Методы окончания для гибких схем: Руководство для дизайнеров печатных плат

Гибкие схемы стали настоящим прорывом в современной электронике, предлагая непревзойденную универсальность в компактных и легких конструкциях. Хотя они имеют много общего с жесткими печатными платами, гибкие схемы представляют уникальные вызовы и возможности, особенно в том, как осуществляется соединение. От традиционных соединителей до методов, специально разработанных для гибких схем, понимание доступных вариантов ключевое для обеспечения долговечности и производительности.

В этом блоге мы рассмотрим методы соединения, предназначенные для гибких схем, сосредоточив внимание на соединителях с нулевой силой вставки (ZIF), неподдерживаемых гибких контактах и соединителях с обжимом или смещением. Каждый подход предлагает определенные преимущества, и правильный выбор зависит от потребностей вашего приложения.

Универсальность соединений гибких схем

Гибкие схемы могут использовать широкий спектр соединителей, включая стандартные сквозные или поверхностные типы, круглые или D-Sub соединители, а также конфигурации с штырьками и гнездами. Эти варианты позволяют конструкторам переносить многие практики из дизайна жестких печатных плат. Однако гибкие схемы часто требуют дополнительных рассмотрений, таких как поддержка областей соединителя с помощью уплотнителей для предотвращения повреждений от напряжения.

Поскольку разъемы часто бывают тяжелее и жестче, чем гибкий материал, к которому они прикрепляются, пренебрежение укреплением этих областей может привести к трещинам проводников или отслоению. Включение уплотнителей для обеспечения стабильности и равномерного распределения напряжения является критически важным шагом в обеспечении долгосрочной надежности гибких схем.

Разъемы с нулевой силой вставки (ZIF)

Разъемы ZIF являются предпочтительным решением для приложений, требующих частой сборки и разборки. Эти разъемы обеспечивают надежное, повторяемое соединение без значительного износа медных проводников. Они достигают этого за счет механических защелок, которые удерживают гибкую схему на месте, исключая необходимость чрезмерного усилия при вставке и удалении.

Преимущества разъемов ZIF

• Долговечность: Минимальное механическое напряжение на медных дорожках обеспечивает более длительный срок службы.
• Компактный дизайн: Исключает необходимость в дополнительных соединительных разъемах, сокращая как размер, так и стоимость.
• Простота использования: Идеально подходит для приложений, требующих частых переподключений.

Советы по дизайну соединений ZIF

• Толщина Имеет Значение: Место соединения в разъеме ZIF обычно требует толщины 0,012" ± 0,002". Гибкие схемы могут требовать использования полиимидного уплотнителя в зоне окончания для достижения этой спецификации. Чтобы предотвратить напряжение на краю уплотнителя, обеспечьте наложение как минимум на 0,030" с материалом покрытия.
• Точность Ключевая: Контур гибкой схемы для соединений ZIF часто требует высокого уровня точности, с допусками до ±0,0002". Эта точность может потребовать применения передовых производственных технологий, таких как лазерная резка или высокоточное оборудование.
• Покрытие Поверхности: Если приложение включает частые вставки, выберите прочный материал для покрытия. Тонкие покрытия могут со временем изнашиваться, потенциально обнажая основной металл.

Разъемы ZIF являются отличным выбором для приложений, где требуются надежность, компактность и частое соединение.

Layer Stackup Design

Implement any kind of layer stack for both rigid and rigid-flex PCBs.

Learn More

Неподдерживаемые Гибкие Пальцы

Для универсального и адаптируемого метода соединения неподдерживаемые гибкие пальцы выделяются на фоне других. Это, по сути, обнаженные расширения проводников схемы, свободные от оболочки базовых или покрывающих материалов. Доступные с обеих сторон, эти "плавающие" проводники могут быть напрямую соединены с другими печатными платами или компонентами, делая их гибким вариантом для уникальных конфигураций.

Преимущества гибких контактов

• Настройка: Адаптация к конкретным шагам, длинам и компоновкам.
• Гибкость: Позволяет создавать прямые соединения без необходимости использования дополнительных разъемов.
• Двусторонний доступ: Проводники доступны с обеих сторон.

Руководство по дизайну

• Утолщенные проводники для прочности: Область с контактами часто разрабатывается с утолщенными медными проводниками, обычно 0.010 дюйма, в то время как остальная часть гибкой платы может иметь более тонкие проводники для сохранения гибкости.
• Лазерная формовка: Свободное положение гибких контактов достигается за счет лазерной абляции, которая точно удаляет окружающий материал с трех сторон каждого проводника. Эта настройка позволяет контактам соответствовать точным спецификациям, но увеличивает общую стоимость.
• Предотвращение повреждений: Гибкие контакты уязвимы к повреждениям во время обращения и сборки. Чтобы снизить этот риск, дизайнеры часто включают шину, временное соединение, которое выравнивает и поддерживает контакты до окончания сборки.

Несмотря на то что метод с неподдерживаемыми гибкими контактами более сложен и потенциально дороже других методов, он предлагает большую гибкость для пользовательских приложений.

Сжимаемые или разъемы с перемещением

Контакты с обжимом представляют собой надежное и экономичное решение для создания безопасных соединений в гибких схемах. Этот метод включает в себя механическое проникновение в гибкую схему для обвивки контакта вокруг проводника, обеспечивая надежное электрическое и механическое соединение. Контакты с обжимом доступны в стандартных мужских и женских конфигурациях и могут быть помещены в корпус для дополнительной защиты.

Почему стоит выбрать контакты с обжимом?

• Прочность: Создает крепкое соединение, устойчивое к механическим нагрузкам.
• Экономичность: Практичный вариант для проектов большого объема или с ограниченным бюджетом.
• Простота интеграции: Стандартные шаги и конфигурации делают их совместимыми с широким спектром приложений.

Рассмотрение дизайна

• Варианты корпусов: Корпуса с центральной линией могут заключать в себе обжатые контакты, обеспечивая дополнительную поддержку и защиту.
• Настройка: Хотя они менее настраиваемы, чем неподдерживаемые пальцы, контакты с обжимом удовлетворяют большинству стандартных требований приложений, особенно по размеру и шагу.
• Универсальность: Подходят для приложений, требующих надежных соединений с минимальной сложностью сборки.

Контакты с обжимом предлагают простое решение для достижения безопасных, экономичных соединений.

Поддержка зон окончания: Роль уплотнителей

Для всех обсуждаемых методов терминации одно общее соображение по дизайну - это добавление усилителей. Эти элементы обеспечивают механическое укрепление в местах, где применяются разъемы или терминации, гарантируя, что напряжение от веса, движения или сборки не нарушит гибкую схему.

Component Management Made Easy

Manage your components, get real-time supply chain data, access millions of ready-to-use parts.

Learn More

Лучшие практики для усилителей

• Используйте совместимые материалы, такие как полиимид или FR4, чтобы соответствовать термическим и механическим свойствам схемы.
• Перекрывайте усилители и материалы покрытия для уменьшения точек концентрации напряжения.
• Убедитесь, что усилители не мешают естественной гибкости схемы вне укрепленной области.

Правильное использование усилителей может значительно повысить прочность и надежность гибких схем, независимо от метода терминации.

Заключение

Гибкие схемы предлагают инновационные решения для компактных и легких конструкций, но выбор правильного метода терминации критичен для достижения производительности и надежности. Разъемы ZIF идеально подходят для высокоточных приложений, требующих частой пересборки, в то время как неподдерживаемые гибкие пальцы обеспечивают непревзойденную адаптивность для пользовательских компоновок. Для простых, экономичных решений надежным выбором являются обжимные разъемы.