2022年_FPC知识培训教程.doc

【概述】：FPC知识培训教程，本文将为你介绍FPC在中的广泛应用。 设计材料之：FPC知识培训1FPC简介：大家都明白，FPC在中得到广泛应用，占有重要地位，它具有一般PCB所不具备的优势，可用来连接LCD与主板；侧键与主板的连接等。FPC即柔性印刷电路板（Flexible Printed Circuit Board），是用柔性的绝缘基材（聚脂薄膜或聚酰亚胺）制成的印刷电路，具有许多硬性印刷电路板不具备的优点。它能够自由弯曲、卷绕、折叠，可按照空间规划要求任意安排，并在三维空间任意挪动和伸缩，从而到达元器件装配和导线连接的一体化。该种电路不但可随意弯曲，而且重量轻，体积小，散热性好，安装方便，冲破了传统的互连技术概念。FPC还具有良好的散热性和可焊性以及易于装连、综合本钱较低等优点，软硬结合的设计也在一定程度上弥补了柔性基材在元件承载才能上的略微缺乏。利用FPC可大大缩小电子产品的体积，适用电子产品向高密度、小型化、高可靠方向开展的需要。因而，FPC在航天、军事、挪动通讯、手提电脑、计算机外设、PDA、数码相机等领域或产品上得到了广泛的应用。所以，FPC也具有非常多缺点，例如机械强度小，易龟裂；制程设计困难；重加工的可能性低；检查困难；无法单一承载较重的部品；容易产生折、打、伤痕；产品的本钱较高等等。但是这些缺点远远不及它的优点给我们带来的好处，因而，它在电子及通讯行业得到日趋注重和广泛的应用。2FPC的材料：FPC主要由4部分组成：铜箔基板（Copper Film）、保护胶片（Cover Film）、补强胶片（PI Stiffener Film）、接着剂胶片（Adhesive Sheet）。涉及到的详细材料如下：铜箔（copper）：根本分成电解铜与压延铜两种（FPC一般常用压延铜箔）。厚度上常见的为1oz与1/2oz（1/2oz铜厚度=0.7 mil=0.018mm。）。基板胶片（base film）：常用材料为PI（聚酰亚胺）。常见的厚度有1mil与1/2mil两种。接着剂：厚度依客户要求而决定，一般为0.5mil环氧树脂热固胶。保护胶片：外表绝缘用。常用材料为PI（聚酰亚胺）。常见的厚度有1mil与1/2mil。补强胶片：补强FPC的机械强度，方便外表实装作业。常见的厚度有5mil与9mil。 离形纸：防止接着剂在压着前沾附异物，便于穴作业。补强材料：常用是PI（屏蔽层内补强），FR4（屏蔽层内补强），钢片。层与层之间的胶：1mil环氧树脂热固胶。 注：1mil=1/1000in=0.025mm。mil也称为毫英寸，密耳(千分之一英寸)。1mm=40mil。所有，每层单面板的厚度大概为：0.5mil保护胶片+0.5mil热固胶+1/2oz铜箔+0.5mil热固胶+0.5mil基板=2.7mil=0.0675mm。3FPC的构造：FPC有单面、双面和多层板之分。双面、多层印制线路板的表层和内层导体通过金属化实现内外层电路的电气连接。一般我们所指的单面板是只有一层铜箔，但事实上它一共有5层（包括胶带，不算补强板），双面板9层（常规）。而一般的双面板是中间一层base film，两边有两层copper。以下两图分别为FPC单面板断面图和双面板断面图：从图中我们也能够看出，单面板有5层，双面板有9层。4FPC制造流程及工艺：FPC的根本制造流程如下列图：单面FPC工艺流程如下：备料化学清洗贴膜曝光显影蚀刻脱模化学清洗定位层压烘烤热风整平加强板外型下列图为FPC制造流程中的外表处理工艺：5FPC的连接方式及测试：FPC的连接方式主要有插接与焊接两种。插接即把FPC插入connector里，如今FPC插入端以及金手指的设计依照connector的spec来设计。焊接能够把FPC焊接到PCB板上，也能够与B2B connector相焊接。至于FPC的测试，本身的一些功能测试都是由厂家来做的，也都能满足的要求，在此不再赘述。我们最关怀的确实是寿命咨询题。FPC的使用寿命除了考虑构造设计的要素以外，最主要的确实是考虑FPC的材质。而在铜箔的选用上最好是选用好的压延铜箔。关于寿命测试，最好的方法确实是通过实验，通过专用的翻折机实验，有自动计数功能，能够测试出FPC在正常工作范围内最多能够翻折的次数。目前还没有发觉有什么软件能够模仿分析。至于测试结果到达多少万次，不同的厂家及市场有不同的标准。6FPC的构造设计：FPC是比拟脆弱的零件，假如设计不得当非常容易发生断裂，例如在折叠中用来连接LCD与主板的FPC就会经常发生此咨询题。下面我们就一般一般的折叠的连接主板与LCD的FPC来说明一下：关于构造来说，我们最关怀的是FPC的外型。在保证功能实现的前提下，尽量窄、薄，不然在B/C件FPC过孔的地点非常容易与壳子刮擦而断裂。FPC设计时的宽度与pin线宽、线间距及pin数有关（pin数又是依照实现的功能及选用的connector pin数由HW来定的），pin数多了自然就要做宽，或者用双面板取代单面板来减少宽度，所以厚度势必会有所增加。而pin线宽与pin间距则依照厂家的实力不同做的也有所不同，目前一般厂家最小都能够做到0.1mm。由于受整机厚度、转轴、B/C件FPC过孔的限制，FPC宽度一般会设计成3或3.5mm（假如按3.5mm算，两边边缘的走线距FPC边缘分别0.4mm，按线宽和线间距都是0.1mm来算，如此下来，每层板能够布13根线左右），厚度为0.2或0.3mm（FPC为2+2或3+2构造）。至于FPC的长度咨询题，由于FPC有较好的挠性，非常好的弯折性，长度能够留有余量，没有必要完全精细计算。假如设计过长了，待样品做出来做完翻折实验后再依照分析结果能够适量逐步减短。假如一开场就设计短了，在翻盖开合的时候，非常容易造成把FPC从connector里拽出来、与PCB或B2B connector脱焊甚至把FPC扯断等。在设计FPC外型的时候，还要留意拐角的半径，一般内拐角的半径最小为R1（假如太小，在刀具加工FPC外型以及内部走线的时候会有咨询题，且走线应尽量远离内拐角），外拐角半径为R3或R4。下列图为我们的Dragon FPC图纸，大家可参阅：另外，非常重要的一点，我们在设计FPC外型的时候，留意与B/C件以及过孔的间隙。在B/C件壁厚、强度都已满足的情况下，尽量留多些空间给FPC，由于FPC要在这些地点通过，并随着翻盖开合做摆动运动，加上FPC本身比拟脆弱，这个地点也是FPC最容易出咨询题的地点，非常容易使FPC与壳体刮擦，不但翻盖旋转时会有声响，而且时间久了会使FPC断裂而妨碍寿命。这个地点的设计是我们设计的重中之重。最后，希望大家在用Pro/E设计FPC的时候，用钣金模块而不是用part-solid模块，由于在钣金模块里，FPC能够做出与实际情况最为接近的FPC外型，折弯与展平都非常容易，而且便于修正，能真实的模仿出FPC在过孔里的理论真实位置。留意：以上设计所涉及内容仅仅是针对构造设计而言，一些与硬件相关的指标在这里没有提及，在做设计的时候，也要配合硬件一起与厂家沟通以做出最完满的设计。7FPC常见咨询题：在我们所关怀的FPC寿命咨询题中，除了FPC两端与PCB板或connector的连接产生咨询题外，关于FPC的最终严峻的后果确实是断裂。如下列图所示：而为了防止FPC在使用一段时间后断裂，就要尽量去排除FPC在翻折过程中碰到的咨询题。下面所述的确实是我们常见咨询题及常用处理方法：1  FPC与壳体有刮擦。（1）能够让模厂做一些透明的壳子，装好整机后观察FPC在过孔里的运动状态，找到FPC与壳体的干预位置，通过改变FPC长度等以处理该咨询题。（2）最陈旧的一个方法，确实是在还没有FPC样品的时候，我们能够把FPC 2D图纸用纸1：1打印出来（纸要尽量硬一些），剪出外型，小心装到里，代替FPC发觉并分析处理咨询题。或者让厂家做一些没有走线、只有外形的FPC毛坯样品，装到里分析。（3）能够在FPC上与孔径接触的地点贴一层泡棉，如此转动的时候壳体不会直截了当与FPC接触，从而减小对FPC的损害以增加其寿命。但此方法有种治标不治本的感受，最好依然从设计本身找缘故以做到真正处理。（4）为防止FPC与壳体有刮擦，国外常有做法是把壳内装一根铁轴，FPC固定到铁轴上，防止开合翻盖时FPC与壳体碰撞，磨擦。（5）如今非常多翻盖+旋转的，在选用FPC时首先考虑将FPC绕在轴上（上述方法4），或者干脆采纳coaxial cable同轴电缆线代替FPC，以防止FPC易扭曲，断裂等咨询题的发生。2在翻折过程中FPC有异响。（1）FPC在轴孔中长度超过了孔径（合盖时，并无干预），但是在翻开到一定角度时，FPC会有一个扭动的过程，它会碰上孔的内壁，我们就能听到异响。常用处理方法为减小FPC长度，以确保翻折时不与内壁刮擦且能正常工作；（2）FPC本身是多层，而且与孔的内壁在合盖时就已经干预，因而在翻盖时，一直能听到异响。我们能够让厂商用胶带把多层绑紧或用胶粘在一起看似一层，但在绕折部分最好不要粘在一起，保存多层构造。同时也能够减小FPC长度。以上针对FPC与壳体有刮擦和FPC有异响的讨论，有非常多时候是同时存在的，处理方法也是并存的。以上分析仅仅为最常见的咨询题分析及处理方法，在今后的工作中可能会碰到更多的咨询题及处理方法，再逐步完善该材料。 注：以上讨论仅为构造上咨询题，不包括FPC对天线、RF功能以及屏蔽等硬件咨询题。