Tecnología de PCB - Capítulo práctico de diseño FPC FPC diseño Raider

El circuito impreso flexible (fpcflexíble printed circuit) es una forma eléctrica hecha en una superficie de corte flexible que puede o no tener una cubierta (generalmente utilizada para alimentar el fpc). Debido a que FPC se puede doblar, doblar o mover repetidamente de muchas maneras, tiene las ventajas de peso ligero, espesor delgado y flexibilidad fuerte en comparación con las placas rígidas ordinarias (pcb), por lo que su aplicación es cada vez más amplia.

Los materiales de base FPC (basefilm) suelen utilizar poliimida (poliimida, conocida como pi) y también poliéster (poliéster, conocida como pet), con un espesor de 12,5 / 25 / 50 / 75 / 125 um, y los comunes son 12,5 y 25 um. Si el FPC necesita ser soldado a altas temperaturas, generalmente se elige Pi como material y fr4 como sustrato del pcb.

La cubierta del FPC (coverlayer) es una lámina de película dieléctrica y pegamento, o una capa de medio flexible, con funciones como evitar la contaminación, humedad, arañazos, etc. el material principal es el mismo que el material base, es decir, poliimida (poliimida) y poliéster (poliéster), con un espesor de 12,5 um para el material común.

El diseño de FPC requiere unir cada capa, y esta vez se necesita usar pegamento FPC (adhesivo). Los adhesivos comunes para las placas flexibles incluyen ácido nucleico, resina epoxi modificada, Butiral glicólico, adhesivo reforzado, adhesivo sensible a la presión, etc., mientras que FPC de una sola capa no requiere unión.

En muchas aplicaciones, como la soldadura de equipos, las placas flexibles requieren el uso de refuerzos para obtener soporte externo. Los principales materiales utilizados son películas de Pi o poliéster, fibra de vidrio, materiales poliméricos, placas de acero, placas de aluminio, etc. las películas de Pi o poliéster son materiales comunes para el refuerzo de placas flexibles, generalmente de 125 micras de espesor. Las placas de refuerzo de fibra de vidrio (fr4) tienen una dureza superior a la de Pi o poliéster y son relativamente difíciles de mecanizar cuando se necesitan lugares más duros.

En comparación con el método de tratamiento de almohadillas de pcb, el tratamiento de almohadillas FPC también tiene muchos métodos, los métodos comunes son los siguientes:

1. el níquel químico y el oro también se llaman inmersión química o inmersión química. En general, el espesor de la capa de níquel sin electrodos utilizada en la superficie metálica de cobre del PCB es de 2,5 a 5,0 micras, y el espesor de la capa de oro sumergido (99,9% de oro puro) es de 0,05 a 0,1 micras. reemplazar el oro en la piscina del pcb). Ventajas técnicas: superficie plana, largo tiempo de almacenamiento y fácil soldadura; Adecuado para componentes de espaciado fino y PCB más delgados. Para fpc, debido a su delgado espesor, es más adecuado para su uso. Desventaja: no respetuoso con el medio ambiente.

2. ventajas de la galvanoplastia de estaño y plomo: se puede agregar plomo plano y estaño directamente a la almohadilla, con buena soldabilidad y uniformidad. Para algunas tecnologías de procesamiento, como hotbar, este método debe adoptarse en fpc. Desventajas: el plomo es fácil de oxidar y el tiempo de almacenamiento es corto; Necesita tirar del cable de galvanoplastia; No es respetuoso con el medio ambiente.

3. el chapado selectivo en oro (seg) se refiere al uso de chapado en oro eléctrico en áreas locales de placas de circuito impreso y otro método de tratamiento de superficie en otras áreas. El chapado en oro se refiere al recubrimiento de níquel en la superficie de cobre de la placa de circuito impreso antes de la capa de oro. El espesor de la capa de níquel es de 2,5 a 5,0 micras, y el espesor de la capa de oro es generalmente de 0,05 a 0,1 micras. ventajas: gran espesor de chapado en oro, fuerte resistencia a la oxidación y fuerte resistencia al desgaste. El "dedo dorado" generalmente utiliza este método de procesamiento. Desventajas: no respetuoso con el medio ambiente, contaminación por cianuro.

4. capa de soldabilidad orgánica (osp) el proceso se refiere a cubrir la superficie expuesta de cobre de PCB con una materia orgánica específica. Ventaja: puede proporcionar una superficie de PCB muy plana que cumpla con los requisitos ambientales. Adecuado para placas de circuito impreso con elementos de espaciado fino.

Desventaja: el pcba, que requiere procesos tradicionales de soldadura de pico y soldadura selectiva de pico, no permite el uso de procesos de tratamiento de superficie osp.

5. nivelación del aire caliente (hasl) el proceso se refiere a la superficie metálica expuesta final del PCB cubierta con aleación de plomo y estaño 63 / 37. El espesor de nivelación del aire caliente del recubrimiento de aleación de plomo y estaño requiere 1um - 25um. El proceso de nivelación del aire caliente es difícil de controlar el grosor del recubrimiento y el patrón de la almohadilla. No se recomienda su uso en PCB con componentes de espaciado fino, ya que los requisitos de planitud de las almohadillas de los componentes de espaciado fino son altos; El proceso de nivelación del aire caliente está dirigido a FPC delgado. El impacto es grande y no se recomienda este tratamiento de superficie.

En el diseño, FPC generalmente necesita ser combinado con pcb. En las conexiones entre ambos, se suelen utilizar conectores de placa a placa, conectores con dedos de oro, hotbar, placas blandas y duras y Soldadura manual para conectarse. Para diferentes aplicaciones, los diseñadores pueden adoptar los métodos de conexión correspondientes.

En la aplicación práctica, es necesario determinar si se necesita blindaje ESG de acuerdo con los requisitos de la Aplicación. Cuando los requisitos de flexibilidad de FPC no son altos, se puede utilizar cobre sólido y medios gruesos para lograrlo. Cuando los requisitos de flexibilidad son altos, se puede lograr utilizando cuadrículas de cobre y pasta de plata conductora.

Debido a la flexibilidad del fpc, es fácil romperse bajo tensión, por lo que se necesitan algunos métodos especiales para el fpc.

Los métodos comunes son:

1. el radio mínimo del ángulo interior en el contorno flexible es de 1,6 mm. cuanto mayor sea el radio, mayor será la fiabilidad y mayor será la resistencia al desgarro. En las esquinas de la forma se puede agregar un rastro cerca del borde de la placa para evitar que el FPC se rompa.

2. las grietas o grietas en el FPC deben terminar en un agujero redondo de un diámetro no inferior a 1,5 mm. también es necesario hacerlo cuando los dos componentes adyacentes del FPC deben moverse por separado.

3. para obtener una mejor flexibilidad, la zona de flexión debe seleccionarse en una zona de ancho uniforme y tratar de evitar cambios en el ancho FPC y la densidad desigual del cableado en la zona de flexión.

4. las costillas de refuerzo, también conocidas como costillas de refuerzo, se utilizan principalmente para obtener soporte externo. Los materiales utilizados son pi, poliéster, fibra de vidrio, materiales poliméricos, placas de aluminio, placas de acero, etc. el diseño racional de placas de refuerzo, áreas y materiales tiene un gran efecto en evitar el desgarro de fpc.

5. en el diseño de FPC de varias capas, las áreas que deben doblarse con frecuencia durante el uso del producto deben diseñarse con una capa de brecha de aire. Trate de usar materiales Pi delgados para aumentar la suavidad de FPC y evitar que FPC se rompa cuando se dobla repetidamente.

6. cuando el espacio lo permita, se diseñará una zona de fijación de cinta adhesiva de doble cara en la Unión del dedo dorado y el conector para evitar que el dedo dorado y la pieza de conexión se caigan durante el proceso de flexión.

7. el cable de malla de alambre de posicionamiento FPC debe diseñarse en la conexión entre FPC y el conector para evitar que FPC se incline e se inserte incorrectamente durante el montaje. Favorece la inspección de la producción.

Debido a la particularidad de fpc, hay que prestar atención a los siguientes puntos al cableado:

Reglas de cableado: priorizar la suavidad del cableado de señal, en línea con los principios de corto, recto y menos perforación, trate de evitar el cableado largo, fino y circular, principalmente líneas horizontales, verticales y de 45 grados, evitando cualquier ángulo. la parte doblada sigue el arco. Las condiciones anteriores se describen en detalle de la siguiente manera:

1. ancho de línea: teniendo en cuenta los requisitos inconsistentes de ancho de línea entre el cable de datos y el cable de alimentación, el espacio de cableado reservado es de 0,15 mm en promedio.

2. espaciamiento de líneas: el espaciamiento de líneas de diseño (pitch) es de 0,10 mm según la capacidad de producción actual de la mayoría de los fabricantes

3. margen de línea: la distancia entre la línea más externa y el contorno FPC está diseñada para 0,30 mm, cuanto mayor sea el espacio, mejor.

4. redondeado interior: el redondeado interior más pequeño en el perfil FPC está diseñado para tener un radio R = 1,5 mm

5. los cables eléctricos son perpendiculares a la dirección de flexión

6. los cables deben atravesar uniformemente la zona de flexión.

7. los cables eléctricos deben estar lo más llenos posible en la zona de flexión.

8. no debe haber metal galvanizado adicional en la zona de flexión (los cables eléctricos en la zona de flexión no están galvanizados)

9. mantener el ancho de línea consistente

10. las marcas de las placas de doble cara no pueden superponerse para formar una forma "i"

11. minimizar el número de capas en la zona de flexión

12. la zona de flexión no debe tener agujeros a través y agujeros metálicos

13. el eje central curvo debe colocarse en el centro del cable. El coeficiente de material y el espesor a ambos lados del cable deben ser lo más consistentes posible. Esto es muy importante en las aplicaciones de flexión dinámica.

14. la torsión horizontal sigue los siguientes principios, reduciendo la sección curvada para aumentar la flexibilidad o aumentando parcialmente el área de la lámina de cobre para aumentar la resistencia.

15. para curvas verticales, aumentar el radio de flexión y reducir el número de capas en la zona central de flexión.

16. en el caso de los productos con requisitos del emi, si hay líneas de señal de radiación de alta frecuencia como USB y mipi en el fpc, se debe agregar una capa de plata conductora al FPC de acuerdo con la medición del EMI y poner la lámina de plata conductora a tierra para evitar el emi.

Con la expansión de la aplicación fpc, lo anterior seguirá enriqueciéndose o no se aplica, pero siempre que diseñes cuidadosamente, pienses más y resumes en tu trabajo, creo que diseñar FPC no es una tarea difícil y puedes empezar fácilmente.