Адаптивность гибких печатных плат, изготовленных из тонкой полиамидной плёнки, позволяет широко применять их в самых разных устройствах. Но установка компонентов и сборка таких плат является сложной задачей. Поэтому компания HARTING разработала новое решение – монтажное основание.
Стандартизированное монтажное основание для электронных компонентов
Данное инновационное решение HARTING позволяет устанавливать электронные компоненты непосредственно на основание, которое заменяет гибкую печатную плату. Монтажное основание выполняет функцию соединительного элемента между печатной платой (PCB) и электронными компонентами, например, светодиодами, интегральными схемами, полупроводниковыми диодами и датчиками.
В процессе автоматизированной сборки электронные компоненты устанавливаются непосредственно на новом монтажном основании. Данная технология позволяет исключить зачастую сложные операции, которые необходимы при работе с печатными платами, что в свою очередь может обеспечивать сокращение расходов до 60%.
Готовые монтажные основания поставляются в виде бобины с лентой. Доступна обработка стандартных оснований для компонентов в автоматических системах сборки и других электронных компонентов для поверхностного монтажа. В настоящее время доступны два конструктива, которые предназначены для установки электронных компонентов стандартного размера SOIC8 и меньше (см. рис. 1).
Более компактный размер монтажного основания подходит для компонентов размера SOT23 и меньше (приблизительно 5´4´3 мм). Кроме того, HARTING производит монтажные основания с индивидуальными размерами в соответствии с требованиями заказчика.
Для примера компания HARTING приводит три практических ситуации, когда монтажное основание может заменить гибкие печатные платы.
- Установка компонентов под углом 90° относительно печатной платы. Монтажное основание удобно использовать, когда электронные компоненты, например датчики, должны располагаться перпендикулярно плоскости печатной платы. Автоматические процессы сборки обеспечивают очень точную установку датчиков температуры или преобразователей Холла для гарантии точности и повторяемости измерений. Ещё одним наглядным примером могут служить оптические компоненты, такие как светодиоды или полупроводниковые диоды, которые предназначены для формирования чётких световых барьеров (см. рис. 2).
- Расстояние до печатной платы. Монтажное основание может также применяться для обеспечения расстояния между печатной платой и электронным компонентом. Например, датчик температуры может использоваться для точного измерения температуры в корпусе, и на его результаты не будет влиять тепло, выделяемое другими компонентами, установленными на печатной плате. Кроме того, данная технология позволяет устанавливать светодиоды на таком расстоянии от печатной платы, чтобы предотвратить риск их затенения окружающими компонентами.
- Функция антенны. Монтажное основание может изготавливаться с применением разных базовых полимеров. Следовательно, могут предусматриваться различные характеристики материалов антенн, например, диэлектрическая постоянная и коэффициент диэлектрических потерь. Доступны индивидуальные конфигурации антенн различного назначения, работающие в диапазонах МГц и ГГцчастот: например, для Bluetooth, WiFi, ZigBee и 5G.
Технология 3DMID – альтернатива гибким печатным платам
Технология 3DMID (электронномеханическое интегрированное устройство) позволяет устанавливать электронные компоненты непосредственно на трёхмерном корпусе без печатных плат и соединительных кабелей. Основной корпус изготавливается из термопластичной пластмассы с непроводящими неорганическими добавками методом литья под высоким давлением. Используемый пластик характеризуется высокой теплостойкостью, поэтому он подходит для пайки с оплавлением припоя.
Для установки электрических контуров на материал выполняется «активация» добавок методом прямого лазерного структурирования (LDS). Во время этого процесса с помощью лазерного луча выполняется выделение участков контактных дорожек и формирование мелкошероховатой структуры. Частицы металла, которые освобождаются во время этого процесса, становятся атомными ядрами для последующей химической металлизации. Данный процесс формирует контактные дорожки на трёхмерном основном корпусе.
На протяжении более 10 лет компания HARTING работала над собственной комплексной реализацией процесса 3DMID: от концепции проекта до серии готовых продуктов. Данная технология находит применение в прикладных решениях в областях медицинских технологий, промышленной электроники и бытовой электронной аппаратуры, а также в автоматизированных компонентах для обеспечения безопасности. Подразделение компании HARTING 3DMID является крупнейшим поставщиком компонентов 3DMID за пределами Азии.
Разработанное на основе инновационных технологий монтажное основание подходит для широкого спектра сценариев применения. Оно может оснащаться несколькими датчиками, которые при необходимости можно расположить в трёх направлениях для выполнения измерений по трём осям (X, Y, Z). Компоненты могут одновременно устанавливаться на двух параллельных поверхностях (на лицевой и на обратной сторонах), а также на торцевой стороне. На монтажное основание HARTING была оформлена заявка на патент.
На рисунке 3 показан процесс MID, во время которого на изготовленный методом литья под давлением компонент накладывается проводящая схема, согласно индивидуальным требованиям. На этапе сборки электронные компоненты устанавливаются на выбранные поверхности.
Монтажное основание обеспечивает 60процентную экономию расходов
При использовании автоматизированного процесса HARTING устанавливает электронные компоненты, например, светодиоды, интегральные схемы, полупроводниковые диоды и датчики, непосредственно на монтажное основание. Общая стоимость монтажного основания на две трети ниже стоимости решений с применением гибких печатных плат. Более низкая стоимость обусловлена отсутствием зачастую сложных операций при работе с гибкими печатными платами, например, расположения компонентов, склеивания и сборки. Даже в небольших масштабах использования данный процесс характеризуется преимуществами, поскольку монтажное основание подходит для разных целей применения и не требует адаптации, что позволяет сократить расходы на новые литые под давлением элементы. По сравнению с гибкими печатными платами данный процесс обеспечивает более точное расположение компонентов, более высокую повторяемость и улучшение качества.
HARTING подчеркивает ещё одно преимущество монтажного основания: небольшие сроки поставки готовых компонентов. Поскольку не требуется изменение пластикового корпуса, необходимы только спецификации по размещению электронных компонентов. На основе предоставленных спецификаций эксперты 3DMID сформируют предложение, оптимизированное согласно установленным требованиям. Для изготовления контактных дорожек для решения поставленной задачи потребуется только настройка программы для лазерного оборудования. После утверждения заказчиком полученной информации по продукту и компонентам в срок до двухтрёх недель (или даже быстрее, если необходимо) заказчику будут отправлены первые производственные образцы.
Если вам понравился материал, кликните значок — вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал —не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
