Введение
Возможно, вы уже создали свои жесткие многослойные печатные платы FR4 и удовлетворены их производительностью. Вы понимаете их конструкцию (FR4, медные слои, препрег и т. д.) и, вероятно, знаете, как заказать и создать их онлайн. Однако вы понимаете, что взаимосвязи вашего проекта становятся все более сложными и ограниченными в пространстве. Для подключения плат вам нужно нечто большее, чем просто стандартные разъемы.
Именно здесь могут вступить в игру гибкие или жестко-гибкие печатные платы.
Что такое гибкие печатные платы?
Гибкие печатные платы — это гибкие схемы, которые могут помочь в проектах с ограниченным пространством. Представьте себе установку клавиатур или ЖК-дисплеев на передней панели, где пространство и зазор имеют решающее значение (например, в смартфонах или ноутбуках). Здесь могут помочь макеты гибких печатных плат. Вы можете использовать гибкие печатные платы в нестационарных частях ваших проектов, таких как выдвижные клавиатуры или откидные корпуса. Ниже приведены распространенные конфигурации стека и материалы, используемые в гибких печатных платах.
Пример конфигурации стека гибкой печатной платы
Однослойная гибкая печатная плата
- Coverlay (Защитник)
- Клей
- Медный слой
- Клей
- Полиимид (основной материал)
- Ребро жесткости (опционально)
Двухслойная гибкая печатная плата
- Coverlay (Защитник)
- Клей
- Верхний медный слой
- Клей
- Полиимид (основной материал)
- Клей
- Нижний медный слой
- Клей
- Coverlay (Защитник)
- Клей
- Ребро жесткости (опционально)
Coverlay — это защитный слой гибкой печатной платы, аналогичный паяльной маске на жестких печатных платах. Для этого слоя производители обычно используют пластик (полиимид). Клеи предназначены для скрепления слоев друг с другом. На медном слое вы можете маршрутизировать свои дорожки (как на печатной плате FR4). Этот слой обычно изготавливается из прокатанно-отожженной медной фольги, чтобы она могла многократно сгибаться.
Базовым материалом, имеющим характеристики гибкости, является пластиковый материал, называемый полиимидом (тот же, что и покрытие). Этот материал помогает сгибать и изгибать доску. На концах гибкой печатной платы (FR4 или сам полиимид) можно добавить материалы жесткости, чтобы пользователи могли удобно вставлять концы в разъем.
Обратите внимание, что гибкие печатные платы могут быть однослойными или многослойными. Если вам нужно несколько слоев, вы можете повторить наложение слоев защитного слоя, меди и полиимида.
Что такое гибко-жесткие печатные платы?
Гибкие печатные платы — это здорово, но сочетание гибких и жестких печатных плат делает ситуацию еще интереснее. Печатные платы Rigid-Flex представляют собой решение без разъемов для ваших проектов. При этом вам больше не нужны разъемы FPC. Эта комбинация означает меньшее количество ручных соединений во время сборки и сокращенный список спецификаций. Вы также можете создавать жестко-гибкие печатные платы на одной панели, мгновенно освобождая вас от других трудоемких задач по сборке.
Поскольку жестко-гибкие печатные платы состоят как из гибких, так и из жестких частей, их конфигурация стека совершенно уникальна. Ниже представлена 4-слойная жестко-гибкая конфигурация стека.
Конфигурация стека жестко-гибкой печатной платы
4-слойная медная жесткая сторона печатной платы
- паяльной маски
- Верхний медный слой
- FR4 (основной материал)
- Препрег ———————> линия соединения
- Внутренний медный слой
- Polyimide
- Внутренний медный слой
- Препрег———————->линия соединения
- FR4 (основной материал)
- Нижний медный слой
- паяльной маски
2-слойная медная гибкая сторона печатной платы
- Coverlay (Защита)————->линия соединения
- Клей для покрытия
- Внутренний медный слой
- Полиимид (основной материал)
- Внутренний медный слой
- Клей для покрытия
- Coverlay (Защита)————>линия соединения
Выше вы увидите как жесткие, так и гибкие стопки в однопанельной сборке. Жесткие платы должны находиться на обоих концах гибкой части, которая находится в середине этих жестких плат. Как эти печатные платы соединяются друг с другом? Это связано с тем, что жесткая печатная плата образует пустоты на ее предполагаемых внутренних слоях. Внутренние медные слои жесткой печатной платы становятся медными слоями гибкой печатной платы. По сути, гибкая печатная плата становится единой с жесткой печатной платой, только если препрег жесткой печатной платы соединяется с покрытием и клеем покрытия.
Как начать создавать гибкую плату?
Используя любое программное обеспечение для проектирования печатных плат с параметрами слоев, вы можете создать гибкую плату. Как разработчик печатной платы, вы должны назначить структуру слоев вашей печатной платы так же, как и любую стандартную печатную плату. Эти слои включают в себя медь (сверху, снизу или внутри), паяльную маску (сверху и снизу), паяльную пасту (сверху и снизу), шелкографию (сверху и снизу), контур платы и другие. После этого вы можете продолжить трассировку медных слоев вашей гибкой платы. Гибкие плиты требуют особого дизайна, поскольку имеют тонкую пластиковую структуру.
Отправка вашего дизайна производителю
После проектирования и проверки ваших плат вы можете создавать производственные продукты, как и любую стандартную печатную плату. После этого вы можете отправить их производителю печатных плат.
Ваш производитель печатных плат сам решает, как он будет обрабатывать и производить вашу гибкую плату. При этом вы должны сообщить им и передать им то, что вы ожидаете от своих результатов. К таким параметрам относятся толщина FPC (толщина платы), ребра жесткости, цвет покрытия (паяльной маски), обработка поверхности и другие.
Как выбрать жестко-гибкую печатную плату?
Хотя жестко-гибкие печатные платы имеют уникальную структуру и форму, вы можете спроектировать их как стандартные печатные платы в своем программном обеспечении для проектирования печатных плат. Важнейшая вещь, которую следует учитывать, — это сообщить производителю правильную структуру и форм-фактор жестко-гибкой печатной платы, которую вы хотите. Благодаря этому вы можете использовать обрезку кромок или контур платы, а также другие пользовательские слои в своем программном обеспечении для проектирования печатных плат. Этот процесс может определить границы жесткой и гибкой части вашей доски.
Например, вы можете определить гибкую часть (которая также покрывает контур вашей платы) на слое контура платы или слоя обрезков кромок. Затем определите жесткие границы платы, используя один пользовательский слой. Вам решать, какой стиль вы будете использовать. Важно то, что вы передали информацию о границах и стеке производителю печатной платы.
Заключение
Печатные платы Flex и Rigid Flex — отличный способ миниатюризировать, мобильизировать и сэкономить место в ваших проектах. Знание их структуры и того, как их формируют производители, является первым шагом к ознакомлению с ними. Проектирование гибких и жестко-гибких печатных плат ничем не отличается от создания жестких печатных плат FR4, за исключением того, что вам придется явно проверить некоторые важные параметры и процессы. К этим вещам относятся ваш стек, границы типов плат, рабочий процесс и материалы, указанные производителем вашей печатной платы.