Гибкие печатные платы – что это такое?

Стандартные печатные платы, используемые в электронной промышленности, представляют собой жесткие листы из твердого композитного материала с токопроводящим слоем. Они обеспечивают удобное размещение электронных компонентов и задают необходимую жесткость внутренней конструкции конечного устройства. Однако, помимо них в современных изделиях также применяются гибкие печатные платы – об особенностях их устройства, преимуществах и недостатках вы узнаете из этой статьи.

Как устроены гибкие печатные платы?

Структурной основой гибких печатных плат выступает полимер – чаще всего это полиимидная пленка толщиной 12,5—200 мкм, обладающая высокой эластичностью (способностью деформировать без разрушения). На нее электрохимическим способом или напылением наносится слой токопроводящего металла (олово, серебро, золото и т. д.). В зависимости от количества и чередования слоев гибкие платы бывают:

• Односторонними – покрытыми токопроводящим слоем только с одной стороны;
• Двухсторонними – в них токопроводящий слой нанесен на обе стороны полимерной основы;
• Многослойными – такие платы имеют сложную структуру, состоящую из чередующихся слоев полимерной основы и токопроводящего сплава.

В зависимости от гибкости отдельных частей гибкой платы она может быть:

• Гибкой – эластичность такой платы остается неизменной в любой точке ее поверхности;
• Гибко-жесткой – в платах этого типа наряду с гибкими участками имеются и жесткие.

В некоторых случаях необходимо уменьшить эластичность всей печатной платы или ее отдельных участков, чтобы сократить или полностью исключить ее деформацию. Например, такая потребность возникает, если на гибкую ПП устанавливаются электронные компоненты для сквозного или поверхностного монтажа, когда она используется для соединения между двумя жесткими ПП или между печатной платой и выводными элементами, такими как разъемы. В этом случае на отдельные участки наклеивают ребра жесткости, представляющие собой полимерные или металлические пластины нужной толщины и жесткости.

Применение гибких печатных плат

Сфера применения гибких печатных плат – микроэлектронная промышленность, в которой такие ПП применяются для уменьшения общего размера устройства или его отдельных узлов за счет своей меньшей толщины по сравнению с жесткими ПП. Гибкие печатные платы используются в качестве:

• Основы для монтажа небольших электронных схем. Для большого числа компонентов они не используются, так как гибкая ПП большой площади не обеспечивает необходимой жесткости и прочности электронной схемы.
• Соединительных мостов между жесткими печатными платами или подводок (шин) к выносным элементам электронной схемы – например, соединительным разъемам, видеомодулям в смартфонах и планшетах, аккумуляторным батареям, ЖК-дисплеям и т. д.

Гибкие печатные платы используются при производстве электронной продукции для самых различных сфер, таких как военное производство, аэрокосмическая промышленность, изготовление медицинского оборудования, потребительской электроники (смартфонов, планшетов, ноутбуков, ПК). Специфичной областью применения гибких печатных плат является производство медицинских слуховых и глазных протезов, имплантируемых интерфейсов мозг-компьютер – в этих отраслях максимальное значение имеет компактность и эластичность таких ПП, позволяющая минимизировать размеры оборудования.

Преимущества и недостатки гибких печатных плат

К достоинствам гибких печатных плат относятся:

• Эластичность. Гибкие печатные платы могут быть изогнуты для адаптации к различным формам и конфигурациям устройств без нарушения целостности электронной схемы. Это позволяет создавать компактные или приспособленные к нестандартным условиям электронные устройства.
• Малый вес. Гибкие печатные платы обладают меньшей массой и толщиной по сравнению с традиционными жесткими платами, а также позволяют размещать электронные компоненты на обеих сторонах. Это делает их идеальным выбором для устройств, где большое значение имеют вес и габариты – например, медицинские протезы, космические спутники, смартфоны, устройства класса «интернет вещей» и т. д.
• Устойчивость к физическим нагрузкам. За счет своей эластичности гибкие печатные платы могут лучше выдерживать несильные ударные и вибрационные нагрузки без повреждения электрической схемы. Воздействие таких же нагрузок на жесткие платы может привести к структурным повреждениям из-за отсутствия компенсации энергии удара или вибрации.

У гибких печатных плат также есть определенные недостатки, ограничивающие их использование:

• Меньшая прочность. Эластичность гибких печатных плат становится недостатком, если на них действуют высокие механические нагрузки, приводящие к чрезмерной деформации, вызывающей разрушение основы и/или токопроводящего слоя. Кроме того, такие платы не способны обеспечить необходимую жесткость электрической схемы с большим количеством установленных компонентов.
• Высокая стоимость производства. Изготовление гибких печатных плат требует специального оборудования и технологий, что делает его более дорогостоящим по сравнению с производством жестких плат.
• Ограниченный теплоотвод. Гибкие печатные платы хуже отводят тепло, вырабатываемое электронными компонентами в процессе их работы. Поэтому при установке на них компонентов с высоким тепловыделением требуется дополнительное охлаждение, что может увеличить конечные размеры электрической схемы.

На сайте компании «АссемРус» вы найдете большой спектр оборудования и материалов для производства электронной продукции различного назначения. В нашем ассортименте есть приборы и инструменты для инспекции качества электронных компонентов и печатных плат, оборудование для печати ПП, пайки и других производственных операций. Для консультации по вопросам выбора и использования этой техники обращайтесь к нашим специалистам по телефону или оставьте онлайн-запрос на сайте.