避坑指南:工程师必读的45条FPC设计技巧,图文详细解析!(一)

原创 芯片之家 2024-05-23 12:16
什么是FPC柔性电路板?
FPC柔性电路板是一种由柔性基材制成的电路板,它不仅轻便,而且能够弯曲和折叠。这种设计让它在狭小空间或形状不规则的电子设备中大显身手。想象一下,未来的智能手表、折叠屏手机甚至可穿戴设备,都有可能因为FPC柔性电路板的存在而变得更加轻薄、便携和耐用
而对于FPC设计,很多同学都表示一头雾水,因为大家平时都是用硬板的多,柔性电路板还真不知道该从何下手!
今天就从初学者的角度出发,带大家全面了解fpc的45条设计规范,赶紧来上课!
上完课了,大家还可以自行设计,文末可以免费打样验证,多完美!
一、线路设计
1、大面积铜面氧化问题:由于设计中采用了大面积铜面,压覆膜时难以排除空气,高温高压下空气中的湿气与铜面发生氧化反应,导致外观不良。尽管不影响功能,但为了避免这种问题,建议将铜面设计成网格状,或在大面积铜面上增加阻焊开窗。
2、避免设计独立焊盘:如图所示,线路焊盘设计为独立,两面重叠,由于FPC中间基材仅25um,焊盘容易脱落。建议增加覆铜,并在焊盘四角增加连接线,与覆铜相连。同时,上下两面焊盘需要错开以增加结合力。
3、焊盘脱落问题:连接器座子焊盘若设计为独立,很容易脱落,建议采用压PAD设计。
4、大面积露铜设计:一般不建议设计大面积露铜区域,以避免皱褶和不平整问题。
5、软板阻焊层设计:软板采用覆盖膜作为阻焊层,覆盖膜需要先开窗再贴合,焊盘到线的间距需有0.2mm以上,阻焊桥宽度需大于0.5mm。若焊盘间距不足0.5mm,建议客户开通窗,接受露线制作。
6、防撕裂设计:如图所示,排线线路稀疏,拐角处容易撕裂。建议在板边增加防撕裂铜条或在背面增加网格铜。
7、线路网格设计:网格线路尽量采用45度角铺设,对信号传输更有利。线宽线距建议为0.2/0.2mm。
二、外形及钻孔设计
1、通孔与板框线距离:通孔距板框线最小应为0.5mm,小于0.5mm需要改为U形孔。
2、过孔与防焊开窗距离:过孔离防焊开窗至少应保持0.2mm以上,以防止孔边露铜。
3、FPC柔性板不建议设计盘中孔,FPC是无法做树脂塞孔的,做盘中孔会有漏锡的风险。
三、阻焊设计
1、连接器座子脱落防护:FPC连接器座子容易脱落,建议采用压PAD设计。
2、芯片中间阻焊:芯片中间需要有桥连才能保留中间的阻焊。
3、金手指焊盘开窗:金手指焊盘一定要做阻焊开窗,否则无法与连接器导通。
4、阻焊层使用:默认使用soldermask作为阻焊层,确保阻焊层正确。
5、过孔盖油设计:为防止过孔弯折时孔铜断裂,FPC过孔一般默认做盖油设计。如果需要开窗,需在下单时备注清楚。
6、测试点设计:测试点设计为过孔属性导致没转出来,测试点不能设为过孔属性或需单独为测试点增加开窗。
7、板边露铜问题:双面板板边有大面积露铜会导致板边发黑,建议在板边增加一圈覆盖膜。
四、板边金手指设计
1、插拔金手指设计:激光切割时,板边遇高温碳化导致金手指之间出现微短问题。建议将金手指内缩0.2mm(嘉立创会统一内缩,有特殊要求需提出)。
2、焊接手指过孔设计:焊接手指板内焊盘上的过孔不要设计成一排,以防应力集中导致断裂。
3、焊接金手指覆膜错开:焊接金手指上下覆盖膜要错开至少0.3mm,防止折断。
4、焊接手指设计:建议设计为阻焊膜压PAD效果(即将焊盘延长,使覆盖膜压住焊盘0.3mm以上)。
5、金手指开窗:开窗建议压焊盘0.3mm以上,防止金手指PAD与连接处断开。

6、反向手指设计:嘉立创暂不支持缕空板,反向手指需增加焊盘及过孔来实现换层。

7、焊盘设计:FPC使用的阻焊膜无法像绿油一样做阻焊桥,设计IC类焊盘时,焊盘上不能有多余的覆铜,以免焊盘变大、间距变小,焊接时容易短路。
8、独立焊盘设计:金手指焊盘需设计为独立焊盘。若手指焊盘有覆铜和导线,阻焊开通窗后会露铜或露线。
9、金手指外形公差:金手指外形公差默认为±0.1mm,若要求±0.05mm,需要在下单时注明。
有小伙伴会问,FPC柔性电路板这么软,有没有补强的方式,这样可以起到支撑元器件的作用,也方便组装。
嘉立创之前只有0.1mm和0.2mm的厚度采用热压,但从即日起,0.4mm及以上厚度的FR4补强全部升级为热压贴合工艺。
1.热压和冷压有什么区别?
补强贴合有两种方式,一种是采用3M胶带直接粘合,称为冷压,另一种是采用AD胶(热固胶)贴合,经过高温高压使补强与FPC紧密结合。
2.为什么厚FR4补强升级为热压工艺,薄FR4不用热压吗?
答:0.1mm及0.2mm因厚度较薄,可采用普通快压机热压,因此嘉立创FPC上线时就是采用的热压;
0.4mm及以上厚度的FR4,因与板面高低差较大,如采用普通快压机会把压机硅胶垫压坏,必须采用真空带气囊的热压机来压。
3.普通快压机与真空热压机内部结构有什么区别?
答:真空压机是多了气囊,压合时先抽掉板内空气,再往气囊内充满带压力的气体,来实现压合。普通快压机是直接通过平整的钢板来实现压合。
4.厚FR4升级为热压,设计上需要注意什么?
答:焊盘对应的补强板上尽量不要开孔,防止压合时气囊挤压导致焊盘内凹。
篇幅有限,今天就讲到这啦!下期继续给大家科普FPC丝印设计、拼版设计、补强设计和板厚说明的设计要点,同学们记得来蹲干货!

另外,对于FPC设计工具不熟悉的同学,我们还用嘉立创EDA录制了《FPC软板设计入门教程》,有需要的话可以点击下方视频,收藏下来慢慢学习~

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