Гибкие печатные платы (FPC) используют гибкие подложки, такие как полиимид, для обеспечения устойчивости к изгибу, сгибанию или скручиванию, что делает их широко применимыми для высокоплотной интеграции и динамических сценариев изгиба. Ключевые особенности:
- Легкий и тонкий: снижение веса и занимаемого места на 60 % по сравнению с жесткими печатными платами.
- Динамическая способность изгиба: Выдерживает до 500 миллионов повторяющихся изгибов (полный угол 360°).
- Адаптация к окружающей среде: Устойчив к высоким температурам (до 400 °C), вибрации и химической коррозии.
Сравнение типов гибких печатных плат
Основные технические параметры
1. Расчет радиуса изгиба
Формула: Минимальный радиус изгиба = (толщина доски × коэффициент гибкости) / 2
- Типичное значение: Плита толщиной 0,4 мм может достигать изгиба 90°.
- Рекомендации по безопасности: рекомендуемый радиус изгиба ≤1 мм; изгибы на 180° требуют специальной конструкции.
2. Состав материала
- Субстрат: В основном полиимид (PI), отличная стойкость к высоким температурам.
- - дирижёр.: Прокатная отожженная медь (динамическое изгибание) против электроосажденной меди (статические применения).
- Клеевые материалы: Ламинаты на основе акриловой/эпоксидной смолы.
Рекомендации по проектированию ребер жесткости
Функциональное расположение:
┌──────────────────────────────┐
│ Механическая поддержка │ Предотвращает деформацию области соединителя │
├──────────────────────────────┤
│ Рассеивание напряжения │ Снижает механическое напряжение на паяных соединениях │
├──────────────────────────────┤
│ Позиционирование крепления │ Обеспечивает жесткий интерфейс крепления │
└──────────────────────────────┘
Обычные материалы: FR4 (0,2–0,5 мм), нержавеющая сталь (высокочастотные применения).
Рекомендации по дизайну (структурированный контрольный список)
Расположение трассировки
- Избегайте прямоугольных трасс (используйте изогнутые переходы).
- Смещение положений трассировки на верхнем и нижнем слоях для двухсторонних плат.
- Добавьте подкладки в форме капли в критических местах для усиления.
Обработка области изгиба
- Используйте штриховые заливки вместо сплошных медных заливок.
- Запретить использование переходных отверстий/контактных площадок в изгибаемых областях.
- отверстие для наложения должно быть на 10 % больше, чем слой проводника.
Соображения по производству
- При сборке панелей необходимо оставить припуск 5 мм на края.
- Укажите допуск по толщине ±0,1 мм для разъемов ZIF.
- Добавить оптические метки выравнивания.
Анализ преимуществ и ограничений
Преимущества:
- ✅ Возможность трехмерной маршрутизации (экономия места на 40 %).
- ✅ Устойчивость к механической усталости (в 3 раза более длительный срок службы в условиях вибрации).
- ✅ Стабильность при высоких температурах (значение Tg >200 °C).
Ограничения применения:
- ⚠️ Стоимость на 30-50% выше, чем у жестких печатных плат.
- ⚠️ Сложность ремонта (требуется специальное оборудование).
- ⚠️ Чувствителен к царапинам (требует упаковки без содержания серы).
Распределение по отраслям промышленности
Типичные сценарии:
- Умные часы: гибкие соединения дисплея на 360°.
- Системы ADAS: виброустойчивые сенсорные цепи.
- Эндоскопы: передача биологических сигналов высокой плотности.
Специальные примечания по производственному процессу
- Динамические применения: прокатная отожженная (RA) медь для лучшей пластичности.
- Статические применения: электроосажденная (ED) медь для снижения затрат.
- ENIG: Наилучшая надежность паяных соединений.
- OSP: Подходит для коротких циклов хранения.
- Твердое золотое покрытие: специально для разъемов ZIF.
- Испытание на изгиб: проверено в соответствии со стандартом IPC-6013.
- Тестирование на термическую нагрузку: сопротивление при пайке при 288 °C.
- Контроль импеданса: требование по допустимому отклонению ±10 %.
Почему они не подходят для всех сценариев?
Несмотря на значительные преимущества, жесткие решения рекомендуются для:
Профессиональный совет: обсуждение вопросов DFM (проектирование с учетом технологичности) с производителями на этапе концептуального проектирования может снизить риски разработки более чем на 30% и оптимизировать производственные затраты. Успешное применение гибких печатных плат зависит от точной координации выбора материалов, механического проектирования и производственных процессов.