Исследование влияния механических деформаций на шлейф жестко-эластичной печатной платы (2024)

При разработке устройств носимой биоэлектроники с эластичными элементами необходимо подтвердить высокую устойчивость конструкции коммутационного носителя к различным механическим воздействиям. В работе исследовано влияние деформаций растяжения, сжатия и изгиба на шлейф с проводниками подковообразной формы в жестко-эластичной печатной плате. В результате моделирования определены области максимальных механических напряжений в зависимости от приложенной силы. Выявлено, что увеличение ширины дорожек буферного слоя из полиимида способствует большей надежности эластичной части при растяжении. Так, при ширине полиимидных дорожек 150/750 мкм относительно медных 100/500 мкм получены результаты возможного растяжения шлейфа более 20 %, изгиба со смещением вниз более 15 % относительно длины шлейфа и сжатия более 17 % без замыкания соседних цепей между собой. Определено, что для обеспечения повышенной устойчивости к механическим воздействиям необходимы зазоры между соседними проводниками более 100 мкм, а также топологии от края компаунда не менее 2 мм.

In the process of designing reliable stretchable electronics devices, it is necessary for the elastic substrate to have increased resistance to mechanical effects. The effect of tensile, compressive, and bending deformations on a cable with horseshoe-shaped conductors in a rigid-stretchable PCB was investigated. As a result of modeling, the areas of maximum mechanical stresses as a function of the applied force were determined. It is revealed that the increase in the width of polyimide buffer layer tracks contributes to greater reliability of the stretchable part under tension. Thus, with the width of polyimide tracks 150/750 microns relative to copper tracks 100/500 microns, the results of possible stretching of the cable more than 20 %, bending with downward displacement more than 15 % relative to the length of the cable and compression more than 17 % without short-circuiting of neighboring tracks were obtained. It was determined that to provide increased resistance to mechanical effects, clearances between neighboring conductors of more than 100 µm are required, as well as topologies from the edge of the compound not less than 2 mm.

 

Тип: Статья
Автор (ы): Горлов Николай
Соавтор (ы): Вертянов Денис, Жумагали Райымбек, Гладкова Светлана Игоревна
Ключевые фразы: растяжение, СЖАТИЕ

Идентификаторы и классификаторы

SCI
Физика
УДК
539.371. Обратимые деформации. Упругие деформации. Деформация упругих тел, самопроизвольно восстанавливающих свою форму
Префикс DOI
10.51368
Текстовый фрагмент статьи