关于印刷电路板加强筋-使刚性pcb实际刚性

当“像板一样硬”这个词被创造出来时，他们说的并不是印刷电路板。树脂，纤维和铜组成了典型的PCB层叠都是延展性材料。把它们叠合在一起，在几个交替的层中有一点帮助，但与柔性电路相比，刚性板只是刚性。本文将集中讨论在工业环境下加强传统pcb的强度。

看着FR4材料在微观层面上可以看到两个截然不同的阶层。首先是铜，它是一种天然的延展性金属。像任何金属一样，它可以通过热处理或其他方法进行回火(硬化)或退火(软化)。与铝或钢相比，该范围将保持在较软的一侧。通常用来保护暴露在外的铜的黄金韧性更强。

图片来源:作者-超大开口支持射频屏蔽，作为加强。

在导体之间，我们发现多孔和柔韧的玻璃浸渍树脂层。这种材料本身很弱。我通过在12层PCB的顶层打印天线发现了这一点。除了天线本身，天线下面的其他11层不允许使用其他铜。板子的那个角被严重损坏了。相反，在每一层都注入铜可以增加骨架，减少影响产量的翘曲。这是你的自由加强筋，法拉第笼和散热器，所有在一个。

高密度互连和高层数pcb -目标高

将导体层与介电层分离的现代堆叠中的厚度值相加是有启发的。以“现代”为意思高密度互连(HDI)董事会。金属比例较高的原因是由于微孔的最小纵横比。简而言之，微孔的直径必须大于深度。这促使人们使用更薄的介电材料——基本上绝缘性更低。

从HDI革命开始，这种制造挑战就一直伴随着我们。业界能做的最好的是1:1的比例，即孔直径等于电介质的厚度。通常情况下，这是小于这样的镀孔直径比深度大30%左右。相对于其他两个维度(x和y)，更多的金属含量和更厚的板有助于板的刚度。从极端的角度来看，金属核心板有一层铜板，事实上，它们“像板一样硬”。

加固大型PCB -一个来自电信设备的例子

在使用最佳设计实践来充分利用材料之后，板在压力下仍然有弯曲的潜力。这让我想起了我们在电信行业使用的背板。我们有标准的19英寸宽的设备架，上面放满了像书一样垂直放置子卡的架子。一个“机架单位”是一英寸又四分之三。我们有两组8块板加上两个48V电源堆叠在5个RU架子上。这些架子被安装在7到11英尺高的架子上，这取决于客户。

图片来源:阿尔卡特-典型设备显示外壳中的外壳和上面的通风口用作热空气的逃生路径

每个电路板的业务端都有一对320针连接器。一个铝加强板锁定两个连接器的位置，并沿着边缘支撑板。反过来，后面板是19乘9英寸，除了电源插头外，从头到尾都装有640针的压接连接器。一块制作板的成品率是两块板。当它们这么大时，即使它们是典型pcb的两倍厚，它们也会在自身重量下弯曲。

图片来源:Amazon -安装在插入/提取弯曲应力集中的边缘连接器上的加强板。

当你接通充电器时，你手机上的几个插脚会产生一些阻力。PCI卡的连接器需要更多的力。将这一努力乘以大约50倍，以与后面板接触。机架式安装板的前端有推杆，可以将单板撬出或推入。

图片来源:Vector Electronics -一种将PCB杠杆到其匹配连接器的卡弹射器。

这种杠杆克服了640个紧配销的抓地力，同时在板上施加张力。为了处理压力，三根铝棒被拧到背板的另一侧，横跨顶部、中部和底部。加劲条在另一个轴上也有丝锥孔，用于将PCB固定在架子上。铝制后盖完成了架子的子组件，并保持一切正常。

用于增强PCB刚度的结构元件

盖板和外壳的作用不仅仅是保持PCB上的灰尘。FCC的两个要求是，你的产品不会干扰其他产品，并且它不受环境中确实发生的噪音的影响。从机械的角度来看，外壳是一部分散热器和部分结构，以防止板移动。安装硬件的大小和间距取决于操作环境。

汽车和其他预计会产生冲击和振动的应用将需要更多更大的硬件来防止所有东西都被震动分开。母线，底板，插座，散热器，屏蔽和其他机加工部件可以用作结构元件，使PCB保持在适当的位置。要注意的一件事是热膨胀系数的不匹配。如果一种类型的材料在温度变化时膨胀超过其匹配表面，CTE失配会对组件造成压力。当冲浪板“呼吸”时，垫圈和垫圈有助于保持更恒定的机械压力。在PCB上要抓牢，而不是死死地抓牢。

为了防止冲击、振动和其他机械应力影响PCB的性能，需要提前进行一些计划，(通常)需要在意外发生时做出一些反应。与物理设计师合作，我们可以解决任何前沿PCB生产中出现的机械问题。模拟和验证将使意外最小化。即使到那时，我们的想法是快速失败，快速恢复，同时保持坚定的态度。