Знаете ли вы, что такое жёстко-гибкая печатная плата?
В этой статье мы расскажем, что представляет собой жёстко-гибкая плата, в каких изделиях она применяется и какими особенностями обладает.
Какие преимущества у жёстко-гибкой платы (Rigid-flex Board)?
Жёстко-гибкая печатная плата (Rigid-flex Board) — инновационное изделие, объединяющее гибкую печатную плату (FPC) и жёсткую печатную плату (PCB). Её появление и развитие обусловлены стремлением снизить производственные затраты и повысить эксплуатационные характеристики. Технология сочетает способность гибкой платы к изгибу со стабильностью жёсткой платы: посредством прессования и других технологических операций, выполняемых в соответствии с требованиями процесса, обе части идеально объединяются. Далее мы подробнее рассмотрим определение, области применения и преимущества жёстко-гибких плат.
Что такое жёстко-гибкая плата (Rigid-flex Board)?
Жёстко-гибкие платы применяются главным образом как замена жёстких печатных плат. Их преимущества — общие глухие и скрытые переходные отверстия, а также возможность более плотной трассировки. Такая конструкция сочетает свойства жёсткой платы с достоинствами гибкой платы: малым весом, малой толщиной и долговечностью. Между двумя жёсткими платами гибкая плата соединяется и спрессовывается с ними, образуя единую печатную плату — так называемую жёстко-гибкую плату.
Схема слоёв жёстко-гибкой платы — соединение с FPC
Экранирование EMI: лента (плоская), EMI-резина (объёмная)
Двойной эффект экранирования EMI при более высокой стоимости
Схема слоёв жёстко-гибкой платы — паяльная маска
Ad SUS для уменьшения ширины, клей Ad (фиксация SUS), SUS повышает жёсткость гибкого участка
- Традиционная конструкция: гибкая и жёсткая платы обычно соединяются с помощью разъёма (connector) либо методом горячей пайки прессованием (HotBar), при этом гибкая плата связывает две жёсткие платы.
- Конструкция жёстко-гибкой платы: сигнал передаётся по схеме жёсткая → гибкая → жёсткая плата. Длина передачи сокращается, скорость возрастает, что позволяет эффективно повысить надёжность.
Технологический процесс производства жёстко-гибких плат (Rigid-flex Board)
Поскольку жёстко-гибкая плата представляет собой сочетание FPC и PCB, для её изготовления требуется оборудование как для производства FPC, так и для производства PCB. Сначала инженеры-электронщики разрабатывают схему и контур изделия в соответствии с требованиями, после чего документация передаётся на завод, способный изготавливать жёстко-гибкие платы. Инженеры CAM обрабатывают и планируют соответствующие файлы, затем линия FPC изготавливает необходимые гибкие платы, а линия PCB — жёсткие. После их изготовления FPC и PCB бесшовно спрессовываются на прессе согласно требованиям проекта, и после ряда операций получается готовая жёстко-гибкая плата.
Это очень важный этап: жёстко-гибкие платы сложны в изготовлении и имеют множество тонкостей, поэтому перед отгрузкой, как правило, проводится сплошной контроль — стоимость изделий сравнительно высока, и такой контроль позволяет избежать потерь для обеих сторон.
Схема технологического процесса производства жёстко-гибких плат
Какие преимущества даёт применение жёстко-гибкой платы (Rigid-flex Board)?
После описания процесса проектирования рассмотрим преимущества применения жёстко-гибких плат (Rigid-flex Board):
- Стойкость к сильным ударам и вибрации: гибкость жёстко-гибкой платы позволяет поглощать удары и вибрацию, что подходит для применений с высокими требованиями к долговечности.
- Снижение массы и повышение надёжности изделия: сочетание гибкой и жёсткой плат делает изделие легче и одновременно сокращает длину передачи сигнала, повышая надёжность оборудования.
- Точная плотность и свобода геометрии корпуса: гибкая плата обеспечивает свободу компоновки, сохраняя при этом точность и воспроизводимость печатного монтажа.
- Механическая устойчивость: жёсткая плата обеспечивает стабильность, а гибкость гибкой платы позволяет более свободно выполнять монтаж в ограниченном пространстве и уменьшает число соединительных элементов.
- Снижение затрат и экономия места: по сравнению с обычным процессом монтажа PCB усовершенствованный процесс изготовления жёстко-гибких плат позволяет сократить затраты на ручную сборку и установку компонентов, а также сэкономить место.
- Прочие преимущества: гибкость конструктивных решений, высокая плотность монтажа, хороший теплоотвод, стойкость к химическим веществам, излучению и ультрафиолету.
Изделия, в которых применяются жёстко-гибкие платы (Rigid-flex Board)
Жёстко-гибкие платы широко применяются во многих отраслях, а в условиях сочетания с технологией HDI и перехода к высокочастотным сигналам сфера их применения становится всё более разнообразной. Традиционно гибкие и жёсткие платы соединялись с помощью разъёмов (connector) или горячей пайки прессованием (HotBar), когда гибкая плата связывала две жёсткие платы.
Применение жёстко-гибких плат даёт целый ряд преимуществ: экономия места на плате, отсутствие необходимости в разъёмах или горячей пайке прессованием, упрощение сборки изделия. Несмотря на более высокую стоимость, такие платы чрезвычайно универсальны, могут изготавливаться под конкретные требования и поддерживают высокоскоростные конструктивные решения, поэтому особенно востребованы в промышленных применениях. Помимо военной сферы, благодаря малому весу они широко используются в авиации и медицинском оборудовании.
Ниже приведены примеры изделий, в которых сегодня применяются жёстко-гибкие платы:
- Мобильные телефоны
- Ноутбуки
- Компьютерные томографы
- Умные носимые устройства
- Выпрямители
- Датчики ABS
- Цифровые фотоаппараты
- Серверы
- Интерфейсы USB и Ethernet
- Сканеры штрихкодов
C.C.P. предлагает жёстко-гибкие платы (Rigid-Flex Board) и целый ряд других технологий — печатные платы для коммерческих применений, для применений с высокими требованиями к надёжности и по военным спецификациям. Качество продукции подтверждено сертификатами ISO 9001, ISO 13485, ISO 14001, ISO/TS 16949 и QC 080000.
Если вам нужна более подробная информация, пожалуйста, свяжитесь с нами напрямую.
Подробнее о жёстко-гибких платах (Rigid-flex Board)
