Розглянуто 5 найважливіших причин використовувати ребра жорсткості на гнучких друкованих платах.
Малюнок 1. Приклад гнучкої друкованої плати з ребрами жорсткості.
У випадку гнучкої друкованої плати ребро жорсткості можна визначити як шматок матеріалу, прикріплений до гнучкої друкованої плати, який посилює одну з її зон. Хоча сам елемент жорсткості не виконує жодних електричних функцій, він забезпечує жорсткість більшості гнучких друкованих плат, які використовуються сьогодні. Частина плати стає жорсткішою з багатьох причин, починаючи з відповідності вимогам до монтажу щодо її товщини, створення стабільної та рівної поверхні плати та забезпечення кращого маніпулювання друкованою платою.
Відповідність вимогам до монтажної товщини
Загальною рисою гнучких і жорстких друкованих плат є те, що зазвичай потрібно підтримувати певну товщину плати, щоб відповідати вимогам монтажу. Отримання постійної товщини призначене для забезпечення можливості монтажу в певній зоні та необхідно для підтримки повторюваності та використання однакових компонентів (прикладом можуть бути монтажні гвинти однакової товщини). У випадку гнучких схем їх відносно невелика товщина, продиктована вимогами збереження гнучкості, іноді ускладнює їх установку в корпусі. Щоб уникнути цієї проблеми, додається елемент жорсткості, щоб створити більш товсту зону плати без втрати гнучкості.
Іншою поширеною причиною використання елементів жорсткості є відповідність вимогам до товщини друкованої плати, які включають, наприклад, роз’єми з нульовою вставною силою (zero insertion force, ZIF). Ці види з’єднань вимагають певної товщини, щоб забезпечити правильне кріплення елемента до плати. Щоразу, коли використовується з’єднувач ZIF, поліімідний елемент жорсткості компенсує різницю між товщиною друкованої плати та товщиною, яка вимагається специфікацією ZIF.
Створення стійкої та рівної ділянки
Хоча гнучкість друкованої плати, як правило, є ключовою перевагою, вона також може створити значні проблеми. Наприклад, якщо друковану плату встановлювати вільно, певні ділянки друкованої плати сильно згинаються й, наприклад, контактуватимуть з іншими компонентами пристрою. Завдяки ребрам жорсткості цей прогин значно зменшується, що дозволяє платі вільно звисати. Це вкрай нішевий корпус, але таке рішення дозволить використовувати гнучку схему і в той же час не дасть накладним елементам торкатися інших елементів у разі прогину плати. Розміщуючи ребро жорсткості на платі, ця зона змушена залишатися рівною, таким чином створюючи стабільність і різко зменшуючи точку руйнування.
Краща керованість
Цей момент майже повністю очевидний – загальновідомо, що працювати з гнучкою схемою складно. Від виробництва до складання, встановлення та повсякденного використання гнучка схема має багато шансів розірватися або порватися.
Малюнок 2. Гнучка друкована плата з ребрами жорсткості, які використовуються для підтримки та зручності використання під час монтажу.
Завдяки додаванню елемента жорсткості плата стає легшою для використання та запобігає пошкодженню, пов’язаному з неправильним поводженням. Чим тонша плата, тим легше її пошкодити, тому ребра жорсткості набагато важливіші для меншої товщини.
Жорсткість покритих ділянок
Як правило, більшість гнучких друкованих плат мають покриття, виготовлене за допомогою методу «покриття контактних площадок» (pad plating), при якому покриваються лише наскрізні та прохідні отвори поруч із контактними площадками з обох боків. Незважаючи на те, що це ефективний метод покриття гнучких плат, він може створити ризик періодичних розривів, якщо отвори знаходяться в зоні, що піддається згину. Це пояснюється тим, що мідь з покриттям непридатна для згинання: орієнтація мідних волокон робить її більш крихкою, ніж типова катана мідь, яка використовується в інших областях гнучкої друкованої плати.
Як наслідок, у цих зонах використовуються ребра жорсткості, щоб зміцнити пластинчасті отвори та запобігти вигину області, що, у свою чергу, запобігає розтріскування обробки отвору під час згинання, що є безпосередньою причиною зазорів.
Малюнок 3. Посилення гнучкої друкованої плати в області, що містить отвір.
Підтримка компонентів
Відповідно до стандарту IPC-2223 для гнучких друкованих плат рекомендується використовувати ребра жорсткості в місцях розміщення компонентів. Для цієї рекомендації є дві причини. Перша з них описана у попередньому абзаці: там, де розміщені компоненти, іноді також є пластинчасті отвори, що виправдовує потребу в ребрах жорсткості. Друга причина пов’язана з тим, що компоненти з’єднуються за допомогою паяних з’єднань. Хоча паяні з’єднання ефективно утримують компоненти, якщо вони згинаються, вони можуть відірвати мідну доріжку від плати, порушити мідний шар або з’єднання, спричинивши незворотне пошкодження плати та зробивши її непридатною для використання.
Висновки
Однією з найбільш важливих частин гнучкої друкованої плати є ребро жорсткості. Без ребра жорсткості багато функцій і застосувань схеми були б сильно обмежені або навіть неможливі. Без ребер жорсткості було б важче встановити компоненти, було б важче працювати з гнучкими ділянками плат, покриті отвори ризикували б зламатися, роз’єми та компоненти ZIF було б важче встановлювати або їх не було б, а в деяких застосуваннях плата була б нестабільною. Але завдяки ребрам жорсткості все це можливо.
За матеріалами сайту https://tek.info.pl
Лайкнути
Твітнути