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将DFM分析应用于柔性PCB设计

将DFM分析应用于柔性PCB设计

  • 分类:公司动态
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2024-08-16
  • 访问量:0

【概要描述】  机械分析也是柔性PCB DFM分析中必不可少的步骤,因为它决定了电路板上需要什么样的机械支撑结构,以确保其在温度变化、冲击、振动等不同条件下正常工作。

将DFM分析应用于柔性PCB设计

【概要描述】  机械分析也是柔性PCB DFM分析中必不可少的步骤,因为它决定了电路板上需要什么样的机械支撑结构,以确保其在温度变化、冲击、振动等不同条件下正常工作。

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  设计或制造电缆或柔性 PCB 可能具有挑战性,但借助面向制造设计 (DFM),事情会变得更容易。设计工程师的工作是想出易于制造的设计。在复杂的 PCB 设计中,很难确定变化如何以高层次的方式影响设计的各个方面,从而影响整体设计质量。

  面向制造设计 (DFM) 是一种方法,也是工程师用来改进产品制造开发流程的一套工具。使用 DFM 方法的主要好处是,它将产品制造变成了一个数据驱动的过程,在这个过程中,人们可以根据使用 DFM 技术生成的客观可测量数据,在每个开发阶段测试、调整和预测产品的性能。

  可制造性设计 (DFM) 分析在设计过程中经常被忽视,尽管它提供了评估产品实时功能的全面见解。本指南将介绍DFM 为何如此重要,然后向您展示如何将 DFM 分析应用于您的下一个柔性 PCB 设计。

  柔性 PCB 的 DFM 分析

  柔性 PCB (FPCB) 存在潜在的可靠性问题,这是由材料本身的柔性特性引起的。DFM 技术适用于这些电路,可帮助降低成本并提高灵活性。

  柔性 PCB 的 DFM 分析是设计高性能、高可靠性和高安全性组件的关键过程。它需要彻底了解组件和系统要求以及制造过程。

  柔性PCB的DFM分析遵循以下步骤:

  确定需求

  确定最终产品必须满足哪些要求。这包括确定将对产品施加多大的压力、哪些因素会影响其柔韧性以及需要支撑多大的重量。然后,工程师可以使用这些信息来确定其产品需要多大的柔韧性才能满足这些要求。

  执行故障模式影响分析 (FMEA)

  故障模式影响分析 (FMEA)用于识别产品生产或运行期间可能发生的潜在故障。它可以帮助您找出产品可能出现的问题,以及如果产品在生命周期的某个时间点发生故障,将对您的业务产生多大影响。FMEA 在开发的各个阶段进行,包括概念生成、产品/流程设计和制造流程工程/设计验证活动。它很有用,因为它们可以深入了解潜在的故障模式,以便将其从系统中消除或控制/缓解到可接受的水平。

  执行应力分析

  应力分析有助于确定材料在发生故障之前可以承受多大的压力。这是通过将产品的所有材料和组件放在一起并在不同条件下(例如温度、压力、振动和其他可能随时间影响它们的因素)进行测试来完成的。应力分析不仅可以帮助您确定产品是否符合其要求,还可以帮助您根据随时间施加的压力预测未来是否可能出现任何问题。

  应力分析包括:

  热分析

  热分析是柔性 PCB 的 DFM 分析中关键的步骤。热分析确定了板上所有组件的热阻,然后您必须相应地调整设计,以确保它能够在其工作范围内运行而不会过热。

  应根据不同的环境条件确定产品内的温度分布。应指定任何组件可达到的高温度及其在 PCB 设计中的位置。

  电气分析

  进行电气分析,确定是否存在由于产品移动或电机发热等其他因素而导致的来自外部来源或内部组件的电气干扰。

  至关重要的是,产品任何部件运行时都不能发生电气干扰,因为这可能会导致电路故障并损坏微电子和微处理器等敏感部件。例如,如果电机在工作时产生电磁场,它可能会干扰附近的其他电子设备,这些电子设备通过电缆或电线连接,因此依赖于射频信号。在这种情况下,请使用屏蔽技术来防止干扰。

  机械分析

  机械分析也是柔性PCB DFM分析中必不可少的步骤,因为它决定了电路板上需要什么样的机械支撑结构,以确保其在温度变化、冲击、振动等不同条件下正常工作。

  机械分析可确定您的机械设计(例如弯曲应力)是否能够在正常使用条件下承受弯曲。它还可确定您的设计中是否存在任何薄弱点,这些薄弱点可能会因机械应力而导致故障,例如开裂。此外,应指定每个接头的大挠度。

  评估可靠性

  在 PCB 中,可靠性是指系统在规定条件下在规定时间内执行其所需功能的可能性。它估计产品在使用寿命期间无故障执行其所需功能的可能性。如果产品满足所有性能和质量要求但可靠性不足,则在许多情况下无法使用,因为故障意味着灾难性的生命和财产损失。

  总体而言,可靠性工程涉及识别、量化和控制可能导致设备故障或服务中断的所有因素。它使用故障模式影响分析 (FMEA) 和故障树分析 (FTA)。

  估计 MTBF(平均故障间隔时间)

  MTBF 估计值通常用作可靠性工程的一部分,以预测系统或组件的故障率。可靠性工程师使用这些数据来确定系统设计是否适合其预期用途,以及是否可以进行任何改进以进一步降低故障率。例如,如果您知道系统的 MTBF 为 100 小时,但经过测试后,它平均仅在 50 小时后就会发生故障,那么您就知道您的设计和制造流程还有改进的空间。

  总结

  DFM 在柔性 PCB 的开发中起着至关重要的作用。由于制造设计侧重于生产和设计,因此将 DFM 分析应用于柔性 PCB 也是有意义的。通过从一开始就考虑 DFM 分析,设计人员可以确保他们的 PCB 更易于制造,从而帮助他们降低成本、遵守最后期限并在生产结束时实现更高的成品板产量。

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