Разновидности шлейфов: зачем они нужны и как выбрать подходящий

Современные мобильные телефоны, в силу своей компактности и минимальной толщины, нуждаются в особых элементах, которые бы надежно объединяли компоненты изделия для передачи данных и питания. С этой целью, вместо традиционных проводов, используются шлейфы – специальные плоские кабели, обеспечивающие соединение модулей девайса в одну корректно работающую систему. Благодаря своей гибкости, они позволяют компоновать внутренние узлы в сложных корпусах, а также выдерживать небольшие изгибы при эксплуатации.

Разновидности шлейфов

По своей конструкции шлейфы, которые используются в мобильных устройствах, могут быть простыми или сложными.

Простые шлейфы состоят из проводящих дорожек с коннекторами на концах для подключения к платам или модулям. Их основная функция – передача электрических сигналов и питания. Примерами таких шлейфов могут быть:

• межплатные шлейфы;

• аккумуляторные шлейфы;

• простейшие дисплейные шлейфы. 

Сложные шлейфы - это полноценные узлы с установленными радиоэлектронными компонентами (микросхемами, датчиками, резисторами, конденсаторами, другое), имеющие, кроме проводниковой, и другие опции. Другими словами – это гибкая печатная плата с функциями модуля (FPCB). Они не только обеспечивают передачу сигналов, но и выполняют их обработку и фильтрацию. Примеры сложных шлейфов:

• шлейф зарядного порта, совмещённый с микрофоном, вибромотором или антенной;

• шлейф кнопок с интегрированными электронными элементами (фильтрами, контроллерами);

• шлейф камеры с интегрированным стабилизатором или драйвером сенсора;

• шлейф сканера отпечатка пальца с управляющей микросхемой.

Каждый производитель электроники может включать в конструкцию шлейфа разные элементы своих устройств, поэтому примеров таких сложных компонентов – множество.

Кроме того, шлейфы, которые используются в конструкции мобильных девайсов могут быть гибкими (FPC/Flex), жесткими (PCB/Rigid) и полужесткими (Rigid-Flex).

Гибкие шлейфы представляют собой полимерную пленку, на которую нанесены медные токопроводящие дорожки. Они могут свободно изгибаться, обеспечивая  бесперебойную работу подвижных соединений. Это, к примеру, дисплейные шлейфы, шлейфы камер, соединения между платами в моделях со складывающейся или слайдерной конструкцией.

Жесткие шлейфы - это, по сути, жесткая печатная плата с токопроводящими дорожками, которая выполняет роль соединительного узла. К таким относится переходная плата между коннекторами. Ввиду невозможности их изгибания и сложности монтажа в ограниченном пространстве, жесткие шлейфы редко применяются в конструкциях портативных устройств. 

В мобильных девайсах чаще встречаются комбинированные, жестко-гибкие шлейфы (Rigid-Flex), сочетающие гибкие и жесткие участки, на которых могут быть установлены различные элементы:

• камеры, микрофоны, динамики;

• различные кнопки – включения/выключения, громкости, запуска камеры, другое;

• датчик подсветки – фотоэлемент, отключающий дисплей во время разговора;

• антенны Wi-Fi, GSM, Bluetooth;

• и т.д. 

Жестко-гибкие шлейфы в мобильных устройствах сочетают возможности использования в ограниченном пространстве и дополнительные функции, в зависимости от вариантов установленных компонентов на жесткой их части. Такая конструкция, благодаря наличию гибких зон, позволяет разместить сложные схемы в компактных корпусах смартфонов, планшетов и мобильной электроники, минимизируя количество отдельных плат и разъемов и сохраняя механическую прочность и стабильность электрических характеристик на жестких участках.

В каких случаях может понадобиться замена шлейфа 

Замена шлейфа может понадобиться в случаях, связанных с физическим износом или возможными повреждениями:

• механическое повреждение – разрыв или заломы гибкой ленты из-за падения, удара, чрезмерного изгиба или неосторожной разборки устройства;

• износ от многократных сгибов – особенно в случаях складных смартфонов, шлейфов дисплеев, кнопок питания, которые подвержены постоянному использованию;

• окисление или коррозия контактов – возникает при попадании влаги или конденсата, что приводит к нестабильной работе или полной потере сигнала;

• нарушение пайки или разъёмов – может произойти при перегреве, вибрациях;

• повреждение током – из-за короткого замыкания или скачка напряжения;

• выход из строя встроенных компонентов – в случае сложных или жёстко-гибких шлейфов, содержащих микросхемы, конденсаторы или фильтры.

Кроме того, замена шлейфа может понадобиться при неисправностях дисплея, сенсора, кнопок, камер, зарядного разъёма или динамиков, если проблема не решается чисткой контактов или переподключением.

Выбор подходящего шлейфа для мобильного устройства

Выбирая подходящий шлейф для мобильного устройства, необходимо следовать рекомендованному алгоритму – это обеспечит совместимость компонентов и долговечность работы устройства после произведенного ремонта.

• Необходимо определить точную модель устройства – разные модели одной марки могут иметь в своей конструкции разные шлейфы. Серийный номер платы тоже играет роль – у одной модели в разных партиях может отличаться тип шлейфа.

• Следует определить тип шлейфа, это поможет сразу отсеять несовместимые варианты – дисплейный, камерный, кнопочный, системный, межплатный.

• Рекомендуется проверить форму и расположение контактов – количество дорожек, ширину, длину шлейфа, расположение разъёмов и фиксаторов, расположение дорожек – зеркальное или прямое.

• Стоит определить комплектацию шлейфа – одни продаются в простом исполнении, другие идут с уже припаянными микрофонами, кнопками, коннекторами, другими компонентами.

• Следует выбрать проверенного поставщика, качество продукции которого не подлежит сомнению, вне зависимости от того, оригинальная ли это деталь или копия высокого качества.

Правильно подобранный шлейф обеспечивает стабильную работу всех компонентов мобильного устройства и продлевает срок его службы.