Сравнение не является прямым сравнением
Жесткая плата — это конструкция. Гибкая печатная плата — это подвижная часть. Сравнивать их надежность, не указывая характер движения, — все равно что сравнивать кронштейн с шарниром.
Используемая в качестве статического изгиба — сформированного один раз во время сборки и зафиксированного на месте — гибкая печатная плата чрезвычайно надежна: нет разъема, который мог бы ослабнуть, нет провода, подверженного усталости, а проводник заключен между полиимидом и защитной пленкой. Отказы, которые преследуют кабельные сборки в месте обжима, просто отсутствуют.
При использовании в качестве динамического шарнира надежность становится расчетным параметром: радиус изгиба, толщина меди, положение меди относительно нейтральной оси и количество необходимых циклов.
Четыре режима отказов
Усталость проводника. Медь трескается на внешней стороне крутого изгиба после многократного изгиба. Это зависит от амплитуды деформации, а амплитуда деформации определяется радиусом и расстоянием меди от нейтральной оси.
Расслоение покрытия или клея. Тепло, влага и изгиб вместе разрушают соединение, обычно начиная с края или окна.
Растрескивание в форме бочки. Металлизированное сквозное отверстие внутри зоны изгиба представляет собой жесткую трубку в движущейся пленке; оно трескается в месте соединения бочки и контактной площадки.
Отслоение контактной площадки. Паяное соединение вблизи изгиба концентрирует напряжение на краю контактной площадки до тех пор, пока медь не отслоится от пленки.
Ни один из этих дефектов не является дефектом материала. Каждый из них виден при проверке проекта, и каждый из них дешевле исправить на этапе компоновки, чем в возвращенной партии.
Статические и динамические параметры — это разные спецификации
Для изгиба, сформированного один раз, рабочее правило — радиус не менее чем в десять раз превышающий толщину изгиба, при этом медь должна быть сбалансирована, и в изгибе не должно быть отверстий. Для изгиба, который смещается в процессе эксплуатации, этого запаса явно недостаточно — радиус увеличивается примерно на порядок, медь истончается, и конструкция может измениться на один проводящий слой в зоне изгиба.
Далее следует квалификация, включающая испытание на цикличность изгиба с радиусом и ходом, используемыми в изделии, термическое циклирование в процессе сборки, а также визуальный и размерный контроль на соответствие классу приемки, указанному на чертеже. Жесткие платы соответствуют стандартам IPC-6012B и IPC-A-600H; гибкие аналоги соответствуют стандарту IPC-6013, и класс должен быть указан на чертеже, а не предполагаться.
Что необходимо указать
Укажите, является ли изгиб статическим или динамическим, радиус, угол сгиба, количество циклов при движении и температурный диапазон. Эти пять параметров определяют структуру слоев, плотность меди и план испытаний — и именно поэтому две гибкие платы, которые выглядят идентично на чертеже Gerber, могут иметь совершенно разный срок службы.
Диапазоны подложки и меди указаны на странице «Гибкие печатные платы (FPC)» и на странице возможностей; правила компоновки, обеспечивающие долговечность изгибов, изложены в заметке об отказах гибких плат.
