Результат интеллектуальной деятельности: ГИБКИЙ ПЕЧАТНЫЙ КАБЕЛЬ С ЛАКОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ

Изобретение относится к печатным платам, а именно к частному случаю гибких печатных плат - гибким печатным кабелям.

В настоящее время существует множество технологий изготовления гибких печатных плат и гибких печатных кабелей. Но все их можно разделить на два направления, определяющих процесс формообразования печатного проводника: вытравливание печатных проводников из металлической фольги или выращивание проводников, например напылением или осаждением из электролитов. Это, соответственно, субтрактивные и аддитивные методы.

При изготовлении гибких печатных кабелей, работающих при динамических нагрузках, предпочтение отдается субтрактивным методам, т.к. печатные проводники, изготовленные из медной фольги, имеют большую прочность и лучшую эластичность при изгибах, чем проводники из осажденной меди, склонные к образованию в них микротрещин.

Таким образом, наиболее широко применяемые технологии изготовления гибких печатных плат и гибких печатных кабелей это - субтрактивные способы, основанные на химическом стравливании меди, при этом на фольгированный диэлектрик со стороны фольги наносится маска, соответствующая топологии плат или кабелей, защищающая печатные проводники в процессе травления.

В результате субтрактивных методов изготовления сечение печатных проводников получается трапециевидным (см., например, Гаврюшин Н.Н. обзорная статья «Методы изготовления гибких печатных плат и кабелей», журнал «Зарубежная электроника» № 5, 1985 год, стр. 51-63). Изолируются такие печатные проводники покрывными пленками. Существенным недостатком печатных проводников с трапециевидным сечением, изготовленных методами химического травления, является наличие у них выраженных продольных ребер со стороны формообразования на границе маски и растворения меди в межпроводниковом зазоре. Это не позволяет в потенциально нагруженных гибких печатных кабелях применить для защиты печатных проводников тонкую лаковую изоляцию, с требуемыми характеристиками механической и электрической прочности, а также эластичности для создания подвижных электросоединений.

Лаки для изолирования содержат небольшой процент сухого остатка и обладают высоким поверхностным натяжением, что приводит к утонению слоя лака на гранях и тем самым к снижению электрической прочности на ребрах. Кроме того, на острых элементах токопроводящих деталей увеличивается напряженность электрического поля (эффект «святого Эльма»), что предъявляет дополнительные требования к электрической прочности изоляции на продольных ребрах печатных проводников.

Наиболее близкими к предлагаемому изобретению, принятыми авторами за прототип, являются гибкие печатные кабели (ГПК) по ГОСТ 23752 «ПЛАТЫ ПЕЧАТНЫЕ. Общие технические условия», включающие гибкую изоляционную подложку и расположенный на ней хотя бы один печатный проводник.

В соответствии с ГОСТом ГПК должны выдерживать только 150 циклов перегибов (п. 2.1.5) с радиусом изгиба 3 мм на угол изгиба 90° в обе стороны (п. 4.2.5).

Таким образом, задачей данного технического решения (прототипа) являлось создание гибкого печатного кабеля для электрической коммутации печатных плат внутри блоков с целью уменьшения их габаритов, реализации конструкции «книжного монтажа» печатных плат при разработке устройств, требующих неоднократного «перелистывания» печатных плат для настройки и подгонки параметров некоторых навесных элементов, а также повышения технологичности сборочных работ.

Общими признаками с предлагаемым авторами гибким печатным кабелем с лаковой изоляцией является наличие гибкой изоляционной подложки и расположенный на ней хотя бы один печатный проводник, изолированный лаком.

В отличие от прототипа в предлагаемой конструкции гибкого печатного кабеля с лаковой изоляцией продольные ребра печатного проводника, противолежащие подложке, выполнены скругленными.

В частных случаях, т.е. в конкретных формах исполнения изобретение характеризуется следующими признаками:

- радиус скругления продольных ребер выбирают не менее толщины печатного проводника;

- межпроводниковый зазор выбирают не менее удвоенной толщины печатного проводника.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатам.

Указанные признаки, отличительные от прототипа, и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.

Задачей предлагаемого изобретения является создание гибкого печатного кабеля с лаковой изоляцией для подвижных электрических цепей с равномерной электрической прочностью изоляции со стороны формообразования печатных проводников при динамических изгибах и высоких напряжениях.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном гибком печатном кабеле с лаковой изоляцией, содержащем гибкую изоляционную подложку и расположенный на ней хотя бы один печатный проводник, изолированный лаком, особенность заключается в том, что продольные ребра печатного проводника, противолежащие подложке, выполнены скругленными.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяет, в частности, за счет округления продольных ребер, противолежащих подложке, сформировать лаковую пленку равномерной толщины и электрической прочности на всей поверхности печатных проводников, включая скругленные ребра на боковых поверхностях.

Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах исполнения, позволяют, в частности, за счет того, что:

- радиус скругления продольных ребер, противолежащих подложке, выбирают не меньше толщины печатного проводника. Это позволяет выполнить плавный переход лаковой пленки с печатного проводника на подложку, что обеспечивает равномерную электрическую и механическую прочности изоляции, без утонения ее лакового слоя;

- межпроводниковый зазор выбирают не менее удвоенной толщины печатного проводника, что позволяет исключить происходящее, вследствие капиллярного эффекта, затекание изоляционного лака в промежуток между печатными проводниками, сохранить толщину изолирующего лака в межпроводниковом зазоре, тем самым обеспечить высокую эластичность печатного кабеля при динамических нагрузках.

Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствий изобретения критерию «новизны».

Сущность изобретения заключается в том, что гибкий печатный кабель с лаковой изоляцией, включающий гибкую изоляционную подложку и расположенный на ней хотя бы один печатный проводник, изолированный лаком, в отличие от прототипа, согласно изобретению продольные ребра печатного проводника, противолежащие подложке, выполнены скругленными.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображено поперечное сечение предлагаемой конструкции гибкого печатного кабеля с лаковой изоляцией.

Гибкий печатный кабель с лаковой изоляцией содержит изоляционную подложку 1, на которой размещены печатные проводники 2 со скругленными ребрами 3 со стороны их формообразования и изолированные лаковой изоляцией 4 со стороны, противолежащей изоляционной подложке 1.

Благодаря скругленной форме ребер 3 печатного проводника 2, противолежащих подложке 1, лаковая изоляция 4 имеет равномерную толщину на печатных проводниках 2 со стороны их формообразования и всей поверхности печатного кабеля.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Устройством осуществляется электромонтаж подвижного прибора с неподвижной электрорадиоаппаратурой. При движении прибора печатный проводник 2 на изоляционной подложке 1 и изолированный лаком 4 начинает изгибаться. При этом на скругленных ребрах 3 не формируются выраженные участки внутренних напряжений в лаковой изоляции 4, отличные от напряжений на всей поверхности печатного кабеля.

Выполнение устройства в соответствии с изобретением позволяет получить конструкцию гибких печатных кабелей с лаковой изоляцией равномерной толщины, как на поверхности печатных проводников, так и на их ребрах и боковых сторонах, а также на подложке в межпроводниковых зазорах, и, следовательно, с равномерной электрической и механической прочностью изоляции не только со стороны подложки, но и со стороны формообразования печатных проводников.

Скругление ребер печатных проводников позволяет довольно просто технологически регулировать толщину наносимой лаковой изоляции, таким образом, уровняв электрическую прочность и механические свойства подложки и изоляции не только между собой, но и на продольных ребрах печатного проводника.

Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов гибкого печатного кабеля с лаковой изоляцией, выполненных в соответствии с изобретением. Так опытные образцы печатных кабелей выдержали испытания на изгиб с «нелимитированным» радиусом, т.е. их можно складывать как лист бумаги без облома печатных проводников и без снижения сопротивления изоляции даже при измерении относительно искусственного электрода - воды. А при испытаниях на многократный изгиб с радиусом 15 мм они выдержали более миллиона изгибов на угол 90°.

Изобретение может быть использовано при разработке различных устройств для электрического соединения электрорадиоаппаратуры, содержащей подвижные электрические цепи.

Особенно эффективно применение печатного кабеля данной конструкции в подвижных и динамически нагруженных электрических соединениях.

Намечено серийное производство печатных кабелей по заказам потребителей.