Tecnologia PCB - FPC Design Capitolo pratico FPC Design Raiders

Il circuito stampato flessibile (FPCFlexiblePrintedCircuit) è una forma elettrica realizzata sulla superficie di taglio flessibile, che può o non può avere uno strato di copertura (solitamente utilizzato per alimentare FPC). Poiché FPC può essere piegato, piegato o spostato ripetutamente in una varietà di modi, rispetto alle schede rigide ordinarie (PCB), ha i vantaggi di leggerezza, sottigliezza, flessibilità, ecc., quindi la sua applicazione è sempre più ampia.

I materiali dello strato base FPC (BaseFilm) generalmente utilizzano poliimide (poliimide, indicato come PI), ma usano anche poliestere (poliestere, indicato come PET), lo spessore del materiale è 12.5/25/50/75/125um, comunemente usato 12.5 e 25um. Se FPC deve essere saldato ad alta temperatura, PI è solitamente selezionato come materiale e FR4 è solitamente selezionato come materiale di base del PCB.

Lo strato di copertura (CoverLayer) di FPC è un corpo laminato di un film dielettrico e colla, o un rivestimento di un mezzo flessibile, che ha la funzione di evitare contaminazioni, umidità, graffi, ecc Il materiale principale è lo stesso del materiale dello strato di base, cioè, poliimide (poliimide) e poliestere (poliestere), lo spessore dei materiali comunemente utilizzati è 12,5um.

Il design FPC deve legare ogni strato insieme, questa volta è necessario utilizzare colla FPC (adesivo). Gli adesivi comunemente usati per pannelli flessibili includono acrilico, epossidico modificato, butirrali fenolici, adesivi rinforzati, adesivi sensibili alla pressione, ecc., mentre FPC monostrato non ha bisogno di essere incollato.

In molte applicazioni come la saldatura di dispositivi, la scheda flessibile deve utilizzare un irrigatore per ottenere supporto esterno. I materiali principali utilizzati sono il film del PI o del poliestere, la fibra di vetro, il materiale del polimero, lo strato di acciaio, lo strato di alluminio e così via. Il film del PI o del poliestere è un materiale comunemente usato per il rinforzo dei pannelli flessibili e lo spessore è generalmente 125um. La durezza del bordo di rinforzo in fibra di vetro (FR4) è superiore a quella di PI o poliestere ed è relativamente difficile da elaborare quando viene utilizzato in luoghi in cui è richiesto di essere più duro.

Rispetto al metodo di elaborazione del pad PCB, l'elaborazione del pad FPC ha anche una varietà di metodi, i più comuni sono i seguenti:

1. L'oro nichel chimico è anche chiamato oro ad immersione chimica o oro ad immersione. Generalmente, lo spessore dello strato di nichel elettroless utilizzato sulla superficie metallica di rame del PCB è 2.5um-5.0um e lo spessore dello strato d'oro ad immersione (99.9% oro puro) è 0.05um-0.1um. I vantaggi tecnici: superficie piana, tempo di conservazione più lungo, facile da saldare; adatto per componenti a passo fine e PCB più sottili. Per FPC, è più adatto per l'uso a causa del suo spessore più sottile. Svantaggi: non rispettoso dell'ambiente.

2. I vantaggi della placcatura di piombo-stagno: È possibile aggiungere direttamente piombo piatto e stagno al pad, con buona saldabilità e uniformità. Per alcune tecniche di lavorazione come HOTBAR, questo metodo deve essere adottato su FPC. Svantaggi: il piombo è facile da ossidare e il tempo di conservazione è breve; ha bisogno di tirare il filo galvanizzato; non è rispettoso dell'ambiente.

3. galvanizzazione selettiva dell'oro (SEG) La galvanizzazione selettiva dell'oro si riferisce all'uso di oro placcato nelle aree locali del PCB e un altro metodo di trattamento superficiale per altre aree. L'galvanizzazione dell'oro si riferisce al rivestimento della superficie di rame del PCB prima con uno strato di nichel e poi galvanizzando lo strato d'oro. Lo spessore dello strato di nichel è 2.5um-5.0um e lo spessore dello strato d'oro è generalmente 0.05um-0.1um. Vantaggi: placcatura d'oro spessa, forte resistenza all'ossidazione e resistenza all'usura. "Golden Finger" adotta generalmente questo metodo di elaborazione. Svantaggi: non rispettoso dell'ambiente, inquinamento da cianuro.

4. strato di saldabilità organica (OSP) Questo processo si riferisce alla copertura della superficie di rame del PCB esposta con materia organica specifica. Vantaggi: Può fornire una superficie PCB molto piana, che soddisfa i requisiti di protezione ambientale. Adatto per PCB con componenti a passo fine.

Svantaggi: PCBA che utilizza processi convenzionali di saldatura ad onda e saldatura ad onda selettiva è richiesto e i processi di trattamento superficiale OSP non sono consentiti.

5. Heat Air Leveling (HASL) Questo processo si riferisce alla copertura della superficie metallica esposta finale del PCB con una lega di piombo-stagno 63/37. Lo spessore di livellamento dell'aria calda del rivestimento della lega di piombo-stagno deve essere 1um-25um. Il processo di livellamento dell'aria calda è difficile da controllare lo spessore del rivestimento e il modello del terreno. Non è raccomandato l'uso su PCB con componenti a passo fine perché i componenti a passo fine hanno requisiti elevati per la planarità del terreno; il processo di livellamento dell'aria calda è per FPC sottili. L'impatto è grande, questo tipo di trattamento superficiale non è raccomandato.

Nella progettazione, FPC spesso deve essere utilizzato in combinazione con PCB. Nella connessione tra i due, connettori scheda-scheda, connettori con dita d'oro, HOTBAR, schede morbide e dure e saldatura manuale sono solitamente utilizzati per il collegamento. Per le applicazioni differenti, il progettista può adottare il metodo di connessione corrispondente.

Nelle applicazioni reali, è necessario determinare se la schermatura ESD è necessaria in base alle esigenze dell'applicazione. Quando i requisiti di flessibilità FPC non sono elevati, può essere realizzato con rame solido e supporti spessi. Quando i requisiti di flessibilità sono elevati, può essere realizzato utilizzando griglia di rame della pelle e pasta conduttiva d'argento.

Grazie alla flessibilità di FPC, è facile da rompere quando sottoposto a stress, quindi alcuni metodi speciali sono necessari per FPC.

I metodi comunemente utilizzati sono:

1. Il raggio minimo dell'angolo interno sul contorno flessibile è di 1,6 mm. Più grande è il raggio, maggiore è l'affidabilità e più forte è la resistenza allo strappo. All'angolo della forma, una traccia vicino al bordo della scheda può essere aggiunta per evitare che il FPC venga strappato.

2. La fessura o fessura sul FPC deve finire in un foro rotondo con un diametro non inferiore a 1,5 mm. Questo è anche necessario quando le due parti adiacenti del FPC devono essere spostate separatamente.

3. al fine di ottenere una migliore flessibilità, l'area di piegatura deve essere selezionata in un'area di larghezza uniforme e cercare di evitare il cambiamento di larghezza FPC e la densità di cablaggio irregolare nell'area di piegatura.

4. Stiffener, noto anche come irrigiditore, è utilizzato principalmente per ottenere supporto esterno. I materiali utilizzati sono PI, poliestere, fibra di vetro, materiali polimerici, lamiere di alluminio, lamiere di acciaio, ecc Design ragionevole del bordo di rinforzo, dell'area e del materiale hanno un grande effetto su evitare lo strappo FPC.

5. Nella progettazione FPC multistrato, l'area che deve essere piegata frequentemente durante l'uso del prodotto deve essere progettata con strati di spazio d'aria. Cercate di utilizzare materiali PI sottili per aumentare la morbidezza del FPC e impedire che il FPC si rompa durante la piegatura ripetuta.

6. Quando lo spazio lo consente, un'area di fissaggio biadesiva dovrebbe essere progettata alla giunzione del dito dorato e del connettore per evitare che il dito dorato e il connettore cadano durante il processo di piegatura.

7. La linea dello schermo della seta di posizionamento FPC dovrebbe essere progettata al collegamento tra il FPC e il connettore per evitare che il FPC si avviti e l'inserimento improprio durante il processo di assemblaggio. Conducente alle ispezioni di produzione.

A causa della particolarità di FPC, è necessario prestare attenzione ai seguenti punti durante il cablaggio:

Regole di cablaggio: prioritizzare il cablaggio del segnale per essere liscio, sulla base del principio di perforazione corta, retta e meno, cercare di evitare cavi lunghi, sottili e circolari, principalmente linee orizzontali, verticali e 45 gradi, evitare qualsiasi angolo La parte curva segue la linea dell'arco. Le condizioni di cui sopra sono descritte nel dettaglio come segue:

1. larghezza della linea: considerando che i requisiti di larghezza della linea di dati e della linea elettrica sono incoerenti, lo spazio di cablaggio riservato è di 0,15mm in media

2. passo della linea: Secondo la capacità di produzione corrente della maggior parte dei produttori, il passo della linea di progettazione (passo) è 0.10mm

3. margine di linea: La distanza tra la linea più esterna e il profilo FPC è progettato per essere 0.30mm, e più grande lo spazio è, meglio è

4. filetto interno: Il filetto interno minimo sul profilo FPC è progettato per essere raggio R=1.5mm

5. Il filo è perpendicolare alla direzione di piegatura

6. Il filo dovrebbe passare attraverso l'area di piegatura uniformemente

7. Il filo dovrebbe essere il più pieno possibile nell'area di piegatura

8. Non ci dovrebbe essere alcun metallo di placcatura supplementare nell'area di piegatura (i fili nell'area di piegatura non sono placcati)

9. Mantenere la larghezza della linea coerente

10. Le tracce dei doppi pannelli non possono sovrapporsi per formare una forma a "I"

11. Minimizzare il numero di strati nell'area di piegatura

12. L'area di piegatura non può avere fori e fori metallizzati

13. L'asse centrale di flessione dovrebbe essere impostato al centro del filo. Il coefficiente del materiale e lo spessore su entrambi i lati del filo devono essere il più coerenti possibile. Questo è molto importante nelle applicazioni di piegatura dinamica.

14. torsione orizzontale piano segue i seguenti principi-ridurre la sezione di flessione per aumentare la flessibilità, o aumentare parzialmente l'area del foglio di rame per aumentare la durezza.

15. Per la piegatura verticale, aumentare il raggio di curvatura e ridurre il numero di strati nella zona centrale della piegatura.

16. per i prodotti con requisiti EMI, se linee di segnale di radiazione ad alta frequenza come USB, MIPI, ecc. sono sul FPC, uno strato conduttivo di lamina d'argento dovrebbe essere aggiunto al FPC secondo la situazione di misurazione EMI e il foglio conduttivo d'argento dovrebbe essere messo a terra per prevenire EMI.

Con l'espansione delle applicazioni FPC, i contenuti di cui sopra continueranno ad essere arricchiti o non applicabili, ma fintanto che si progetta attentamente nel vostro lavoro, pensare di più e riassumere, credo che progettare FPC non sia un compito difficile, e si può facilmente iniziare.