Сгибание и фальцовка печатных плат
Гибкие схемы идеально подходят для многих современных потребностей электроники. Она легкая, компактная и, при правильном проектировании, чрезвычайно прочная. Однако, поскольку гибкая схема изгибается, к ней предъявляются особые требования, отличные от требований к традиционным жестким схемам. Материалы, архитектура схемы, размещение элементов и количество слоев в схеме должны быть учтены в процессе проектирования. Также необходимо учитывать степень изгиба схемы, насколько плотным будет изгиб, как будет формироваться изгиб и как часто схема будет изгибаться. Тщательно определив приоритеты применения и проектирования и признав уникальные требования, предъявляемые к гибким схемам, разработчик может работать в рамках этих требований, чтобы полностью реализовать потенциал технологии.
Расчет длины гибкой печатной платы
Самый часто задаваемый вопрос, который мы получаем в отношении гибких схем, - "насколько сильно я могу согнуть гибкую схему?". Стандартный ответ IPC - в 10 раз больше толщины материала. В стандарте IPC-2223 есть раздел, содержащий разумную информацию о расчетах радиуса изгиба. Но есть и другие факторы, которые необходимо учитывать при проектировании гибких цепей для обеспечения высокой надежности.
При коротких гибких участках четыре склеенных гибких слоя легче сгибать, чем 2+2 гибких слоя с воздушным зазором.
На характеристики цепи при изгибе может влиять множество факторов. К ним относятся:
-
Чем ближе нейтральная ось изгиба к центру стопки материалов схемы, тем более равномерно распределяются усилия между другими слоями схемы при ее изгибе.
-
Угол изгиба - чем меньше изгиб цепи, тем меньше риск повреждения
-
Толщина контура - меньшая толщина снижает риск повреждения при изгибе
-
Радиус изгиба - больший радиус помогает снизить риск повреждения
-
Частота сгибания - конструкция, которая может быть неприемлемой для динамического применения, в котором цепь будет регулярно сгибаться, может быть приемлемой в цепи, предназначенной для сгибания только один раз при монтаже.
-
Материалы - правильный выбор материалов с учетом их способности выдерживать изгиб и того, как они передают эти усилия на другие слои в зоне изгиба, улучшит эксплуатационные характеристики.
-
Конструкция - конструкторам следует избегать размещения в зоне изгиба или рядом с ней элементов, которые особенно уязвимы к силам, возникающим в зоне изгиба, или которые могут ослабить окружающую структуру цепи при изгибе
Мы провели моделирование производственных затрат с использованием реальных схем с жесткой гибкой конструкцией и сравнительного аналога с жесткой кабельно-жесткой. Компонентные КД для сравнения отличались только кабелем и разъемами, необходимыми для негибкой версии. Для нашего моделирования традиционная конструкция состоит из четырехслойных плат, между которыми используется гибкий кабель и разъемы, а конструкция жестко-гибкой схемы представляет собой четырехслойную печатную плату с двумя внутренними гибкими слоями. Стоимость производства для обеих конструкций основана на реальных расценках изготовителей печатных плат и включает стоимость сборки.
УМЕНЬШИТЬ ОБЩУЮ ТОЛЩИНУ ГИБКОЙ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ В ЗОНЕ ИЗГИБА
-
Уменьшите массу меди основания (и соответствующую толщину клея) или уменьшите толщину диэлектрика.
-
Используйте бесклеевые базовые материалы. Бесклеевые материалы обычно уменьшают начальную толщину каждой основы на 12-25 мм (0,0005-0,0010 дюйма) по сравнению с основами на клеевой основе.
-
Исключите нанесение медного покрытия на проводники в области изгиба (динамическая область), используя селективное (только нанесение накладки/ только нанесение на кнопку), что позволит увеличить гибкость схемы.
Поскольку стандарты IPC написаны консервативно и учитывают множество факторов, которые могут повлиять на устойчивость схемы, можно безопасно достичь более низких, чем стандартные, коэффициентов изгиба. Однако из-за большого количества факторов, которые могут повлиять на производительность при меньших, чем рекомендовано, коэффициентах изгиба, настоятельно рекомендуется, чтобы при разработке таких конструкций проектировщики сотрудничали с опытным производителем гибких цепей.
