СОЕДИНЕНИЕ ГИБКОГО ПЕЧАТНОГО КАБЕЛЯ С ЖЕСТКОЙ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТОЙ

Полезная модель относится к области электромонтажа, а именно к соединениям плоских кабелей (шлейфов) с жесткими печатными платами, применяемым в производстве радиотехнической и электронной аппаратуры.
С точки зрения экономии массы и занимаемого объема, из всего многообразия плоских кабелей наиболее перспективными являются гибкие печатные кабели. Они имеют существенную особенность, обусловленную изготовлением печатных проводников из гальванической медной фольги толщиной 35-70 мкм или методом вакуумного напыления: малую механическую прочность, что требует мер защиты мест перехода от гибкой части узла к жесткой его части. Достаточно часто к гибким печатным кабелям предъявляются требования по многократным перегибам.
Гибкий печатный кабель представляет собой гибкое диэлектрическое основание, например, из полиимида с выполненными на его поверхности проводниками, покрытыми защитной диэлектрической пленкой, таким образом, что на краях гибкого печатного кабеля созданы электрические выводы (Е.В.Пирогов «Проектирование и технология печатных плат», (учебник), ФОРУМ-ИНФА-М, Москва, 2005, гл.1-2). Возможно выполнение выводов печатных кабелей в виде контактных площадок. Они представляют собой участки печатных проводников, оголенных и облуженных с одной стороны.
Соединение гибких печатных кабелей с жесткими печатными платами осуществляется в большинстве случаев при помощи пайки контактных площадок (выводов) гибких печатных кабелей с контактными площадками плат различными способами: термокомпрессионная пайка, инфракрасная пайка, ручная пайка. Для всех этих соединений характерна необходимость защиты (упрочнения) выводов в области пайки.
Как правило, малая толщина жесткой платы 0,2-0,5 мм не позволяет скрутить ее кромки и при многократных перегибах гибкой печатной платы в местах их соприкосновения может произойти разрушение гибкой печатной платы.
Для предотвращения разрушения выводов гибкой печатной платы используется упрочнение паяного соединения в месте выхода проводников из-под изоляции с помощью дополнительных опор.
Известно техническое решение (Патент РФ №2308177, Н05К 1/11, H01R 12/24, опубл. 2007.10.10), представляющее собой печатный кабель с балочными выводами, в котором упрочнение паяного соединения достигается тем, что хотя бы один из балочных выводов снабжен различными видами дополнительных опор или (и) концевым фиксатором. Недостатки аналога: большое количество дополнительных элементов (опоры и/или концевые фиксаторы), которые сами по себе требуют фиксирующих деталей и/или узлов, что существенно усложняет конструкцию.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является техническое решение (Заявка WO 2005FR01357, Н05К 3/00, Н05К 3/36, опубл. 2006.01.05), в котором соединение гибкого печатного кабеля и жесткой печатной платы обеспечивается с помощью адгезива между платами с последующей пайкой проводящей пастой, по меньшей мере, через одну пару дополнительных металлизированных отверстий в гибкой печатной плате и в жесткой печатной плате. Застывшая проводящая паста и адгезив представляют собой дополнительные опоры. Недостатки прототипа: на границе защитной пленки гибкой печатной платы и проводника возможен перегиб гибкой печатной платы, что может привести к его обрыву и отказу изделия, что существенно снижает надежность. Острые кромки жесткой печатной платы при частых перегибах гибкого кабеля могут привести к его разрушению, что также снижает надежность. Прототип предполагает этап точного совмещения проводников при приклеивании гибкой печатной платы, что представляет собой дополнительную ответственную операцию, которая является трудоемкой и ведет к значительному усложнению электромонтажа.
Техническим результатом предложенного технического решения является создание повышенно надежного соединения гибкого печатного кабеля с жесткой печатной платой, упрощение электромонтажа конструкции.
Технический результат достигается тем, что соединение гибкого печатного кабеля с жесткой печатной платой, содержащее выполненное при помощи пайки соединение контактных площадок жесткой печатной платы и выводов гибкого печатного кабеля, в которых выполнены металлизированные отверстия, в металлизированных отверстиях гибкого печатного кабеля и жесткой печатной платы установлена, по меньшей мере, одна скоба. Причем полигоны гибкой печатной платы и жесткой печатной платы соединены при помощи пайки. Причем между гибкой печатной платой и жесткой печатной платой установлен упругий элемент.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где
Фиг.1 - соединение гибкой печатной платы с жесткой печатной платой с помощью скобы;
Фиг.2 - гибкая печатная плата с выводами, металлизированными отверстиями и полигонами;
Фиг.3 - жесткая печатная плата с контактными площадками и металлизированными отверстиями.
Гибкая печатная плата 1 (фиг.1) содержит печатные проводники 2, покрытые изоляцией 3 с выводами 4 (фиг.1, 2), металлизированные отверстия 5, полигоны 6, электрически не связанные с проводниками 2 (фиг.1).
Жесткая печатная плата 7 (фиг.3) содержит контактные площадки 8, металлизированные отверстия 9, полигоны 10, электрически не связанные с контактными площадками 8.
Предлагаемое соединение содержит гибкую печатную плату 1 (фиг.1) с выводами 4, припаянными к контактным площадкам 8 жесткой печатной платы 7, дополнительную опору в виде скобы 11, выполненной, например, из медной проволоки, установленной в металлизированные отверстия 5, 9, полигоны 6 ГПК 1, припаянные к полигонам 10 жесткой печатной платы 7. Скоба 11 расположена вне области выхода 12 проводников 2 из изоляции 3. Между гибкой печатной платой 1 и жесткой печатной платой 7 расположен упругий элемент 13 в виде пластины, например, из резины.
Работа устройства осуществляется следующим образом. При соединении гибкой печатной платы 1 с жесткой печатной платой 7 установкой скобы 11 в металлизированные отверстия 5, 9 выполняется их взаимная фиксация, при этом контактные площадки 8 жесткой печатной платы 7 и выводы 4 гибкого печатного кабеля 1 автоматически совмещаются. Далее осуществляется процесс пайки. При перегибах гибкой печатной платы 1 скоба 11 воспринимает все напряжения и деформации, при этом в местах паек контактных площадок 8 и выводов 4 они практически отсутствуют. Соединенные полигоны 6, 10 также воспринимают часть напряжений.
Упругий элемент 13, установленный между гибкой печатной платой 1 и жесткой печатной платой 7, перераспределяет напряжения, возникающие на острых кромках жесткой печатной платы 7 и исключает возникновение концентраторов напряжения в точках касания гибкой печатной платы 1 и жесткой печатной платы 7 и, таким образом, гарантирует исключение влияния острых кромок жесткой печатной платы 7 на гибкую печатную плату 1. Следовательно, исключается возможность разрушения гибкой печатной платы 1 и повышается надежность полученного соединения.
В отличие от прототипа отличительные признаки заявленного изобретения позволяют повысить надежность соединения гибкого печатного кабеля с жесткой печатной платой, что достигается за счет выполнения фиксации гибкой печатной платы к жесткой печатной плате при помощи установки скобы в их металлизированные отверстия и затем последующей пайки гибкого печатного кабеля с жесткой печатной платой. При этом установка скобы обеспечивает точное совмещение и фиксацию соединяемых деталей, а это существенно упрощает электромонтаж конструкции. Выполнение пайки полигонов гибкой печатной платы и жесткой печатной платы, а также установка упругого элемента между ними позволяет дополнительно повысить надежность созданного соединения за счет исключения возможности разрушения гибкого печатного кабеля.
Заявленная полезная модель имеет отличия от наиболее близкого аналога, таким образом, оно удовлетворяет условию патентоспособности «новизна».
Полезная модель может быть использована при разработке гибко-жестких печатных плат для обеспечения связей в электрических цепях широкого спектра электрорадиоаппаратуры.
Техническое решение может быть реализовано на приборостроительном предприятии. В описании содержатся материальные средства для его реализации. В связи с этим заявленная полезная модель соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».