Гибкая схема несёт тот же проводник, что жёсткая плата, но на основании, которое гнётся — полиимид, Kapton или PET, достаточно тонкий, чтобы сложиться в то пространство, которое в изделии уже есть. Это заменяет жгут проводов, разъёмы на его концах и время сборки, которое идёт с ними обоими; именно поэтому телефоны, камеры, носимые устройства и медицинские конструкции строятся на гибких платах.
Что заменяет гибкая схема
- Кабельные и разъёмные сборки — одна плоская схема заменяет жгут и два ответных разъёма, убирая соединения, которые в подвижном изделии отказывают первыми.
- Объём и вес — основание 12,5–50 µm с защитной плёнкой 12–25 µm весит долю от эквивалентного круглого кабеля и занимает не больше места, чем собственная толщина.
- Время сборки — гибкая плата ставится и паяется как любой другой компонент, поэтому собранная секция, которую раньше соединяли вручную, приходит одним изделием.
- Свобода геометрии — схему можно развести в трёх измерениях, сложить и приклеить к корпусу самоклеящимся слоем.
Материалы и усилители
PI, PET и Kapton закрывают большую часть работ и склеиваются с FR-4 там, где секция должна быть жёсткой. Когда разъёму или компоненту нужна плоская поверхность, на панель наносится усилитель из PI, PET, FR-4 или нержавеющей стали, а его толщина выбирается вместе с клеящей системой, чтобы готовое изделие не скручивалось. Медь идёт от 0,5 до 2 oz, а финиш — ENIG, иммерсионное олово, OSP или карбоновая краска.
Когда гибкая схема — правильный выбор
Гибкая схема оправдана, когда соединение должно двигаться или когда в корпусе не остаётся места ни плате, ни разъёму, ни воздушному промежутку между ними. Для сборки, которая никогда не движется, это неподходящий инструмент: жёсткая плата FR-4 с одним разъёмом жёстче, проще в доработке и дешевле в расчёте на изделие, а короткую силовую линию по-прежнему лучше вести жгутом, чем схемой, сложенной по месту и подогнанной под рельеф корпуса.
Три конструкции отвечают на разные вопросы. Простая гибкая схема закрывает один подвижный стык; гибкая схема с усилителями закрывает стык, который заканчивается разъёмом или несёт несколько компонентов; жёстко-гибкое изделие выбирают, когда один номер детали должен держать мелкошаговые компоненты на участке, который изгибаться не может. Если зона изгиба и компоненты разнесены, две детали, соединённые разъёмом, обычно стоят меньше, чем одно жёстко-гибкое изделие.
Цена следует за площадью панели и числом слоёв, а не за формой контура, поэтому короткая схема, которая складывается один раз внутри небольшой панели, дешевле длинной, змеящейся по корпусу — и это решение принимается на этапе трассировки, до запроса сметы: пересматривать топологию задним числом дороже самой панели.
Правила проектирования, определяющие выход годного
Минимальная ширина и зазор — 0,002″ (3 mil), минимальное отверстие — 0,006″; это тоньше, чем нужно большинству конструкций на кабелях, но выживает гибкая плата или нет — решает зона изгиба. Проводники пересекают сгиб под прямым углом, а не идут вдоль него, металлизация не заходит в зону изгиба, окна защитной плёнки размещаются вдали от сгиба, а минимальный радиус изгиба согласуется в DFM, чтобы медь не сжималась сверх предела. Импеданс удерживается в ±10 % там, где проект с контролируемым импедансом, а HDI или гибко-жёсткие конструкции применяются, когда та же схема должна нести компоненты с мелким шагом.
Где гибкая схема отказывает в работе
Большинство возвратов по гибким схемам сводится к четырём точкам, и каждая закрывается в чертеже или в технологической карте, а не более пристальным контролем в конце линии:
- Усталость меди на изгибе — проводник, который многократно изгибается, наклёпывается и трескается по краю дорожки, поэтому динамический изгиб задают на вальцованно-отожжённой меди, а радиус изгиба согласуют на DFM.
- Отслоение защитной плёнки по краю окна — клей течёт при ламинировании, поэтому окна и края усилителей размещают в стороне от изгиба, а перекрытие защитной плёнки прописывают в чертеже, а не решают на линии.
- Отрыв контактной площадки разъёма после сочленения — усилитель должен выходить за ряд площадок, а его толщина согласуется с чертежом разъёма; короткий усилитель проходит первый образец и отказывает в эксплуатации.
- Вспучивание после оплавления — полиимид набирает влагу, поэтому панели просушивают перед сборкой и держат сухими до старта профиля, а профиль оплавления настраивают под тонкое изделие с малой тепловой массой.
Где применяются гибкие схемы
Мобильные и носимые устройства, модули камер и батарей, датчики и мониторинговые наклейки медицинского оборудования, принтеры и подвижные головки в промышленной автоматике, а также антенные и ВЧ-секции оборудования телекоммуникаций. Там, где для разъёма или процессора нужна жёсткая секция, гибко-жёсткая плата объединяет обе половины в одном изделии.
Как получить смету
Отправьте комплект Gerber с числом слоёв, базовым материалом, весом меди, размером усилителя и радиусом изгиба, который изделие должно выдерживать. Монтаж идёт на той же площадке, поэтому полностью собранная гибкая плата считается одним заказом; технологические пределы собраны на странице возможностей, а выданные сертификаты — на странице сертификатов.
Гибкие схемы, которые продолжаются в монтаж, считаются вместе с изготовлением, закупкой компонентов и сборкой блоков на странице монтаж печатных плат в Китае.
