高可靠性的应用对互连技术提出了很高的要求。为了做出正确的选择，你需要知道每种互连方案之间的区别，以及什么时候采用分立单线排列或柔性印刷电路更好。

对于大多数标准应用，分立的绞合线或实心电缆已经足够。然而，如果系统有空间或重量限制，最好考虑优化的互连解决方案。

柔性印刷电路(FPCs)最近经历了巨大的增长。在这里，复杂的电路层被直接蚀刻在一个非常薄的覆铜的聚合物基材上。由于其高度和重量较低，FPC在消费电子领域非常受欢迎。同时，它们也越来越多地被用于现代卫星、机器人和航空电子系统中。

FPCs的一个关键特征是它们能够支持比其他形式的布线更紧密的弯曲。它们还能更好地处理动态运动，同时缓解受到弯曲的影响。这对于线性执行器、坚固耐用的笔记本电脑和飞行控制面来说特别有利，因为这些地方在单一轴上有持续的定期运动。

FPCs被设计成与电缆平面成直角的弯曲，但不能在其他方向弯曲。当它们被使用时，人们失去了在多个轴上同时弯曲的能力。

正确决策的标准

是否选择基于FPC或分立导线的电缆组件，取决于系统的运行参数和应用环境。以下是需要考虑的几个最重要问题：

1.需要什么样的额定电流?

FPC是基于非常薄的铜轨，因此相比其他类型的电缆，其正常和峰值电流的额定值较低，在决定使用之前必须考虑到这一点。FPC每条轨道的电流不可能超过1A。增加电流承载能力的唯一方法是加厚铜线，这将损害FPC的灵活性。相比之下，分立导线能够提供比FPCs至少高三倍的电流。因此，它们既适用于供电，也适用于数据传输。

2.系统的总重量必须保持在尽可能低的水平?

电缆组件对系统的总重量有很大影响。在一个由电池供电的Hi-Rel系统中，或依赖于储存的能量储备，重量是一个重要的标准。因此，合适的电缆的规格是至关重要的。例如，一个无人驾驶飞行器(UAV)：对于这种应用，使用FPC可能是明智的，它可以节省重量——只要支持的电流水平在这种类型连接器的限制范围之内。

3.需要多大的空间?

在考虑PCB电缆连接的空间要求时，有两个方面需要考虑。一是电缆连接器的高度超过了相应的PCB安装连接器的高度。二是垂直离开连接器背面的电缆必须有足够的空间以保证弯曲半径。甚至可能需要在对面的设备、电路板或外壳上垫上垫子，以确保弯曲的电缆在其工作寿命中不被磨损。有了FPC，将SMD连接器改成直角，意味着这些对连接空间的担忧都被消除了。

4.电缆可能要承受的弯曲半径是多少?

弯曲半径为电缆绝缘厚度的6到10倍是可以接受的(图1)。由于其更薄的结构，FPC可以承受比分立电缆组件更尖锐的弯曲。然而，这只是在一个方向上(沿着电缆的长度)。当带有多轴关节的机器人手臂进行复杂运动时，情况就不同了。对于这样的应用，可以扭曲和转动的分立导线组件是更好的选择。

图1.电缆的弯曲半径图示。

5.弯曲总是保持恒定，布线在其使用寿命中必须承受动态弯曲?

如果布线经历了许多弯曲周期，FPC的耐久性可能会与其他形式的布线不同。分立电缆中的材料在受到反复弯曲运动时，会变得更脆。

6.布线将被安装在与系统有关的确切位置?

这是一个重要的考虑因素，因为FPC的外部保护较薄，而且非常暴露。理想情况下，它们应该在一个外壳内，以确保连续运行。相比之下，分立电缆组件有一个更厚的聚合物涂层，可以更好地保护它们免受潜在的损害。因此，当电缆组件在一个单元的外面时，它们应该被用在电缆组件中。用电缆管理附件固定电缆束也更容易。这可以防止不必要的振动，以及对其他部件和外壳的磨损。这也使得在电缆束周围增加额外的保护更容易。

7.应指定哪些材料?

连接器、电缆、FPC和附件有多种不同的材料可供选择。尽早指定温度要求，然后验证所选电缆或FPC连接的所有部件都能承受这些要求，将避免进一步的问题。在选择材料时还应考虑到EMI或RF干扰的影响。在与供应商的直接合作中，有可能检查一个最终产品是否适合所有相关因素。如果环境过于恶劣，可能需要采取保护措施。为了消除电磁干扰，可能需要在电缆束上设置外部金属网。柔性连接在这里是一个更好的选择，因为它们不容易受到电磁干扰的影响。

8.还有哪些因素需要考虑?

例如，对于卫星硬件，必须注意组件的放气特性，否则物质可能在空间真空中释放，从而影响关键电子电路的运行。如果有可能被油、燃料和其他化学品污染，或者有可能被真菌攻击，就必须采取预防措施。

Harwin分立和FPC连接

除了分立电缆组件(图2)，Harwin还提供带有连接FPC的Hi-Rel连接器。这些FPC选项可用于Datamate J-Tek(间距2毫米)和Gecko产品(间距1.25毫米)，适用于空间有限的设计。其低矮的外形使PCB可以更紧密地堆叠在一起。直角形的连接器组件使所有的布线更加方便，因为连接器可以放在电路板的边缘而不是中心。

图2. Harwin公司的分立电缆组件实例。

这些组件中使用的FPC有一个覆铜的聚酰亚胺基底和一个粘合的覆盖层。自由端的刚性区域可以与不同的FPC连接器类型兼容(ZIF，零插入力和LIF，低插入力)。

Harwin的FPC组件(图3)的间距为0.5毫米，支持Gecko的0.4A的额定电流，或者间距为1毫米，Datamate的每条线的额定电流为1A。

图3：Harwin的Datamate和Gecko产品系列FPC电缆组件。

根据连接器的规格，产品支持广泛的工作温度范围。为了补充现有的产品系列，还可提供其他FPC组件(具有不同的尺寸和长度)以满足客户的具体要求。

Harwin的分立电缆组件是聚四氟乙烯绝缘的，符合IPC WHMA-A-620国际电缆组件标准，有各种长度的电缆，可选择单面或双面排列。也有为满足客户要求而设计的组件。最小订货量很小，因此这种组件可专门用于开发和原型设计。