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硬件规划实战第一篇 FPC规划全攻略

柔性印刷电路板(FPCFlexiblePrintedCircuit)是在柔性截至表面制作的一种电路形式,可以有覆盖层也可以没有(通常用来对FPC电路的保护)。由于FPC能以多种方式进行弯曲、折叠或

  柔性印刷电路板(FPC Flexible Printed Circuit)是在柔性到外表制造的一种电路方法,能够有掩盖层也能够没有(一般用来对FPC电路的维护)。因为FPC能以多种方法进行曲折、折叠或重复运动,相关于一般硬 板(PCB)而言,具有轻、薄、柔性等长处,因而其运用越来越广泛。

  FPC的底层(Base Film)资料一般选用聚酰亚胺(Polyimide,简称PI),也有用聚酯

  (Polyester,简称PET),资料厚度有12.5/25/50/75/125um,常用12.5和25um。假如FPC需求在高温焊接条件,其原料一般常选用PI,而PCB的基材一般选用FR4。

  FPC的掩盖层(Cover Layer)原料为介质薄膜和胶的压合体,或许是柔性介质的涂层,具有 避免感染、湿润、刮痕等维护效果,首要资料跟底层用料共同,即聚酰亚胺

  (Polyimide)和聚酯(Polyester),常用资料厚度为12.5um。

  FPC规划时需求将各层粘结起来,这个时分需求运用FPC胶(Adhesive)。柔性板常用胶有丙烯酸(Acrylic),改进 环氧树脂(Modified Epoxy),酚丁缩醛(Phenolic Butyrals),增强胶,压敏胶等,而单层的FPC就不必运用胶进行粘合了。

  在有器材焊接等许多运用场合中,柔性板需求用补强板(Stiffener)来取得外部支 撑。首要用料有PI或Polyester薄膜,玻璃纤维,聚合物资料,钢片,铝片等等。PI或 Polyester薄膜是柔性板补强常用资料,厚度一般为125um。玻璃纤维(FR4)补强板的 硬度比PI或Polyester的高,用于要求更硬一些的当地,相对加工困难。

  相关于PCB焊盘的处理方法,FPC的焊盘处理也有多种方法,常见有如下几种:

  ① 化学镍金又称化学浸金或许沉金。一般在PCB铜金属面选用的非电解镍层厚度为2.5um-5.0um,浸 金(99.9%的纯金)层厚度为0.05um-0.1um(之前有新闻说一家PCB厂工人选用置换法来置换pcb池子里的金子)。 该技能长处:外表平坦,保存时刻较长,易于焊接;合适细间隔元件和厚度较薄的PCB。关于 FPC,因为厚度较薄所以比较合适选用。缺陷:不环保。

  ②电镀铅锡(Tin-Lead Plating) 长处:能够直接给焊盘加上平坦的铅锡,可焊性好、均匀性好。关于某些加工工艺如 HOTBAR,FPC上必定选用该方法。 缺陷:铅简单氧化,保存时刻较短;需求拉电镀导线;不环保。

  ③ 选择性电镀金(SEG) 选择性电镀金指PCB部分区域用电镀金,其他区域用别的一种外表处理方法。电镀金是 指在PCB铜外表先用涂敷镍层,后电镀金层。镍层厚度为2.5um-5.0um,金层的厚度一般 为0.05um-0.1um。 长处:金镀层较厚,抗氧化和耐磨性强。“金手指”一般选用此种处理方法。 缺陷:不环保,氰化物污染。

  ④ 有机可焊性维护层(OSP) 此工艺是指在暴露的PCB铜外表用特定的有机物进行表层掩盖。 长处:能供给十分平坦的PCB外表,契合环保要求。合适于细间隔元件的PCB。

  缺陷:需求选用惯例波峰焊和选择性波峰焊焊接工艺的PCBA,不答应运用OSP外表处理 工艺。

  ⑤ 热风整平(HASL) 该工艺是指在PCB终究暴露的金属外表掩盖63/37的铅锡合金。热风整平铅锡合金镀层厚 度要求为1um-25um。热风整平工艺关于操控镀层的厚度和焊盘图形较为困难,不引荐使 用于有细间隔元件的PCB,原因是细间隔元件对焊盘平坦度要求高;热风整平工艺关于 厚度很薄的FPC影响较大,不引荐运用此种外表处理方法。

  在规划中,FPC常常需求和PCB合作运用,在两者的衔接中一般选用板对板衔接器、衔接器加金手指、HOTBAR、软硬结 合板、人工焊接的方法进行衔接,针对不同的运用环境,规划者能够选用相应的衔接方法。

  在实践的运用中,依据运用需求确认是否需求进行ESD屏蔽,当FPC柔性要求不高时可用实心铜皮、厚介质 完成。柔性要求较高时可选用铜皮网格、导电银浆完成。

  因为FPC的柔软性,在接受应力时简单开裂,因而需求一些特别的手法进行FPC维护,

  常用的方法有:

  1、柔性概括外形上内角的最小半径是1.6mm。半径越大可靠性越高,防撕裂才能也越强。 外形转角的当地可添加一条接近板边的走线,避免FPC被撕裂。

  2、FPC上的裂缝或开槽的有必要终止于一个不小于1.5mm直径的圆孔,在相邻两部分的FPC需 要独自移动的状况下也有此要求。

  3、为了到达更好的柔性,曲折区域需求选在宽度均匀的区域,尽量避免曲折区域中FPC宽 度改变、走线密度不均匀。

  4、补强板(Stiffener)又称加强板,首要用来取得外部支撑,运用的资料有PI, Polyester,玻璃纤维,聚合物资料,铝片,钢片等。合理规划补强板的方位,区域,材 料对避免FPC撕裂有极大效果。

  5、在多层FPC规划时,关于产品运用过程中需求常常弯折的区域需求进行气隙分层规划, 尽量运用薄原料PI资料添加FPC柔软度,避免FPC在重复弯折过程中折断。

  6、空间答应的状况下应该在金手指与衔接器衔接处规划双面胶固定区域,避免弯折过程中 金手指与衔接器掉落。

  7、在FPC与衔接器衔接处应规划FPC定位丝印线,避免FPC在拼装过程中产生偏斜、刺进不 到位等不良。有利于出产查看。

  因为FPC的特别性,其走线时需求留意以下几点:

  走线规矩:优先确保信号走线顺利,以短、直、少打过孔为准则,尽量避免长、细和绕 圈子的走线,以横线、竖线和45度线为主,避免走恣意视点线,弯折部分走弧度线 ,以上状况具体阐明如下:

  1.线宽: 考虑到数据线和电源线的线宽要求不共同,预留走线空间依照均匀0.15mm

  2.线距:依照现在大多数厂家的出产才能,规划线距(Pitch)为0.10mm

  3.线边距:最外线的线间隔FPC概括的间隔规划为0.30mm,空间答应时越大越好

  4.内圆角:FPC概括上内圆角最小值规划为半径R=1.5mm

  5. 导线与曲折方向笔直

  6.导线应均匀的穿过曲折区域

  7.导线尽量布满曲折区域面积

  8.在曲折区域不能有额定的电镀金属(曲折区域导线不电镀)

  9.线宽保持共同

  10. 双面板的走线不能堆叠一同构成“I”状

  11.在曲折区域的层数尽量削减

  12 .曲折区域不能有过孔和金属化孔

  13.曲折中心轴应当设置在导线的中心。导线两头的资料系数和厚度尽量共同。这一点 在动态曲折的运用下十分重要。

  14.水平面改变遵从以下准则—-减小曲折截面以添加柔性,或部分增大铜箔面积以添加韧 性。

  15.笔直面弯折采纳增大弯折半径,弯折中心区域削减层数等方法

  16.关于有EMI要求的产品,若有如USB、MIPI等高频辐射信号线处于FPC上,则应依据EMI测状况在FPC上添加导电银箔层而且使导电银箔接地,避免EMI。

  跟着FPC运用环境的扩展,以上内容会不断得到充分或许不适用,可是只需在工作中用心规划,多考虑多总结,信任规划起FPC也不是什么难事,也能容易上手。

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