Гибкая подложка

Современные технологии состоят из сложных внутренних частей, которые передают многочисленные сигналы между пользовательскими командами и системной памятью. По мере того, как устройства становятся меньше и совершеннее, производителям требуются материалы, способные выдерживать нагрузки и требования различных условий и областей применения.

В прошлые десятилетия технология была ограничена жесткими внутренними частями, которые могли деформироваться при интенсивных нагрузках. В условиях, когда было слишком много тепла или вибрации, любое устройство, содержащее печатную плату (PCB), могло легко выйти из строя. Однако в последнее время технология значительно улучшилась благодаря внедрению гибких подложек.

Оглавление

Что такое гибкая подложка?
Использование гибкого субстрата
Как гибкие подложки используются в печатных платах?
Преимущества гибких подложек
Будущее гибких подложек
Печатные платы с гибкой подложкой от Millennium Circuits

Что такое гибкая подложка?

Гибкая подложка представляет собой тонкий термостойкий материал, который обычно изготавливается из таких полимеров, как полиимид и полиэтилентерефталат (ПЭТФ). Во многих современных вычислительных и электронных устройствах крошечные печатные платы, которые передают сигналы между подсказками управления и экранами, часто изготавливаются из гибких подложек.

Производители все чаще обращаются к гибким подложкам для печатных плат, потому что материал обладает гибкими свойствами, что облегчает вставку этих плат в узкие и тонкие места. Кроме того, подложка из ПЭТ может выдерживать нагрузки и температуры в широком диапазоне рабочих сред и при этом обеспечивать оптимальные частоты с минимальным количеством компонентов.

Использование гибкого субстрата

Гибкие подложки используются в промышленном и медицинском секторах для широкого спектра применений и технологий. Гибкость и долговечность материала сделали его подходящим для небольших устройств и интенсивных рабочих сред, где часто играют роль такие факторы, как вибрация и высокие уровни тепла. Некоторые из основных применений включают следующее:

1. Особенности автомобиля

Автомобильная промышленность внедряет гибкие подложки из-за растущей зависимости от вычислительных технологий в современных автомобилях. С появлением «умных» автомобилей автопроизводителям нужны способы включения различных интеллектуальных компонентов в автомобильную структуру без увеличения веса конструкции автомобиля.

Благодаря гибким подложкам автопроизводители могут оснастить новые автомобили возможностью подключения к Wi-Fi, голосовыми командами и датчиками. Благодаря низкой стоимости гибких компонентов автопроизводители также могут добавлять эти функции по разумным ценам. Кроме того, гибкие подложки могут выдерживать различные толчки и вибрации, которые сопровождают неровности и часто гравийную местность на открытых дорогах страны.

2. Электроника

Учитывая сегодняшний спрос на мобильные устройства, производители делают вычислительные и электронные устройства более компактными, чем когда-либо. Все эти разработки стали возможными благодаря гибким подложкам, которые можно вставлять в крошечные гаджеты, помещающиеся на ладони. Печатные платы с гибкой подложкой используются в тонких и легких устройствах, таких как смартфоны, цифровые камеры, миниатюрные видеомагнитофоны и планшеты.

3. Микроволны

В устройствах, генерирующих высокие температуры, компоненты внутри должны обладать гибкостью и долговечностью, чтобы выдерживать высокие уровни тепла. По этим причинам гибкие подложки стали критически важными для работы микроволновых печей. Каждый раз, когда вы нагреваете чашку кофе менее чем за 60 секунд, вы полагаетесь на набор процессов, обеспечиваемых гибкими печатными платами-подложками, которые передают сигналы от панели ввода для активации микроволн, нагревающих еду и напитки.

4. Промышленное применение

На фабриках и перерабатывающих предприятиях машины, идущие вдоль конвейерных лент, в течение рабочего дня испытывают огромные нагрузки. В прошлые десятилетия эти устройства в основном полагались на обычное электричество и энергию сжатого воздуха, потому что ПХД были слишком чувствительными и громоздкими для стрессов промышленной среды. Благодаря долговечности и термостойкости гибких подложек промышленные машины теперь можно интегрировать с вычислительной техникой и выполнять более широкий спектр тяжелых процессов.

5. Светодиодное освещение

Светодиодное освещение стало популярным как эффективная и энергосберегающая альтернатива люминесцентным лампам и лампам накаливания. Как и в случае со всеми конкурирующими типами освещения, одной из основных проблем светодиодов является выделение тепла, которое может привести к потере энергии и повлиять на настройку температуры в рабочей среде. Благодаря теплорассеивающим свойствам печатных плат с гибкой подложкой тепло перестало быть фактором в системах светодиодного освещения.

6. Медицинские приборы и имплантаты

Из-за небольшого размера и гибкости печатных плат, изготовленных из этой сверхтонкой подложки, этот материал стал важным элементом новых устройств, используемых в медицинской промышленности. Гибкие подложки сегодня используются везде, от хирургических инструментов до электронных имплантатов.

7. Силовая электроника

В сочетании с тонкими медными слоями гибкие подложки можно использовать в промышленности силовой электроники. Гибкие подложки необходимы для устройств в больших помещениях, которые используют большие объемы энергии для работы на максимальных уровнях, поскольку они обладают устойчивостью к нагрузкам.

Как гибкие подложки используются в печатных платах?

Гибкие подложки используются для изготовления многослойных плат, дополненных микросхемами, интерфейсами и интегральными схемами. Внешне эти платы выглядят так же, как современные гладкие, простые, необременительные печатные платы. Основное отличие состоит в том, что эти доски обладают гибким качеством со значительным припуском на изгиб.

Одно из других больших отличий печатных плат, изготовленных с использованием гибких подложек, заключается в минимальном наборе необходимых компонентов. Эти устройства могут работать с высокой плотностью, занимая лишь небольшую площадь поверхности. Благодаря этому печатные платы с гибкой подложкой идеально подходят для небольших устройств, которым требуется высокая производительность для выполнения множества функций.

Гибкие подложки используются в печатных платах, потому что их гибкость делает их устойчивыми к толчкам, вибрациям и интенсивным уровням тепла. В то же время печатные платы с гибкими подложками могут выдерживать эти нагрузки с максимальной производительностью. В некоторых из самых сложных ситуаций на заводах и объектах энергетики гибкие подложки позволяют обеспечить оптимальную целостность сигнала.

Платы из гибкой подложки функционируют с минимальными ошибками благодаря отсутствию компонентов проводки или механических соединителей. Методы сборки также относительно схожи с гибкими печатными платами, что делает эти платы функциональными и совместимыми с рядом применимых устройств. В целом гибкие подложки делают печатные платы более надежными, прочными и высокопроизводительными. Таким образом, печатные платы, изготовленные из этого материала, становятся все более предпочтительными для современных производителей по сравнению с их жесткими аналогами.

Преимущества гибких подложек

Гибкие материалы подложки предлагают многочисленные преимущества производителям печатных плат, а также предприятиям и организациям, которые используют эти платы в обширном арсенале сложного вычислительного оборудования. Гибкие подложки делают платы менее громоздкими и простыми в обращении, установке, демонтаже и ремонте. Кроме того, такие компоненты в первую очередь более экономичны и менее громоздки в производстве. Преимущества гибких подложек можно резюмировать следующим образом:

1. Уменьшение веса и места

Уменьшенный размер и вес гибкой подложки упрощают ее установку в широкий спектр электронных устройств. Гибкие подложки можно установить в самое маленькое вычислительное оборудование, представленное на современном рынке. Благодаря легкости гибкой подложки он идеально подходит для материнских плат ноутбуков и моноблоков. В целом печатные платы, изготовленные из гибкой подложки, сокращают объем на 50 % и снижают вес до 90 %.

Гибкие подложки также идеально подходят для устройств, используемых в аэрокосмической и медицинской промышленности. В больничном оборудовании легкость гибкой подложки упрощает создание более компактных, но сложных устройств, которые можно перемещать из одной комнаты в другую. Легкая и компактная гибкая подложка также делает ее лучшим выбором для устройств, используемых в воздухе.

2. Упрощенная установка и обслуживание

Гибкие подложки просты в установке, потому что их можно сгибать и загибать на печатной плате. Для некоторых из самых маленьких плат и устройств гибкость подложек значительно снижает сложность и трудозатраты на протяжении всего процесса сборки. Таким образом, затраты, связанные с производством, как правило, ниже, если вы выбираете гибкие подложки.

Когда требуется техническое обслуживание или сервисные работы, задача становится намного проще, если рассматриваемое устройство состоит из частей, покрытых гибкими подложками. Так же, как материал легко установить на место, его также можно сгибать, когда это необходимо для ремонта и модификации.

3. Повышение надежности

Гибкие подложки более надежны, чем более ранние варианты, представленные на рынке, поскольку для них требуется мало интерфейсных соединений или они вообще не требуются. С гибкой подложкой вам не придется возиться с разъемами, паяными соединениями, обжимными контактами и другими компонентами интерфейса. Благодаря значительному сокращению количества разъемов вероятность отказа гибких подложек меньше.

Гибкие подложки также обладают прочностью, чтобы противостоять воздействиям вибраций, тепла и ударов. Таким образом, подложка подходит для плат, используемых в устройствах, предназначенных для работы в условиях экстремальных температур и турбулентности. Гибкие подложки позволяют большинству устройств выдерживать тяжелые условия военного и медицинского использования.

4. Управление теплом

Гибкие материалы подложки устойчивы к нагреву, а также обеспечивают значительно более высокую гибкость по сравнению со всеми конкурирующими вариантами. Таким образом, компоненты устройств, оснащенные гибкими подложками, лучше приспособлены для того, чтобы выдерживать высокие температуры в промышленных условиях и во влажной среде. Гибкие подложки также могут противостоять воздействию изменений температуры, которые часто вызывают расширение и сжатие других материалов с течением времени.

Благодаря термостойкости гибких подложек материал также в значительной степени устойчив к воздействию газа, масла и кислоты. Кроме того, гибкие подложки в основном устойчивы к воздействию УФ-излучения и радиации.

5. Улучшение эстетики

Гибкие подложки имеют гладкий и прозрачный внешний вид, что делает детали внутри электронных и вычислительных устройств более эстетичными и легко идентифицируемыми. В более старых компонентах внутренние детали часто были загромождены проводами и другими компонентами, из-за чего их было трудно идентифицировать обычному неспециалисту.

В более новых компонентах гладкий внешний вид гибких подложек делает компоненты менее пугающими для обычных пользователей. В различных организациях промышленного сектора вычислительный персонал и ИТ-персонал могут мгновенно идентифицировать различные детали, в которых используются гибкие подложки, поскольку эти детали не покрыты проводами и сквозными компонентами.

6. Устранение соединителей

Гибкие подложки в значительной степени устраняют необходимость интерфейсных соединений на вычислительных или электронных компонентах. В то же время гибкие схемы могут вмещать большинство типов компонентов, если они применимы к жесткой конструкции печатной платы. Интегрированные контакты с нулевым интерфейсом (ZIF) предлагают простые интерфейсы с небольшими частями, которые работают в системных инфраструктурах.

Платы, покрытые гибкими подложками, обычно плоские по своей природе и гладкие на вид. Из-за этой плоскостности печатные платы с гибкой подложкой легче вставлять в узкие слоты некоторых из самых маленьких устройств, которые только можно себе представить, благодаря отсутствию сложных разъемов.

7. Снижение затрат на сборку

Благодаря тонкости и легкости гибких подложек материал легко наносится в ограниченном пространстве. Следовательно, стоимость изготовления компонентов с гибкими подложками требует относительно небольших накладных расходов. Кроме того, затраты, связанные с материалами и упаковкой, также снижаются, когда для компонентов под рукой используются гибкие подложки.

Будущее гибких подложек

Ожидается, что использование гибких подложек в ближайшие годы увеличится в области электронной памяти, микроэлектроники и оптоэлектроники. Материалы подложки из ПЭТ обеспечивают гибкость и долговечность, идеально подходящие для дальнейшего совершенствования технологий, используемых для управления светом, передачи сигналов и хранения в памяти в области вычислений и электроники.

Для вычислительного оборудования печатные платы, изготовленные из гибких подложек, позволят увеличить объем памяти в крошечных вычислительных устройствах. В свое время производители могли выпускать устройства размером с большой палец, способные хранить тысячи фильмов с высоким битрейтом и вычислительную мощность для запуска нескольких программ, каждая из которых выполнялась по голосовой команде. Эти устройства могут быть совместимы с экранами размером с стену, отображающими полноцветное изображение с оптимальным разрешением, а также со встроенными акустическими системами объемного звучания. Все эти функции, скорее всего, будут управляться удаленно с помощью технологии искусственного интеллекта с голосовым управлением, что станет возможным благодаря гибким печатным платам.

Гибкие подложки из ПЭТ также будут способствовать дальнейшим разработкам умных автомобилей. Если в ближайшие десятилетия беспилотные автомобили захватят дороги страны, гибкие печатные платы станут неотъемлемой частью памяти, сенсорных технологий, искусственного интеллекта и удаленной связи таких автомобилей. Та же технология может быть использована для летательных аппаратов, что в конечном итоге уменьшит потребность населения в дорогах и мостах.

Гибкие материалы подложки также могут быть неотъемлемой частью прогнозируемых технологий, таких как роботы-горничные и дроны для доставки. По мере того, как общественность становится менее зависимой от автомобилей, а предприятия расширяют свое присутствие через Интернет, клиенты смогут заказывать еду и одежду на вынос в ресторанах и магазинах, расположенных за много миль, и все благодаря дронам, которые, вероятно, будут работать с высокой пропускной способностью. , стрессоустойчивость и долговечность печатных плат на гибких подложках.

Платы на гибкой подложке от Millennium Circuits

По мере того, как все больше производителей узнают о преимуществах гибких подложек и их использовании в качестве материала для печатных плат, все больше производителей отказываются от жестких материалов прошлого. Благодаря гибким печатным платам даже самые маленькие и тонкие устройства могут быть легко оснащены мощностью и надежностью, превосходящими возможности своих более крупных аналогов. В Millennium Circuits мы предлагаем ряд гибких печатных плат. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о возможностях печатных плат с гибкими подложками и о том, какую пользу они могут принести вашим устройствам.