【導(dǎo)讀】為適應(yīng)工業(yè)發(fā)展需要，印刷電路板PCB需要更加精密，更加靈活，體積更小。設(shè)計(jì)師往往選擇復(fù)合式性能的剛撓性印刷電路板。但是怎么確保這種印刷電路板能夠折疊還能模擬現(xiàn)有的機(jī)械外殼？且看本文怎么說。
在目前的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)確保剛撓性印刷電路板設(shè)計(jì)適合外殼的最常用方法就是PCB“紙娃娃”的模型。這些用紙制作的模型，剪切成希望得到的PCB概念的精確形狀。這種方法起源于傳統(tǒng)的PCB應(yīng)用，但是由于柔性電路建模的需要，最近它得到了廣泛的使用。大多數(shù)PCB制造者仍然提倡這種做法。
下圖顯示了紙板娃娃被用來模擬一個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制器的機(jī)械配合的例子。為了創(chuàng)建這一模型，設(shè)計(jì)者首先按照1：1的比例制作一個(gè)2D PCB輪廓的打印成品，并切成最終的形狀。為了更精確地模擬組件，并提供更精確模型感，設(shè)計(jì)人員將一塊紙板膠合到紙模型上，來模擬PCB剛性部件的厚度。
圖為紙板娃娃模擬機(jī)械配合的示意圖
盡管在模擬剛撓印刷電路板造型方面有效，紙娃娃方法在應(yīng)用中仍有許多問題和低效的情況，其中包括：
•厚度不精確：紙娃娃與印刷電路板的剛性段和柔性段的厚度不相同。因此，紙張模型模擬彎曲非常困難，因?yàn)檫@將在最終應(yīng)用中彎曲。這在獲取有關(guān)設(shè)計(jì)的疲勞或自然折疊性能的清晰概念方面具有極大的挑戰(zhàn)性。
•無3D模型：紙娃娃不包括所有將出現(xiàn)在最終設(shè)計(jì)中的3D組件模型。設(shè)計(jì)人員必須知道這些模型將會(huì)如何改變模型折疊的方式，以及三維模型是否可能干擾剛撓部分正確折疊所需的空隙。
•昂貴的3D打印：為了確定正確的電路板適合外殼，可能有必要用一個(gè)3D打印機(jī)打印外殼。根據(jù)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，要實(shí)現(xiàn)3D打印，這可能是一個(gè)昂貴的選擇——它增加了項(xiàng)目不必要的開支，本來這完全可以在軟件中進(jìn)行模擬。
結(jié)語
盡管這種紙板娃娃方法目前應(yīng)用廣泛，然而這既不精確也不實(shí)際。依靠這種方法的設(shè)計(jì)者，要確保PCB恰好與機(jī)械外殼擬合，要承擔(dān)在制作過程中可能出現(xiàn)的設(shè)計(jì)修改的風(fēng)險(xiǎn)和原型調(diào)整帶來的昂貴代價(jià)。所以，工程師在進(jìn)行剛撓性印刷電路板設(shè)計(jì)時(shí)，需要更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪M(jìn)行實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析。
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