的正视图；
图2刚柔性印制板的俯视图；
图3刚柔性印制板在连接器处的剖视图；
图4刚柔性印制板的使用状态示意图；
附图标注：1-连接器，2-刚性PCB加强层，4-柔性PCB基层，5-快锁紧装置，6-连接器插座。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图1至4对本实用新型作进一步解释说明。
结合图1至图3所示，实施例中公开一种刚柔性印制板，主要包括连接器1、刚柔性母板和布设在刚柔性母板上的连接电路。刚柔性母板主要由一整块柔性PCB基层4 和多块条状刚性PCB加强层2组成，柔性PCB基层4和刚性PCB加强层2均为多层结构，刚性PCB加强层2布置在柔性PCB基层4需要设置连接器1之处。每一组刚性 PCB加强层2包括位于柔性PCB基层4上下表面的两部分，通过层压的方式将PCB基层4固定在其中间，相应的，连接器1焊接在刚性PCB加强层2处，然后可通过快速锁紧装置将整个刚柔性印制板固定在空用通信设备的各个功能单元上。
柔性PCB基层4主要包括四层，即TopLayer层、MidLayer1层、MidLayer2层和BottomLayer层。考虑到柔性PCB基层4在铺铜后，可弯曲韧性降低，易折断，因此，将多层板分两层或多层层压，层压后的整体间不要再进行层压，以增强其柔性及可靠性。实施例中，柔性PCB基层4整体上可分上下两部分，每两层层压后形成一个整体。具体压制时，将TopLayer层和MidLayer1层层压在一起作为第一层压整体，把MidLayer2 层和BottomLayer层层压在一起作为第二层压整体，第一层压整体和第二层压整体之间不进行层压，即在物理上是分离状态，这种层压方式可以大大增强其柔性和可靠性。
刚柔性印制板采用一版成型，避免因制成后走线更改或走线增加导致的高额改版成本。柔性PCB基层4的基材选用压延铜箔，其铜微粒呈水平轴状结构，能适应多次绕曲。铜箔绝大多数是采用压延铜箔或电解铜箔。压延铜箔的延展性、抗弯曲性优于电解铜箔，压延铜箔的延伸率为20％～45％，电解铜箔的延伸率为4％～40％。电解铜箔是采用电镀方式形成，其铜微粒结晶状态为垂直针状，易在蚀刻时形成垂直的线条边缘，有利于精密线路的制作；但在弯曲半径小于5mm或动态挠曲时，针状结构易发生断裂。因此，本实施例中柔性PCB基层4的基材选用压延铜箔。刚性PCB加强层2采用FR4 材料。
连接电路中的线路主要包括信号线、控制线、电源线，主要布设在柔性PCB基层4的MidLayer1层和MidLayer2层。地线铺铜层分布在TopLayer和BottomLayer，其作用是增强整个刚柔性印制板的电磁兼容性。连接器1主要用来将连接电路与相关功能模块 (外部电路)电连接。在确定走线宽度时，一般控制信号、音频信号等电流较小，走线宽度6mil～8mil即可满足设计要求。对于电源线，按照线宽与电流对应关系布线即可，例如，标准银条厚度下，100mil线宽可承受3A电流。单层走线宽度受限制，可在其它层再布一条，电源线与地线之间的回路面积应尽可能小。本实施例中，信号线、控制线的走线宽度为6mil～8mil；电源线按照线宽与电流对应关系布线；位于TopLayer层和 BottomLayer层的地线铺铜层的布线走45°方向，能够增加弯曲时铺铜层的韧性，铺铜的线宽设置为1/2网格大小，能够保持相对柔性。信号线、控制线、电源线等布线规则基本与刚性印制板布线规则相似，此处不再赘述。另外，布线时应避免过孔，过孔的电镀会对耐折性有不良影响，因此，在设计时最好统一给出各功能模块对外接口定义，这样可以保证柔性印制板的走线顺畅而不用过孔。
刚柔性印制板的长度(即柔性PCB基层4的长度)根据空用通信设备的结构确定，柔性区域实际长度放大1mm，具体放大长度视使用要求而定，宽度(即柔性PCB基层 4的宽度)根据选用连接器的类别而定。实施例中，连接器1选用50mil×100mil引脚间距的连接器，可以大大减少刚柔印制板的宽度。柔性PCB基层压制在刚性PCB加强层内，连接器的电路延伸到刚性区外面。刚柔性印制板即可朝Z平面弯曲、可在X平面伸缩并且在X、Y和Z平面振动应力作用下，消除锡焊点上应力-应变，保证设备电气特性良好情况下的高可靠、高密度组装，以达到压缩整机体积和重量的效果。
刚柔性印制板上装有多个连接器，为避免使用时冲击、振动等带来的影响，需对刚柔性母板进一步固定，但柔性PCB基层本身不同于刚性印制板可直接用螺钉固定而不损坏，因此，可采用带有快锁紧装置5的连接器1，将其焊接在刚性PCB加强层2上对刚柔性母板进行固定，以保证功能模块与母板之间的可靠连接，其中，快锁紧装置5主要由辅助锁紧螺栓及上面的锁紧螺帽组成。锁紧时，只需要将螺栓对准连接器插座6的锁紧孔，向下推并旋转90°后松开，插座中的弹簧将螺柱推入限位孔完成锁紧操作；拆卸母板时，也只需要将螺栓向下推出限位孔，并旋转90°即可。当然，在其它实施例中也可以采用常规的螺丝锁紧或其它紧固方式。
如图4所示，在使用时，选定欲连接的各个功能模块，将刚柔性印制板上的连接器1与各个功能模块上的连接器插座6一一对应进行连接，然后通过快锁紧装置5将连接器1固定即可。由此，通过刚柔性印制板，实现了不同功能模块之间的电路连接。
最后需要说明的是，尽管以上结合附图对本实用新型的实施方案进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本实用新型保护之列。
Claims (10)
1.一种刚柔性印制板，包括布设有连接电路的柔性PCB基层和用于将所述连接电路与外部电路电性连接的连接器，其特征在于，在所述柔性PCB基层布置有连接器之处设有刚性PCB加强层；所述刚性PCB加强层通过压制方式固定于柔性PCB基层上下表面。
2.如权利要求1所述的刚柔性印制板，其特征在于，所述柔性PCB基层和刚性PCB加强层均为多层PCB结构；所述柔性PCB基层自身在压制时，相邻两层进行层压形成一个层压整体，所述层压整体之间不再进行层压。
3.如权利要求2所述的刚柔性印制板，其特征在于，所述柔性PCB基层包括自上而下分布的第一层、第二层、第三层和第四层四层结构，第一层和第二层层压在一起作为第一层压整体，第三层和第四层层压在一起作为第二层压整体，第一层压整体和第二层压整体之间不进行层压；所述连接电路中的信号线、控制线和电源线布置在第二层和第三层，所述连接电路中的地线铺铜层布置在第一层和第四层。
4.如权利要求1至3任意一项所述的刚柔性印制板，其特征在于，所述连接器配置有快锁紧装置。
5.如权利要求1至3任意一项所述的刚柔性印制板，其特征在于，所述连接器的引脚间距为50mil×100mil。
6.如权利要求1至3任意一项所述的刚柔性印制板，其特征在于，所述连接电路中的信号线、控制线的走线宽度为6mil～8mil；所述连接电路中的电源线按照线宽与电流对应关系布线。
7.如权利要求1至3任意一项所述的刚柔性印制板，其特征在于，所述连接电路中的地线铺铜层的布线走45°方向，铺铜线宽为1/2网格大小。
8.如权利要求1至3任意一项所述的刚柔性印制板，其特征在于，所述柔性PCB基层选用压延铜箔，其铜微粒呈水平轴状结构，能适应多次绕曲。
9.如权利要求1至3任意一项所述的刚柔性印制板，其特征在于，所述刚性PCB加强层板采用FR4材料。
10.如权利要求1至3任意一项所述的刚柔性印制板，其特征在于，采用一版成型方式制作。
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