Какие типы электронных устройств являются частью вашей повседневной жизни? Это могут быть смартфоны, компьютеры, ноутбуки, планшеты, камеры и некоторые другие электронные гаджеты. Общим компонентом, который объединяет эти устройства, является их зависимость от печатных плат (ПП) для функционирования. Среди различных типы печатных плат, Гибкие печатные платы выделяются своими уникальными свойствами и сферами применения. В этом блоге мы подробно рассмотрим гибкие печатные платы от их определения и конструкции до их типов и сфер применения.
Что такое гибкая печатная плата?
Гибкая печатная плата относится к типу печатной платы, которая может изгибаться, скручиваться и принимать различные формы без потери функциональности. Она отличается от традиционной жесткие печатные платы в том, что он использует гибкий полимерный материал, такой как полиимид или полиэстер, в качестве базовой подложки вместо жесткого стекловолокна. Проводящие медные дорожки ламинируются на этот гибкий полимерный базовый слой, создавая тонкую и гибкую печатную плату. Отсутствие жесткого армирования позволяет гибкой печатной плате динамически изгибаться, скручиваться и деформироваться во время работы, что делает ее пригодной для приложений, где пространство ограничено, вес имеет значение или печатная плата должна вписываться в узкие пространства или вокруг изогнутых поверхностей.
Гибкая печатная плата: конструкция и используемые материалы
Гибкая печатная плата в основном состоит из следующих слоев:
- Диэлектрическая гибкая подложка
Основной диэлектрический слой необходим для построения токопроводящих путей. Поэтому выбор подходящего материала для гибкой подложки имеет решающее значение. Распространенные варианты включают полиимид, полиэстер, PTFE, и Жидкокристаллический полимер (ЖКП). Среди них полиимид является наиболее широко используемым гибким материал подложки благодаря своей превосходной прочности, термическим характеристикам и выгодному соотношению цены и производительности.
- Проводящий слой
Проводящие слои состоят из медной фольги или медной оболочки, ламинированной на подложку. Эти слои протравливаются для формирования желаемых рисунков схемы, включая дорожки, контактные площадки и переходные отверстия. Медь является самым популярным материалом для проводящих слоев, поскольку она экономически эффективна. Некоторые другие варианты включают серебряные чернила, константан, углерод, алюминий и инконель.
- Клейкий слой
Он прочно прикрепляет проводящий металл к подложке. Вам придется быть очень разборчивым при выборе клеящих материалов. Существуют различные клеящие материалы для печатных плат, включая эпоксидные, клеи, чувствительные к давлению, и акрил.
- Наложение
Накладка наносится на верхнюю часть гибкой схемы, и ее роль заключается в защите медных дорожек от неблагоприятных факторов, таких как влага, пыль и химические загрязнители. Она может эффективно предотвращать такие проблемы, как короткие замыкания. Материал, из которого изготавливается накладка, обычно представляет собой полиимид, жидкую фотоформируемую паяльную маску или другие диэлектрические материалы.
- ребра жесткости
В определенных ситуациях в определенные области гибкой печатной платы может быть добавлен дополнительный материал для придания жесткости. Цель этого элемента жесткости — придать жесткость и структурную поддержку там, где это требуется. Обычно используемые материалы для придания жесткости включают полиимид с клеевой основой или ламинаты FR-4.
Различные типы гибких печатных плат
На рынке доступны 4 основных типа гибких печатных плат. Вот они:
Односторонняя гибкая схема
Это одна из самых распространенных конструкций схем. Существует несколько причин ее популярности. Например, они самые дешевые. Они содержат высокоэффективные варианты для различных гибких приложений.
Двусторонняя гибкая схема
Это вторая по распространенности конструкция для гибких печатных плат. Она полезна для всех тех приложений, где требуется высокая плотность соединений схем. В отличие от односторонних схем, она состоит из двух металлических слоев, соединенных металлизированным сквозным отверстием. Стандартная двухсторонняя схема содержит последовательные слои клея и покровной пленки с обеих сторон базовой пленки.
Многослойная гибкая печатная плата
Многослойные гибкие схемы состоят из трех или более слоев проводящих материалов, разделенных изолирующими диэлектрическими слоями. Они дороже других типов печатных плат из-за сложности конструкции. Но эти платы предлагают несколько преимуществ по сравнению с их однослойными или двухслойными аналогами, такими как улучшенные электрические характеристики, расширенные функциональные возможности и улучшенная механическая прочность.
гибко-жёсткие Печатные платы
Как следует из названия, это гибридная конфигурация, которая представляет собой комбинацию как жестких, так и гибких печатных плат. Жесткая часть поддерживает все компоненты и укрепляет разъемы. Между тем, гибкая часть обеспечивает все соединение для различных жестких секций. Благодаря своей надежности, прочности и гибкости они популярны в таких областях применения, как военная, аэрокосмическая, автомобильная и коммерческая электроника.
Применение гибких печатных плат
Когда дело доходит до надежности, максимальной адаптивности и гибкости, гибкая печатная плата чрезвычайно полезна. Вот некоторые наиболее важные применения гибких печатных плат:
Гибкие печатные платы в компьютерной электронике
Несколько основных компонентов компьютера полагаются на гибкую схему для правильной работы. Например, чтобы поддерживать высокие скорости, компоненты жестких дисков должны быть гибкими. При использовании жестких дисков в течение длительного периода времени они могут нагреваться. Это означает, что печатные платы должны быть способны выдерживать высокие температуры. Вот где в игру вступают гибкие печатные платы. Подобно компьютерам, вы можете найти гибкие печатные платы в других электронных гаджетах, таких как игровые системы, телевизоры и принтеры.
Гибкие печатные платы в автомобильной электронике
Большинство автомобильных электронных устройств используют гибкие схемы. Например, блоки управления двигателем или компьютеры и контроллеры подушек безопасности используют гибкие печатные платы. Мы также можем найти гибкие печатные платы в системах Dash, антиблокировочных тормозных системах и приборных панелях. Это предпочтение обусловлено уникальной способностью гибких печатных плат принимать форму нестандартных форм и компактных пространств, устраняя необходимость в громоздких кабельных стяжках или разъемах.
Гибкие печатные платы в медицинской сфере
Гибкие печатные платы имеют важное значение в различных медицинских и фармацевтических приложениях. Наиболее популярное применение гибких схем — это проглатываемая камера, обычно известная как PillCam. Эта камера помогает врачам или медицинским работникам иметь точное представление о человеческом теле. Более того, гибкие печатные платы используются для создания реалистичных протезов конечностей. Исследователи внедрили технологию печати схем на гибком и органическом материале. Этот материал намного меньше типичных гибких печатных плат, поэтому он может двигаться естественно, не повреждая.
Преимущества и недостатки гибких печатных плат
Как и все другие типы печатных плат, она также имеет свои плюсы и минусы:
Преимущества гибких печатных плат
Есть несколько плюсов гибких плат по сравнению с обычными электрическими соединениями. Вот некоторые плюсы гибких схем:
- Полностью исключает механические соединения.
- Возможность создания сильного и надежного сигнала.
- Выдерживает очень высокую температуру.
- Благодаря своей гибкости он не ломается, что делает его надежным.
- Его можно легко согнуть и сложить, в результате чего он станет меньше по размеру.
- Из-за своих небольших размеров он занимает очень небольшую площадь.
- Гибкие схемы легкие.
Недостатки гибких печатных плат
У этой платы есть несколько недостатков. Вот некоторые недостатки гибких схем:
- Несмотря на свою долговечность, первоначальная стоимость такой печатной платы довольно высока.
- После завершения разработки этой печатной платы крайне сложно вносить какие-либо изменения.
- Для его переделки и пайки требуется профессиональная команда инженеров.
Когда использовать гибкую печатную плату?
Гибкие печатные платы состоят из полиимида или чего-то подобного. Они могут выдерживать экстремальные температуры даже между 200 и 400 °C. Поэтому важно использовать гибкую схему при разработке высокотемпературных и плотностных приложений. Например, измерения в скважинах в различных газовых и нефтяных отраслях промышленности имеют хорошее применение. Кроме того, они способны выдерживать высокие температуры и обладают высокой устойчивостью к химикатам, радиации и воздействию ультрафиолета. Поэтому они чрезвычайно полезны для всех подобных приложений, связанных с химикатами и т. д.
Почему бы не использовать исключительно гибкие печатные платы?
Несмотря на многочисленные преимущества, предлагаемые гибкими печатными платами, включая их универсальность и адаптивность, они не полностью заменили жесткие печатные платы. Основным сдерживающим фактором является стоимость. Гибкие печатные платы обычно требуют более высоких производственных и материальных затрат по сравнению с их жесткими аналогами. Следовательно, многие компании выбирают гибкие печатные платы только в тех приложениях, которые конкретно выигрывают от их уникальных свойств. Для общих производственных и сборочных процессов жесткие печатные платы предпочтительны для управления и снижения общих затрат.
MOKO Technology производит различные типы печатных плат по доступной цене. Благодаря обширному опыту нашей команды мы тщательно оцениваем уникальные требования вашего приложения, чтобы выбрать оптимальный тип печатной платы. Свяжитесь с нами, чтобы начать свой проект прямо сейчас.
