Leiterplattentechnisch - Hardware Design tatsächliche PCB Design Strategie

FPC Flexible Printed Circuit (FPC Flexible Printed Circuit) is a form of circuit fabricated on a flexible cut-off Oberfläche, which may or may not have a cover layer (usually used to protect the FPC circuit). Seit FPC kann gebogen werden, gefaltet oder wiederholt bewegt auf verschiedene Arten, compared with ordinary rigid boards (PCB), es hat die Vorteile der Leichtigkeit, Dünne, Flexibilität, etc., so wird seine Anwendung immer umfangreicher.

FPC-Basisfilm (Base Film) Material verwendet im Allgemeinen Polyimid (Polyimid, kurz PI), aber auch Polyester

(Polyester, referred to as PET), die Materialstärke beträgt 12.5/25/50/75/125um, häufig verwendete 12.5 und 25um. Wenn FPC muss bei hoher Temperatur geschweißt werden, PI wird in der Regel als Material ausgewählt, und FR4 wird in der Regel als Basismaterial von PCB.

Die Deckschicht von FPC ist ein laminierter Körper aus dielektrischem Film und Kleber oder eine Beschichtung aus flexiblem Medium, der die schützende Wirkung hat, Verschmutzung, Feuchtigkeit, Kratzer usw. Das Hauptmaterial ist das gleiche wie das Basismaterial, nämlich Polyimid Amin (Polyimid) und Polyester (Polyester), allgemein verwendete Materialstärke ist 12.5um.

FPC-Design muss jede Schicht miteinander verbinden, dieses Mal müssen Sie FPC-Kleber (Adhesive) verwenden. Häufig verwendete Klebstoffe für flexible Platten umfassen Acryl, modifiziertes Epoxid, phenolische Butyrale, verstärkte Klebstoffe, druckempfindliche Klebstoffe usw., während einlagige FPC zum Kleben keinen Klebstoff verwenden muss.

In vielen Anwendungen wie Geräteschweißen muss die flexible Platte eine Versteifung verwenden, um externe Unterstützung zu erhalten. Die wichtigsten verwendeten Materialien sind PI oder Polyesterfilm, Glasfaser, Polymermaterial, Stahlblech, Aluminiumblech und so weiter. PI oder Polyesterfilm ist ein häufig verwendetes Material für die Verstärkung von flexiblen Brettern, und die Dicke ist im Allgemeinen 125um. Die Härte der Glasfaser (FR4) Verstärkungsplatte ist höher als die von PI oder Polyester, und es ist relativ schwierig zu verarbeiten, wenn es an Orten verwendet wird, wo es härter sein muss.

Verglichen mit der PCB-Pad-Verarbeitungsmethode hat FPC-Pad-Verarbeitung auch eine Vielzahl von Methoden, die üblichen sind wie folgt:

1. Chemisches Nickelgold wird auch chemisches Immersionsgold oder Immersionsgold genannt. Im Allgemeinen ist die Dicke der elektrolosen Nickelschicht, die auf der Kupfermetalloberfläche der Leiterplatte verwendet wird, 2.5um-5.0um, und die Dicke der Tauchgoldschicht (99.9% reines Gold) ist 0.05um-0.1um. Ersetzen Sie das Gold im PCB-Pool). Die technischen Vorteile: flache Oberfläche, längere Lagerzeit, einfach zu löten; Geeignet für feinste Bauteile und dünnere Leiterplatten. Für FPC ist es aufgrund seiner dünneren Dicke besser geeignet. Nachteile: nicht umweltfreundlich.

2. Die Vorteile der Zinn-Blei-Beschichtung: Sie können flaches Blei und Zinn direkt zum Pad hinzufügen, mit guter Lötbarkeit und Gleichmäßigkeit. Für einige Verarbeitungstechniken wie HOTBAR muss diese Methode auf FPC angewendet werden. Nachteile: Blei ist leicht zu oxidieren, und die Lagerzeit ist kurz; Es muss den galvanisierten Draht ziehen; es ist nicht umweltfreundlich.

3. Selektive Goldgalvanik (SEG) Selektive Goldgalvanik bezieht sich auf die Verwendung von galvanischem Gold in lokalen Bereichen der Leiterplatte und eine andere Oberflächenbehandlungsmethode für andere Bereiche. Goldgalvanik bezieht sich auf das Beschichten der Kupferoberfläche der Leiterplatte zuerst mit einer Nickelschicht und dann das Galvanisieren der Goldschicht. Die Dicke der Nickelschicht ist 2.5um-5.0um, und die Dicke der Goldschicht ist im Allgemeinen 0.05um-0.1um. Vorteile: dicke Vergoldung, starke Oxidationsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit. "Golden Finger" nimmt im Allgemeinen diese Verarbeitungsmethode an. Nachteile: nicht umweltfreundlich, Cyanid-Verschmutzung.

4. Organische Lötbarkeitsschutzschicht (OSP) Dieser Prozess bezieht sich auf die Abdeckung der freigelegten Leiterplattenkupferoberfläche mit spezifischer organischer Substanz. Vorteile: Es kann eine sehr flache Leiterplattenoberfläche bieten, die Umweltschutzanforderungen erfüllt. Geeignet für Leiterplatten mit Feinteilkomponenten.

Nachteile: PCBA mit konventionellem Wellenlöten und Selektivwellenlöten ist erforderlich und OSP-Oberflächenbehandlungsverfahren sind nicht erlaubt.

5. Heat Air Leveling (HASL) Dieser Prozess bezieht sich auf die Abdeckung der endgültigen freigelegten Metalloberfläche der Leiterplatte mit einer 63/37 Blei-Zinn-Legierung. Die Heißluft-Nivellierungsdicke der Blei-Zinn-Legierungsbeschichtung muss 1um-25um betragen. Der Heißluftnivellierungsprozess ist schwierig, die Dicke der Beschichtung und das Landmuster zu kontrollieren. Es wird nicht empfohlen, auf Leiterplatten mit Feinteilkomponenten verwendet zu werden, da die Feinteilkomponenten hohe Anforderungen an die Ebenheit des Bodens stellen; Der Heißluftnivellierungsprozess ist für dünne FPCs Großer Einfluss, diese Art der Oberflächenbehandlung wird nicht empfohlen

Im Design muss FPC oft in Verbindung mit PCB verwendet werden. In der Verbindung zwischen den beiden werden üblicherweise Board-to-Board-Steckverbinder, Steckverbinder mit Goldfingern, HOTBAR, Soft- und Hardboards sowie Handlöten verwendet. Für verschiedene Anwendungen Umgebung kann der Designer die entsprechende Verbindungsmethode übernehmen.

In realen Anwendungen muss ermittelt werden, ob eine ESD-Abschirmung entsprechend den Anwendungsanforderungen erforderlich ist. Wenn die FPC-Flexibilitätsanforderungen nicht hoch sind, kann es mit festem Kupfer und dicken Medien realisiert werden. Wenn die Flexibilitätsanforderungen hoch sind, kann es mit Kupferhautgitter und leitfähiger Silberpaste realisiert werden.

Aufgrund der Flexibilität von FPC ist es leicht zu brechen, wenn es unter Belastung ausgesetzt ist, so dass einige spezielle Maßnahmen für FPC-Schutz erforderlich sind.

Die am häufigsten verwendeten Methoden sind:

1. Der minimale Radius der inneren Ecke auf der flexiblen Kontur ist 1.6mm. Je größer der Radius, desto höher die Zuverlässigkeit und desto stärker die Reißfestigkeit. An der Ecke des Shapes kann eine Spur nahe der Kante des Boards hinzugefügt werden, um zu verhindern, dass der FPC gerissen wird.

2. Der Riss oder Schlitz auf dem FPC muss in einem runden Loch mit einem Durchmesser von nicht weniger als 1.5mm enden. Dies ist auch dann erforderlich, wenn die beiden benachbarten Teile des FPC getrennt bewegt werden müssen.

3. Um eine bessere Flexibilität zu erreichen, muss der Biegebereich in einem einheitlichen Breitenbereich ausgewählt werden und versuchen, die FPC-Breitenänderung und die ungleichmäßige Verdrahtungsdichte im Biegebereich zu vermeiden.

4. Stiffener, auch bekannt als Versteifung, wird hauptsächlich verwendet, um externe Unterstützung zu erhalten. Die verwendeten Materialien sind PI, Polyester, Glasfaser, Polymermaterialien, Aluminiumbleche, Stahlbleche usw. Angemessene Gestaltung der Position, Fläche und Material der Verstärkungsplatte hat einen großen Effekt auf die Vermeidung von FPC-Reißen.

5. Im mehrschichtigen FPC-Design muss der Bereich, der während der Verwendung des Produkts häufig gebogen werden muss, mit Luftspaltschichten ausgelegt werden. Versuchen Sie, dünne PI-Materialien zu verwenden, um die Weichheit des FPC zu erhöhen und zu verhindern, dass der FPC beim wiederholten Biegen bricht.

6. Wenn der Platz es zulässt, sollte ein doppelseitiger Klebebandbefestigungsbereich an der Kreuzung des goldenen Fingers und des Verbinders entworfen werden, um zu verhindern, dass der goldene Finger und der Verbinder während des Biegevorgangs abfallen.

7. Die FPC-Positionierungs-Sieblinie sollte an der Verbindung zwischen dem FPC und dem Stecker entworfen werden, um zu verhindern, dass der FPC während des Montageprozesses schief und unsachgemäßes Einführen läuft. Leitend für Produktionsinspektionen.

Aufgrund der Besonderheit von FPC müssen bei der Verdrahtung folgende Punkte beachtet werden:

Verdrahtungsregeln: Geben Sie der Sicherstellung einer glatten Signalverdrahtung Priorität, folgen Sie dem Prinzip der kurzen, geraden und weniger Perforation, versuchen Sie, lange, dünne und kreisförmige Verdrahtung zu vermeiden, hauptsächlich horizontale, vertikale und 45-Grad-Linien, vermeiden Sie zufällig Die Winkellinie und der gekrümmte Teil folgen der Lichtbogenlinie. Die oben genannten Bedingungen werden im Einzelnen wie folgt beschrieben:

1. Linienbreite: In Anbetracht, dass die Linienbreitenanforderungen der Datenleitung und der Stromleitung inkonsistent sind, ist der reservierte Verdrahtungsraum im Durchschnitt 0.15mm

2.Line Pitch: Entsprechend der aktuellen Produktionskapazität der meisten Hersteller ist die Design Line Pitch (Pitch) 0.10mm

3. Linienrand: Der Abstand zwischen der äußersten Linie und der FPC-Kontur ist entworfen, um 0.30mm zu sein, und je größer der Raum ist, desto besser

4. Innenfilet: Die minimale Innenfilet auf dem FPC-Profil ist entworfen, um Radius R=1.5mm zu sein

5. Der Draht ist senkrecht zur Biegerichtung

6. Der Draht sollte durch den Biegebereich gleichmäßig gehen

7. Der Draht sollte so voll wie möglich im Biegebereich sein

8. Es sollte kein zusätzliches Überzugsmetall im Biegebereich geben (die Drähte im Biegebereich sind nicht überzogen)

9. Halten Sie die Linienbreite gleich

10. Die Spuren der Doppelplatten können sich nicht überlappen, um eine "I"-Fürm zu bilden

11. Minimieren Sie die Anzahl der Schichten im Biegebereich

12. Der Biegebereich kann keine Durchgangslöcher und metallisierte Löcher haben

13. Die Biegemitterachse sollte in der Mitte des Drahtes eingestellt werden. Der Materialkoeffizient und die Dicke auf beiden Seiten des Drahtes sollten so konsistent wie möglich sein. Dies ist bei dynamischen Biegeanwendungen sehr wichtig.

14. Horizontale Plantorsion folgt den folgenden Prinzipien-reduzieren Sie den Biegeabschnitt, um die Flexibilität zu erhöhen, oder erhöhen Sie teilweise die Fläche der Kupferfolie, um die Zähigkeit zu erhöhen.

15. Für vertikale Flächenbiegung erhöhen Sie den Biegeradius und reduzieren Sie die Anzahl der Schichten im zentralen Bereich der Biegung.

16. Bei Produkten mit EMI-Anforderungen, wenn hochfrequente Strahlungssignalleitungen wie USB, MIPI usw. auf dem FPC sind, sollte dem FPC entsprechend der EMI-Messsituation eine leitfähige Silberfolienschicht hinzugefügt werden und die leitfähige Silberfolie geerdet werden, um EMI zu verhindern.

Mit der Erweiterung der FPC Anwendungsumgebung, Die oben genannten Inhalte werden weiter angereichert oder nicht anwendbar sein, aber solange Sie sorgfältig in Ihrer Arbeit entwerfen, mehr denken und zusammenfassen, Ich glaube, dass die Gestaltung einer FPC ist nicht schwer, und Sie können einfach loslegen.