Уникальные методы гибкого подключения

Я считаю важным знать, что практически любой разъем, который вы бы выбрали для жестких печатных плат, также может быть собран на гибкой схеме. Традиционные сквозные и SMT разъемы, разъемы высокой плотности, D-подобные миниатюрные разъемы, разъемы типа "штырь и гнездо", с выводами и без, все это варианты, которые стоит рассмотреть при использовании гибких материалов.

Тем не менее, я немного отойду от темы с предостережением не забывать пересматривать и внедрять рекомендуемые правила проектирования, когда для поддержки области разъема требуются уплотнители. Во многих случаях сами разъемы тяжелее материалов гибкой схемы, что может вызвать напряжение и трещины проводников без дополнительного уплотнителя для поддержки. Но, вернемся к теме, в сегодняшнем блоге мы поговорим о нескольких методах соединения, которые более уникальны для гибких схем; разъемы ZIF, гибкие контактные площадки без поддержки и контакты с обжимом.

Разъемы ZIF (Zero Insertion Force):

Разъемы с нулевой силой вставки являются одним из всё более популярных методов соединения, имеющих несколько преимуществ. Гибкая плата может быть вставлена и удалена многократно с незначительным механическим износом медных дорожек. Разъемы ZIF часто содержат механические защелкивающие механизмы, которые зажимают обнаженные дорожки, обеспечивая долговечное, надежное соединение. Вставка гибкой платы непосредственно в разъем ZIF на жесткой плате может исключить необходимость в соединительном разъеме, что может привести к уменьшению профиля соединения, минимизируя стоимость и вес.

Пример соединительных разъемов ZIF.

Есть несколько моментов, на которые вам нужно обратить внимание при проектировании гибкой платы, которая будет напрямую соединяться с разъемом ZIF. Во-первых, критически важна общая толщина в зоне соединения. Обычно требуемая толщина конца цепи, вставляемой в разъем, составляет 0,012 дюйма +/- 0,002 дюйма. Часто общая толщина гибкой платы меньше этого и требует добавления полиимидного уплотнителя в контактной зоне для увеличения до этой толщины. Отклоняясь немного от темы, не забывайте, что концы покрытия и уплотнителя должны перекрываться как минимум на 0,030 дюйма, чтобы избежать добавления точки напряжения к цепи.

Второе, на что следует обратить внимание и что необходимо учесть в дизайне, это то, что допуск контура для ZIF-контактов часто составляет +/- 0,0002 дюйма. Это более строгое требование, чем стандартные требования к инструментам контура, и может потребовать специализированных инструментов для соответствия этой спецификации. Для достижения этих строгих требований часто используется лазерная резка контура или инструмент класса A.

Последнее, что стоит отметить, это важность учета влияния выбора поверхностного покрытия, если потребуется многократное вставление. Если вы указываете тонкое покрытие, повторяющиеся вставки и извлечения могут поцарапать тонкий металл, обнажая под ним металл.

Неподдерживаемые гибкие контакты

Этот вариант подключения высоко настраиваем и представляет собой по сути расширения проводников, которые не заключены в крышку или базовые материалы с трех сторон. Это создает "свободно плавающий" проводник, доступный с любой стороны гибкой платы. Эти гибкие контакты могут быть изготовлены на заказ в соответствии с конкретными требованиями к шагу, длине и расположению и обеспечивают надежное подключение, сохраняя при этом гибкость во время установки и использования. Этот метод позволяет легко осуществлять прямое подключение к печатным платам или другим компонентам. Эти неподдерживаемые гибкие контакты могут быть прямыми или могут быть согнутыми для монтажа SMT.

В то время как этот метод окончания может требовать, чтобы толщина пальца была просто продолжением медного проводника, область пальца чаще всего разрабатывается так, чтобы иметь более толстые, более прочные пальцы, которые сужаются до более тонкой толщины меди в области гиба.

Неподдерживаемые пальцы проводника на гибкой печатной плате.

Как правило, толщина проводника в области пальцев составляет 0,010 дюйма, при этом области без пальцев предварительно травятся до меньшего веса меди. Затем эти пальцы формируются, обычно с использованием лазерной абляции для удаления материала с трех сторон области пальца. Этот вариант имеет преимущество в возможности настройки для точного соответствия требованиям приложения, но также следует предостеречь, что дополнительная обработка для этого варианта увеличит стоимость. В заключение следует отметить, что это решение подвержено повреждению области пальца до сборки. Для снижения этого риска обычно минимизируют повреждение неподдерживаемой области пальца, соединяя все пальцы с помощью шинной перемычки, удерживающей все пальцы в выровненном положении.

Контакты с обжимом и разъемы с перемещением

Третий вариант заключается в механическом обжиме контактов на каждом проводнике. Этот метод обеспечивает надежное механическое и электрическое соединение, проникая в цепь и обвивая контакт вокруг каждого проводника. Этот метод доступен как в мужском, так и в женском исполнении соединителей и, как правило, в двух стандартных шагах, которые удовлетворяют большинство потребностей рынка. Также доступны корпуса с центральной линией для заключения контакта внутрь. Этот вариант не так настраиваем, как метод терминации с неподдерживаемыми контактными пальцами, но это более дешевый вариант, который также обеспечивает надежную альтернативу соединения.

Эти системы соединителей с обжимом могут быть установлены на гибкую печатную плату. Они обеспечивают доступ к проводке или специальным кабельным сборкам.

Отвечая на первоначальный вопрос, практически любой вариант соединителя может быть использован в конструкциях гибких цепей. Но существует три распространенных метода терминации, которые уникальны для гибких цепей; соединители ZIF, гибкие контактные пальцы без поддержки и соединители с обжимом и смещением. Каждый из этих вариантов имеет свои преимущества, недостатки и специфические критерии дизайна, о которых следует знать.

Трассировка печатных плат значительно упрощается, когда вы используете полный набор инструментов для размещения печатных плат в Altium Designer. Встроенный движок правил проектирования гарантирует соблюдение всех важных правил DFM для гибких и жестко-гибких плат, а также требований к размещению компонентов. Каждый пользователь Altium Designer также имеет доступ к собственному рабочему пространству в Altium 365, где можно хранить и делиться с сотрудниками проектами, данными компонентов, данными для производства и любой другой проектной документацией.

Мы лишь слегка коснулись возможностей Altium Designer на Altium 365. Начните свою бесплатную пробную версию Altium Designer + Altium 365 уже сегодня.