便携带来的产品设计挑战
与固定安装的设备不同,便携式电子设备在产品设计上要更符合人体工程学,外观结构设计带动装配复杂度不断提升。
便携式电子设备会经历较大的物理冲击、温度波动、湿度变化、太阳辐射等一系列的物理环境的不断变化,对于电路连接的紧固性,元器件的可靠性与外观结构件的密封性,耐久性都提出了更高的要求。不同于固定安装设备基本上处于可控的电磁环境,便携式电子设备可能被携带到各种复杂的电磁环境中,因而产品必须符合较高的电磁兼容标准,同时具备较强的抗电磁干扰的能力。
使用刚挠板设计的电子设备
刚挠板让VR/AR设备,更轻巧,装配可靠性更高
通过使用刚挠板进行一体化设计,能够大幅降低组装的工作量,彻底解决使用连接器时装备错误问题。同时对于消费者来讲,产品会变得更轻,长时间使用后也不会出现连接器松动导致的设备故障。
刚挠板让工业相机/摄像头,信号传输更快更稳定
图像传感器与ISP(图像信号处理器)之间需要在短时间内进行大量的数据传输,因而两者之间的信号传输速率十分高。通过使用刚挠板进行设计,信号的传输无需经过连接器,阻抗不连续的问题变得更加可控,从而达到信号完整性的要求。
刚挠板让车载激光雷达,不惧各种物理环境的挑战
众所周知,汽车使用的电子元器件都是车规级的。汽车会行驶在夏季炎热的吐鲁番,也会行驶在冬季寒冷的黑河。温度的冲击变换,会造成材料的热胀冷缩,经过多次冷热冲击,连接器可能会出现松动。同时汽车行驶过程中,会带来各种频率的振动传导到各个部分,车载电子设备也要满足冲击振动的要求。
激光雷达做为汽车的安全件,在可靠性和耐久性方面有更高的要求,以法雷奥第三代Scala激光雷达为例,在主板和激光发生器等部分都使用了刚挠板进行设计。
Scala激光雷达拆解后主要部件
Scala激光雷达主板
Scala激光发生器板
刚挠板的优点
无需连接器,产品设计可以更小巧更轻
使用刚挠板进行产品设计时,对于连接器的需求会减少,在某些情况下甚至可以不用连接器。柔性区域材料的重量只有同等尺寸硬板材料的10%左右,可以大幅减轻产品的重量。同时刚挠板可以弯曲、折叠的优势,让其在有限空间安装时具备其他类型PCB无法比拟的优势。
更高的可靠性
电子设备中,很大一部分故障都是由于电路之间互连出现问题导致的。在医疗、汽车、军事等行业,产品经常经受振动或者跌落的考验,刚挠板提供了更高的抗冲击能力和振动可靠性。同时由于产品互连点的减少带来的产品故障率的大幅降低,提升产品品质的同时也降低了产品售后的压力。
更高的环境耐受力
刚挠结合板具有良好的耐腐蚀性、耐化学性和抗紫外线能力。在散热方面,与使用连接器的设计相比,刚挠板可以直接延伸PCB的铜面积,扩大PCB的散热面积,减小热阻,让产品工作时产生的热量更快扩散出去。
信号完整性与EMC
刚挠板的信号传输无需经过连接器和线缆,在有阻抗要求的高速信号进行传输时,信号的完整性更有保证。同时在柔性区域可以进行良好的屏蔽设计,避免出现在使用线缆时经常出现的屏蔽接触不良的问题,能够最大限度降低产品本身的EMI辐射和外界RF的干扰。
综合成本优势
刚挠板可以直接省去连接器和线缆的成本,在产品生产过程中,通过使用刚挠板,减少了很多个线缆插接的工序,降低了安装出错概率的同时,大大提高了生产效率。