利与弊 浅谈传统刚挠性印刷电路板模拟方法

在目前的工业发展过程中，为了获得印刷电路板（PCB）组件更小更密集的灵活性，设计者通常选择具备复合式性能的刚挠性印刷电路板。那么，如何确保你的刚挠性印刷电路板拥有可以折叠而能够精确拟合到现有的机械外壳?或许使用比较传统的纸板娃娃方法是一个不错的选择。

在目前的设计领域，设计团队确保刚挠性印刷电路板设计适合外壳的最常用方法就是PCB“纸娃娃”的模型。这些用纸制作的模型，剪切成希望得到的PCB概念的精确形状。这种方法起源于传统的PCB应用，但是由于柔性电路建模的需要，最近它得到了广泛的使用。大多数PCB制造者仍然提倡这种做法。

下图显示了纸板娃娃被用来模拟一个步进电机控制器的机械配合的例子。为了创建这一模型，设计者首先按照1：1的比例制作一个2D PCB轮廓的打印成品，并切成最终的形状。为了更精确地模拟组件，并提供更精确模型感，设计人员将一块纸板胶合到纸模型上，来模拟PCB刚性部件的厚度。

图为纸板娃娃模拟机械配合的示意图

尽管在模拟刚挠印刷电路板造型方面有效，纸娃娃方法在应用中仍有许多问题和低效的情况，其中包括：

•厚度不精确：纸娃娃与印刷电路板的刚性段和柔性段的厚度不相同。因此，纸张模型模拟弯曲非常困难，因为这将在最终应用中弯曲。这在获取有关设计的疲劳或自然折叠性能的清晰概念方面具有极大的挑战性。

•无3D模型：纸娃娃不包括所有将出现在最终设计中的3D组件模型。设计人员必须知道这些模型将会如何改变模型折叠的方式，以及三维模型是否可能干扰刚挠部分正确折叠所需的空隙。

•昂贵的3D打印：为了确定正确的电路板适合外壳，可能有必要用一个3D打印机打印外壳。根据设计的复杂性，要实现3D打印，这可能是一个昂贵的选择——它增加了项目不必要的开支，本来这完全可以在软件中进行模拟。

总结

尽管这种纸板娃娃方法目前应用广泛，然而这既不精确也不实际。依靠这种方法的设计者，要确保PCB恰好与机械外壳拟合，要承担在制作过程中可能出现的设计修改的风险和原型调整带来的昂贵代价。所以，工程师在进行刚挠性印刷电路板设计时，需要更加严谨的进行实验和数据分析。