ОГЛЯД НАПІВГНУЧКИХ ДРУКОВАНИХ ПЛАТ

07.10.2022 |
98

Використання напівгнучкої друкованої плати може заощадити бюджет проекту, де вимоги до простору відіграють ключову роль.

Гнучкі друковані плати дозволяють розміщувати велику кількість компонентів у відносно невеликих просторах. Вони також пропонують дизайнерам та інженерам більшу свободу, уникаючи того, щоб дизайн усього продукту підпорядковувався вимогам до простору жорсткої друкованої плати. Вибираючи друковані плати, які можна згинати під час складання в пристрій, інженери мають вибір між гнучкими або напівгнучкими платами. Нижче наведено основний огляд відмінностей між двома типами друкованих плат і приклади їх застосування в сучасних пристроях.

Чим відрізняється напівгнучка друкована плата від гнучкої?

Основна технологічна відмінність гнучкої друкованої плати від напівгнучкої полягає в тому, що гнучка плата повністю побудована на основі гнучкої полімерної плівки. Струмопровідні доріжки побудовані на плівці, і покриті тонким шаром покриття для захисту схеми. Конструкція на основі плівки робить всю плату гнучкою, що дозволяє легко її згинати без пошкоджень.

Натомість напівгнучку друковану плату можна згинати лише в деяких спеціально відведених місцях. У результаті друкована плата буде згинатися лише заздалегідь визначеними способами та в певних точках. На малюнку нижче показано концепцію напівгнучкої друкованої плати.




Мал. 1 Мікророзріз напівгнучкої друкованої плати © Grupa NCAB

За винятком гнучких областей, напівгнучка друкована плата є жорсткою і нагадує традиційну друковану плату. Це пояснюється тим, що напівгнучкі вставки виготовляються з використанням «контрольованої глибини фрезерування» або іншими словами «фрезеруванням» матеріалу FR4 на друкованій платі, доки він не стане тонким і гнучким. Потім гнучка частина піддається обробці проти зламів, що дозволяє їй більш-менш вільно згинатися. На мал.1 показано зображення мікророзрізу напівгнучкої друкованої плати.

Напівгнучкі друковані плати також можна виготовляти з використанням ламінату з тонким ізолюючим шаром. Ламінати завтовшки 0,127 мкм використовуються для статичної гнучкості. Щоб запобігти розтріскуванням і забезпечити більше циклів вигину, рекомендується використовувати мідну фольгу RA.
З точки зору дизайну, одна з найважливіших відмінностей між напівгнучкою та гнучкою платою полягає в тому, що напівгнучка плата може згинатися лише обмежену кількість разів і при багаторазовому згинанні ламається. А звичайні гнучкі друковані плати можна багаторазово згинати без пошкоджень. Через це напівгнучкі друковані плати найкраще використовувати у виробах, в яких необхідно зігнути плату перед встановленням. Однак більшість напівгнучких плат можна згинати декілька разів, дозволяючи як установку, так і подальше технічне обслуговування з мінімальним ризиком пошкодження, якщо немає надто багато циклів згинання та розгинання.

Переваги напівгнучких плат

З точки зору дизайну, напівгнучкі друковані плати мають кілька переваг. Перш за все, напівгнучка друкована плата може економити простір подібно до гнучкої. Здатність згинатися під час збірки дозволяє змонтувати відносно велику плату в невеликому обмеженому просторі. При правильному проектуванні та виготовленні напівгнучка плата також досить надійна.

Напівгнучкі друковані плати також надають значну економію в порівнянні з гнучкими платами через їх нижчу собівартість. Це пояснюється тим, що гнучка частина плати отримана зменшенням товщини матеріалу FR4 шляхом контрольованого фрезерування. Для порівняння, для досягнення більшої гнучкості гнучкі друковані плати використовують набагато дорожчу поліамідну основу. Хоча все ще існують ситуації, коли для контролю витрат потрібно більше циклів згинання, найкраще використовувати напівгнучкі друковані плати, де це можливо.

Загальні принципи проектування напівгнучких друкованих плат

Мабуть, найважливіша з цих вказівок полягає в тому, що, хоча гнучка частина пластини може рухатися вздовж площини X або Y, вона завжди повинна рухатися лише в одному напрямку. Хоча можна сконструювати пластини з гнучкими областями в напрямках X і Y, через необхідність додаткових етапів виробництва вартість їх виробництва буде вищою.

При проектуванні напівгнучкої друкованої плати також важливе розташування отворів для компонентів. Рекомендується залишати принаймні один міліметр простору між отворами для компонентів на друкованій платі та гнучкою частиною плати.

Нарешті, дизайнери повинні спланувати свої макети так, щоб можна було створити гнучку область за один прохід фрези. Виконання кількох проходів може створити слабкі місця, які стануть проблематичними під час згинання друкованої плати для встановлення чи подальшого обслуговування.

Коли використовувати напівгнучку плату?

Напівгнучкі друковані плати добре підходять для застосувань, де плату потрібно лише зігнути, щоб встановити у пристрій, та у майбутньому для обслуговування. Гнучкість також робить напівгнучкі друковані плати хорошим вибором для обмежених по простору застосувань. Однак, якщо зігнута ділянка друкованої плати буде піддаватися динамічним навантаженням, то краще вибрати гнучку друковану плату.

Напівгнучкі друковані плати можна знайти в багатьох сферах застосування: автомобілебудуванні, промисловому обладнанні та навіть у малих пристроях. Багато факторів впливають на вибір між жорсткими, гнучкими та напівгнучкими друкованими платами. Ці фактори включають доступний простір, вимоги до напруги, теплові властивості та бюджет. Вибір правильного типу друкованої плати має вирішальне значення для успішного проектування та виробництва електронних пристроїв.

За матеріалами сайту https://tek.info.pl