Гибко-жесткие ПП
Все труднее уместить все в коробке; это также становится все более дорогостоящим. Одним из решений, обещающих помочь разработчикам справиться с ограничениями по размерам, является технология жестко-гибких печатных плат, но большинство проектных групп стараются избегать использования жестко-гибких печатных плат, когда речь идет о стоимости продукции. Но действительно ли это так дорого, как мы думаем?
Для начала рассмотрим стоимость традиционной сборки печатной платы с жестким кабелем и сборки на основе жестко-гибкой технологии. Первая конструкция хорошо подходит для краткосрочных проектов; однако она требует наличия разъемов на каждой плате и межсоединений, что увеличивает стоимость ПП. Кроме того, конструкция "жесткий-кабель-жесткий" подвержена "холодным соединениям" и снижению срока службы. В отличие от них, жестко-гибкие схемы исключают такие соединения, что делает их гораздо более надежными и способными обеспечить более высокое качество и долговечность продукции. Таким образом, хотя технология жестко-гибких цепей, конечно, не нова, различные соображения теперь делают ее гораздо более жизнеспособной - не в последнюю очередь это касается стоимости.
Моделирование стоимости жесткой гибкой печатной платы
Жесткогибкие печатные платы представляют собой комбинацию гибкой и жесткой подложек, ламинированных в единый пакет. Жесткогибкие печатные платы используются в военной и аэрокосмической промышленности уже более 20 лет. Благодаря тому, что жестко-гибкие печатные платы позволяют разработчикам заменить несколько печатных плат, соединенных разъемами, проводами и ленточными кабелями, одним корпусом, обеспечивающим улучшенные характеристики и надежность. В последние несколько лет жестко-гибкие печатные платы успешно используются для применения в мобильных телефонах и потребительских товарах.
В этом графике затрат, сгенерированном с помощью расценок, сравнивается жестко-гибкая конструкция с жестко-кабельно-жесткой сборкой.
В некоторых конструкциях жестко-гибкие печатные платы не будут жизнеспособной альтернативой, и вы должны приложить все усилия, чтобы определить точку безубыточности, где затраты примерно равны.
Такое ценовое моделирование может быть выполнено путем рассмотрения общих указанных затрат на изготовление и сборку. Стоимость печатных плат может быть определена до этапа проектирования, если параметры проектирования хорошо понятны (например, стек слоев, предполагаемое количество транзитов, соотношение дорожек и пространства и т.д.).
Высокое количество слоев является более сложным, но позволяет создавать высокопроизводительные и высоконадежные печатные платы. Их преимущества заключаются в снижении эмиссии, повышении помехоустойчивости и улучшении качества сигнала для высокоскоростных серверов, сетевых систем и оборудования базовых станций телекоммуникаций, что обеспечивает долговременную надежность инфраструктуры.
Производитель жестко-гибких печатных плат
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.
Найдите точку безубыточности
Когда объем проекта, изображенного на рисунке выше, достигает 100 единиц, жестко-гибкая схема становится более экономически выгодным вариантом по сравнению с традиционным подходом к проектированию. Ключевая причина такой экономии заключается в том, что в жестко-гибких схемах не используются разъемы/кабели и не требуется сборка разъемов. Кроме того, они отличаются повышенной надежностью и производительностью. Но это только вершина айсберга.
Существует множество веских причин для использования жесткогибких схем. Они легкие, компактные, прочные и устойчивые, и идеально подходят для современной более компактной и портативной электроники. Они идеально подходят для разработки новых изделий, но могут быть использованы и для замены традиционных жгутов проводов и печатных плат. Но чтобы полностью реализовать их потенциал, разработчики должны учитывать уникальные требования к этим схемам и материалам, из которых они изготовлены. Важно понимать, что, хотя материалы, из которых состоит жестко-гибкая схема, могут быть гибкими по отдельности, их характеристики в готовой схеме в значительной степени зависят от конструкции схемы.
Поскольку жестко-гибкие схемы не требуют монтажа кабелей, общая трудоемкость монтажа снижается, как и сложность тестирования, что снижает стоимость.
Кроме того, необходимо закупать меньше компонентов, что снижает риск цепочки поставок. Жесткогибкие печатные платы могут быть разработаны таким образом, чтобы сделать обслуживание продукта более удобным и, следовательно, более экономически эффективным в течение всего жизненного цикла продукта.
Каждая жесткогибкая схема имеет нейтральную ось изгиба. Эта плоскость, идеально расположенная в центральной плоскости стопки материалов, не испытывает, по крайней мере теоретически, никаких сил сжатия или растяжения при изгибе схемы. Однако по направлению к внешней стороне изгиба внешние слои испытывают возрастающее напряжение, которое может привести к разрыву или растрескиванию материалов. Это может привести к немедленному отказу схемы или, что потенциально хуже, к волосяным разрывам, которые выйдут из строя после ввода схемы в эксплуатацию. По направлению к внутренней стороне изгиба слои подвергаются все большему сжатию. Это может привести к сморщиванию или расслаиванию слоев, что также является потенциальной причиной немедленного или окончательного отказа. Тщательное проектирование может помочь предотвратить эти проблемы.
