Flexibilní PCB (FPC) — jedno- a dvouvrstvé

Návrhové pravidlo poloměru ohybu

Minimální poloměr ohybu je nejkritičtějším parametrem návrhu FPC. Jeho porušení způsobuje únavové lomy vodičů — často přerušované poruchy, které je obtížné diagnostikovat u vratek z terénu. Naše služba vyhledávání dodavatelů vám pomůže specifikovat správnou skladbu materiálu pro vaši aplikaci, ať už jde o projekt osazování PCB nebo nositelné zařízení s požadavky na dynamický ohyb. Více o specifikaci a sourcingu desek plošných spojů z Číny najdete v našem průvodci osazováním PCB.

Návrhová směrnice IPC-2223 pro statický ohyb (ohnuto jednou během montáže, nikoli opakovaně) specifikuje minimální poloměr ohybu 6násobek celkové tloušťky FPC. Pro dynamický ohyb (opakovaně ohýbáno během provozu, např. pant véčkového telefonu nebo nositelný náramek) je minimální poloměr ohybu 10–20násobek celkové tloušťky FPC.

Praktický výpočet: jednovrstvé FPC se základem 25µm PI + 35µm měď + 25µm krycí vrstva = celkem 85µm. Minimální poloměr statického ohybu: 6 × 0,085mm = 0,51mm. Minimální poloměr dynamického ohybu: 10 × 0,085mm = 0,85mm.

Použití 50µm PI místo 25µm přibližně zdvojnásobuje požadavek na minimální poloměr ohybu. Pro aplikace s těsným poloměrem (nositelná zařízení, kompaktní panty kamer) specifikujte nejtenčí adekvátní tloušťku PI. Předimenzování tloušťky materiálu „pro jistotu“ často vytváří návrh, který fyzicky nelze složit na požadovaný poloměr.

Kompatibilita rozteče konektorů ZIF vs. FFC

Konektory ZIF (Zero Insertion Force) jsou nejběžnější metodou ukončení FPC. Klíčové parametry:

Rozteč. 0,5mm a 1,0mm jsou standardem. 0,3mm je možná, ale výrazně zvyšuje obtížnost výroby FPC a náklady na konektor. Potvrďte, že rozteč konektoru odpovídá jak rozteči kontaktů FPC, tak footprintu PCB na hostitelské desce.

Tloušťka kontaktu. Konektory ZIF specifikují tloušťku kontaktu FPC, kterou akceptují: buď 0,2mm, nebo 0,3mm celkové tloušťky FPC v oblasti kontaktu. Neshoda způsobuje nespolehlivé spojení nebo poškození konektoru. Tloušťka krycí vrstvy FPC a výztuhy v oblasti kontaktu musí odpovídat specifikaci konektoru.

FFC vs. FPC. FFC (Flat Flexible Cable) je páskový kabel s paralelními vodiči — vodiče zalité ve fólii PET, žádné PCB. FPC (Flexible Printed Circuit) je skutečná deska plošných spojů na PI fólii s leptanými vodiči a volitelnými komponenty. Používají stejné footprinty konektorů při rozteči 0,5mm a 1,0mm, ale FPC umožňuje libovolné vedení tras a osazení komponent. Potvrďte, který typ vaše aplikace vyžaduje.

Výběr materiálu pro statický ohyb vs. dynamický ohyb

Statický ohyb. Ohnuto jednou nebo několikrát během montáže produktu (např. připojení displeje k PCB uvnitř skříně). Standardní základní materiál PI (25–50µm) je dostatečný. Standardní válcovaná žíhaná měď (RA měď) při 35µm (1oz) je výchozí.

Dynamický ohyb. Ohýbáno nepřetržitě během provozu (např. kabel tiskové hlavy, pant nositelného zařízení). Vyžaduje:

• RA (válcovaná žíhaná) měď — nikoli ED (elektrolyticky vyloučenou) měď. RA měď má zrnitou strukturu zarovnanou se směrem válcování, která poskytuje 3–5× lepší únavovou životnost než ED měď.
• Tenčí základ PI (12,5–25µm) pro snížení tuhosti v ohybu
• Možné použití bezadhezivního měděného laminátu k eliminaci adhezivní vrstvy, která je běžným místem iniciace únavy
• Dodržení konečného poloměru ohybu — potvrďte se svým týmem mechanického návrhu, že skutečný instalovaný poloměr ohybu překračuje minimální návrhové pravidlo pro dynamický ohyb

Kompromis krycí vrstva vs. nepájivá maska

Polyimidová krycí vrstva. Laminovaná PI fólie s adhezivem, vyseknutá nebo laserem vyříznutá pro odhalení pájecích plošek. Lepší flexibilita a přilnavost k základnímu materiálu PI. Standard pro FPC s požadavky na dynamický ohyb. Minimální vzdálenost otvor-otvor: 0,5mm (při vysekávání) nebo 0,1mm (při laserovém řezání).

Kapalná fotocitlivá (LPI) nepájivá maska. Nanášená sítotiskem nebo nástřikem, foto-vyvíjená. Jemnější rozlišení detailů než vysekaná krycí vrstva. Nižší náklady pro složité geometrie plošek. Snížená flexibilita oproti PI krycí vrstvě — nedoporučuje se pro aplikace s těsným dynamickým ohybem.

Pro nositelná a spotřebitelská FPC s poloměrem ohybu pod 5mm a jakýmkoli dynamickým cyklováním ohybu je PI krycí vrstva správnou volbou. LPI je dostatečné pro rigid-flex PCB, kde má ohebná část velký poloměr ohybu. Naše inspekční služba může ověřit zrnitou strukturu mědi (RA vs. ED), přilnavost krycí vrstvy a dodržení poloměru ohybu na výrobních vzorcích.