一种二层可延展柔性电路板的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种二层可延展柔性电路板的设计方法，包括以下步骤：S10，设计电子器件，电子器件包括若干个功能区，每个功能区分别包括至少一个功能单元；S20，设计二层蛇形线结构可延展柔性电子系统电路板；所述S20包括：电路连接走线采用U型蛇形线结构；采用元件焊盘方式设计双层FPCB的电性通孔；将二层FPCB当成两种单层的FPCB导出Gerber文件，其中顶层的布线层与通孔层作为一个单层FPCB Gerber文件，底层的布线层与通孔层X或Y镜像作为另一个单层FPCB Gerber文件。本发明专利技术实现从传统电子技术走向柔性电子技术，兼容传统电子技术设计方法，工作效率高、设计难度降低、降低重复工作、设计准确性高，降低制备过程对设备的要求与操作难度。作难度。作难度。

【技术实现步骤摘要】
一种二层可延展柔性电路板的设计方法


[0001]本专利技术属于柔性电子
，涉及一种二层可延展柔性电路板的设计方法。

技术介绍

[0002]可延展柔性电子技术的设计与制备多样化，没有统一的标准。电子科技大学黄振龙博士提出的四层可延展柔性电路系统电路板是以AUTOCAD设计与绘图实现。美国西北大学Rogers教授提出的一个二层可延展柔性电路系统电路板是以CAD(计算机辅助设计软件)设计与绘图实现的。现有的可延展柔性电路系统电路板以AUTOCAD或其它CAD软件设计与绘图，没有充分利用传统电路板设计软件设计与绘图PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)，增加了可延展柔性电路板设计难度、工作量，在几个CAD软件转换的图形与原图形容易产生差异。

技术实现思路

[0003]为解决采用AUTOCAD或其它CAD软件设计与绘图可延展柔性电路板造成的设计工作量大、难度大，设计过程出错概率较大，CAD软件转换的图形与原图形容易产生差异。提出(1)建立在传统电路板设计与制造的基础上，充分利用电子业界主流电路板设计软件进行设计，又有别于传统的设计方法，设计二层可延展柔性电路板。(2)导出PCB(Printed Circuit Board印制电路板)三维图形，直接导入应力仿真软件，稍加处理获得应力仿真模型方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为一种二层可延展柔性电路板的设计方法，包括以下步骤：
[0005]S10，设计电子器件，电子器件包括若干个功能区，每个功能区分别包括至少一个功能单元；
[0006]S20，设计二层蛇形线结构可延展柔性电子系统电路板；
[0007]所述S20包括：
[0008]电路连接走线采用U型蛇形线结构；
[0009]采用元件焊盘方式设计双层FPCB的电性通孔；
[0010]将二层FPCB当成两种单层的FPCB导出Gerber文件，其中顶层的布线层与通孔层作为一个单层FPCB Gerber文件，底层的布线层与通孔层X或Y镜像作为另一个单层FPCB Gerber文件。
[0011]优选地，所述S10中，所述功能单元包括以下至少五种：压力传感器、运算放大处理单元、心电图与血氧饱和度传感单元、能量供应或转换单元、电极、NFC天线线圈、NFC标签和近场通信单元。
[0012]优选地，所述S20中，还包括FPCB中增加若干个与蛇形线或元件边缘焊盘间距0.3
‑
0.6mm，孔径0.2
‑
0.5mm分布式的有或无的电气连接特性通孔。
[0013]优选地，所述S20后，以二个单层FPCB Gerber文件为依据进行FPCB制造，制造二个
单层18/12.5um厚的Cu/PI FPCB。
[0014]优选地，所述S20中，还包括导出通孔文件，再处理Gerber文件，导出通孔结构dxf格式文档，供激光加工设备加工Cu/PI/Ecoflex层中Ecoflex层通孔。
[0015]优选地，在S20后，还包括FPCB粘贴在Ecoflex/载玻片上，反应等离子刻蚀FPCB的PI层，留下铜图案粘贴的PI图案，清洁Cu/PI/Ecoflex层表面，得到Ecoflex层通孔待加工的可延展柔性电子系统电路板。
[0016]本专利技术的有益效果如下：
[0017]本专利技术可以实现从传统电子技术走向柔性电子技术，兼容传统电子技术设计方法，工作效率高、设计难度降低、降低重复工作、设计准确性高，降低制备过程对设备的要求与操作难度；
[0018]ANSYS WORKBENCH仿真所得二层可延展柔性电子系统电路板图形真实于原图形，无需经其它第三方CAD软件处理。
附图说明
[0019]图1为本专利技术方法实施例的二层可延展柔性电路板的设计方法的步骤流程图；
[0020]图2为采用本专利技术方法实施例的二层可延展柔性电路板的设计方法所设计的FPCB图与制备的二层可延展柔性电子系统电路板图，其中(a)传统的FPCB图、(b)单元蛇形线结构图、(c)蛇形线走线局部图、(d)两个单层FPCB中的顶层图、(e)两个单层FPCB中的底层图、(f)增加通孔的FPCB图、(g)两个增加通孔的单层FPCB中的顶层图、(h)两个增加通孔的单层FPCB中的底层图、(i)激光加工通孔图、(j)二个单层FPCB粘贴在Ecoflex硅胶层/载玻片图(k)制备的二个单层可延展柔性电路图；
[0021]图3为采用本专利技术方法实施例的二层可延展柔性电路板的设计方法的ANSYS建立的二层可延展柔性电路模型图与应力仿真图，其中(a)FPCB三维图、(b)ANSYS Workbench处理的三维顶层可延展柔性电路图、(c)ANSYS Workbench处理的三维底层可延展柔性电路图、(d)ANSYS Workbench的二层可延展柔性电路应力仿真模型图、(e)二层可延展柔性电路拉伸10％的应力分布图。
具体实施方式
[0022]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0023]相反，本专利技术涵盖任何由权利要求定义的在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本专利技术有更好的了解，在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。
[0024]参见图1，为本专利技术实施例的二层可延展柔性电路板的设计方法的步骤流程图，包括以下步骤：
[0025]S10，依据电子系统的基本设计流程即系统分析与规格说明，体系结构设计，硬件构件与软件构件设计，系统调试与集成，系统测试而进行二层可延展柔性电路板设计。电路
设计所述电子器件的多个功能单元，所述电子器件包括多个功能区，每个功能区分别包括至少一个功能单元。
[0026]使用电路设计软件设计与绘制电子系统电路原理图。所述功能单元包括以下至少五种：压力传感器与运算放大处理单元、心电图与血氧饱和度传感单元、能量供应或转换单元、电极、NFC天线线圈、NFC标签；近场通信(Near Field Communication，简称NFC)。
[0027]S20，使用MENTOR公司PADS等电路设计软件设计二层蛇形线结构可延展柔性电子系统电路板，包括：
[0028]电路设计软件以传统柔性印制电路板(FPCB，Flexible Printed Circuit Board)布局为主，但需要考虑无大面积覆铜接地处理参考地的，降低干扰的影响；
[0029]电路连接走线采用U型蛇形线结构，直接采用电路设计软件设计蛇形线走线布线(注意电路软件设置蛇形线走线的要求)；
[0030]采用元件焊盘方式设计双层FPCB的电性通孔；
[0031]FPCB设计增加一定数量与蛇形线或元件边缘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二层可延展柔性电路板的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S10，设计电子器件，电子器件包括若干个功能区，每个功能区分别包括至少一个功能单元；S20，设计二层蛇形线结构可延展柔性电子系统电路板；所述S20包括：电路连接走线采用U型蛇形线结构；采用元件焊盘方式设计双层FPCB的电性通孔；将二层FPCB当成两种单层的FPCB导出Gerber文件，其中顶层的布线层与通孔层作为一个单层FPCB Gerber文件，底层的布线层与通孔层X或Y镜像作为另一个单层FPCB Gerber文件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S10中，所述功能单元包括以下至少五种：压力传感器、运算放大处理单元、心电图与血氧饱和度传感单元、能量供应或转换单元、电极、NFC天线线圈、NFC标签和近场通信单元。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S20中，还包括FPCB中增加若干个与蛇形线...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭忠全，穆元彬，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：