Классификация гибких печатных плат

Гибкие печатные платы (ГПП) — это всевозможные системы гибких шлейфов, которые могут содержать одно- , двух- и многослойные структуры межсоединений. Их конструкции могут быть полностью гибкими или представлять собой комбинацию жестких и гибких частей.

Преимущества гибких печатных плат

Постоянно растущий спрос на гибкие схемы и, в особенности, на гибридные гибко-жесткие многослойные печатные платы (ГЖПП) обусловлен следующими факторами:

  1. Гибкие схемы дают возможность создавать уникальные конструкции, которые позволяют решать вопросы межсхемных соединений и монтажа, обеспечивая при этом гибкость системы.
  2. С помощью таких схем производители печатных плат могут выпускать сложные гибкие шлейфы и другие конструкции с устойчиво высоким процентом качества.
  3. В гибких платах применяются современные акриловые адгезионные системы.
  4. Гибкие платы обеспечивают повышенную эффективность и надежность конечных систем.

По сравнению с жестким монтажом печатные платы, выполненные из материалов на основе полиимидов, акрилатов, полиэфиров и эпоксидных смол, более эффективны экономически, ибо они дают:

  • больше свободы и возможностей для конструктора;
  • более высокую производительность при производстве плат и при монтаже готовых изделий;
  • выигрыш по весу и объему, занимаемому изделиями;
  • простоту безошибочного монтажа и установки конечного изделия.

По сравнению с другими гибкими композиционными материалами гибкие пленки на основе полиимидов могут обеспечить:

  • стабильно более высокую прочность сцепления;
  • контролируемую и низкую текучесть адгезива;
  • хорошую химическую стойкость и стойкость к растворителям;
  • исключительную термическую стойкость, например при пайке;
  • хорошую стабильность размеров;
  • большую технологическую ширину переработки;
  • длительный срок хранения без холодильников;
  • постоянство качества от партии к партии.

С учетом этих качеств изготовители печатных плат из всех гибких материалов предпочитают полиимидные материалы, чтобы поднять производительность и эффективность
своих предприятий. При работе с полиимидными материалами специалисты отмечают такие его достоинства, как:

  • возможность многократного прессования и многократной пайки без расслоений и вздутий плат;
  • простота и легкость удаления, замены компонентов, надежность при их перепайке;
  • исключительные электрические свойства;
  • выдающаяся гибкость и адгезионная способность, столь необходимые при работе в критических режимах изгиба;
  • возможность проектировать многослойные платы с очень высокой плотностью монтажа;
  • повышенная надежность установленных на рабочее место систем.

Именно по этим причинам для наиболее сложных схем с наивысшими требованиями к надежности в спецификации указывают полиимидные материалы. Физические свойства полимерных пленок, используемых в гибких схемах, значительно отличаются от свойств материалов, применяемых в жестких платах на основе стеклотканей с эпоксидными или полиимидными системами. Это побуждает изготовителей жестких плат освоить новые технологии, специфичные для производства гибких и гибко-жестких систем.

Типы гибких печатных плат

Стандарты IEC и IPC классифицируют ГПП по типу конструкций следующим образом:

  • Тип 1. Односторонняя гибкая печатная плата, содержащая один проводящий слой, с упрочнениями или без них (рис. 1).
  • Тип 2. Двусторонняя гибкая печатная плата, содержащая два проводящих слоя (рис. 2).
  • Односторонняя гибкая печатная платаДвусторонняя гибкая печатная плата

  • Тип 3. Многослойная гибкая печатная плата, содержащая три и более проводящих слоя со сквозными металлизированными отверстиями, с упрочнениями или без них (рис. 3).
  • Тип 4. Гибко-жесткая печатная плата, содержащая три и более проводящих слоя со сквозными металлизированными отверстиями (рис. 4).
  • Тип 5. Гибкая или гибко-жесткая печатная плата, содержащая два или более проводящих слоя без сквозных металлизированных отверстий.

Многослойная гибкая печатная платаГибко-жесткая печатная плата
Кроме того, гибкие платы, как и жесткие, классифицируются по назначению, что также необходимо учитывать и указывать в конструкторской документации (КД):

  • Категория А. Гибкие платы, гибкость которых проявляется только в процессе сборки (статическая устойчивость). На рис. 5 показан для примера блок автомобильной электроники на основе многослойной гибко-жесткой печатной платы. Здесь гибкость гибкой части платы используется только в процессе сборки.
  • Категория В. Гибкие платы, постоянно изгибающиеся в процессе работы (динамически устойчивые). Эти платы разделяются на: «периодически» гибкие (сотни и тысячи циклов перегибов) и «непрерывно» гибкие (миллионы и миллиарды циклов перегибов). Поэтому для них в КД указывается устойчивость к определенному количеству перегибов и условия (радиусы) перегибов.
  • Категория С. Платы для высокотемпературных применений (более 105°С).
  • Категория D. Платы, подпадающие под сертификацию UL, то есть имеющие повышенную огнеустойчивость, сопоставимую с огнеустойчивостью жестких плат.

Материал статьи взят из книги Джозефа Фельштада (Joseph Fjelstad «Flexible Circuit Technology»), третье издание, выложенной на сайте Европейского Института Печатных Схем (www.eipc.org).

Еще некоторые статьи о конструировании и изготовлении гибких печатных плат:

Написать ответ

Your email address will not be published. Required fields are marked *