剛性和柔性印刷電路之間的元件尺寸差異

2021-09-15

剛性和柔性印刷電路之間的元件尺寸差異

由于其應用的性質，柔性印刷電路對足跡有獨特的要求。

這是我必須以艱苦的方式學習的另一課。也就是說，使用通常的組件對 FPC（柔性印刷電路）進行流片，然后發現它并沒有真正以這種方式工作。有很多東西可以將剛性板與柔性板分開。不同設計規則背后的主要原則之一是降低電路在彎曲時剝落的風險。即使沒有連續彎曲，柔性電路在折疊、扭曲、紡錘形或殘缺處也可能處于張力之下。

嗯，但是靈活的部分一般不是我們安裝組件的部分。通常有一個加強筋覆蓋了彎曲部分，組件在另一側。因此，它是剛性的。對？并不真地。FPC 上使用的大多數加強筋都有一定程度的彎曲。Flex 疊層旨在盡可能薄，這是其優勢之一。即使是不銹鋼的也有一些給予。其中很多是由 FR4 或另一層聚酰亞胺制成的；不那么粗壯。

簡而言之，這意味著我們想要更像 3 類封裝的東西，其中最大尺寸的焊盤是首選。更多的面積使它在表面上有更多的咬合。flex 的典型規則之一是使用圓角逐漸縮小到跡線的線寬。任何突然的角度都會增加壓力，需要避免。四舍五入而不是四舍五入。

這些柔性電路的另一件事是它們需要對附加層有更大的容忍度。阻焊層、覆蓋層、加強筋和絲網印刷都在這把傘下。讓我們分解這些材料中的每一種，因為它們與組件占用空間有關。

阻焊層

正如您所料，有一種特定材料可以用于柔性電路上的 阻焊層上的阻焊層。它彎曲而不破裂 - 達到一定程度。對于剛性板，我們通常將阻焊層擴大 0.1 毫米（或每個焊盤邊緣 50 微米）。除非您使用激光定義的幾何形狀，否則 FPC 阻焊層開口的理想位置將是該數字的 4 倍。結果是一排針很可能有一個群浮雕而不是單獨的掩模開口。低容量焊接有助于防止焊錫橋接。

覆蓋層

它根據精度和生產數量使用不同的方法進行預切割。無論是用模具沖壓還是用旋轉刀具銑削，都有特定的原始形狀，主要是最適合開口的圓形和圓角矩形。當涉及激光時，有更多選擇，但它帶來的創造力需要更高的單價。對于使用 CNC 方法無法實現的奇怪形狀，可光成像覆蓋層的準確性稍差。

圖 1. 圖片來源：但在這張帶有 USB-C 連接器封裝的 FPC 的特寫中可以看到覆蓋層開口。

好的覆蓋層具有有機的外觀。如果你和人群一起去，你想要的顏色是黑色。這與組件占用空間無關，只是需要考慮的選項。該間隙可能比已經足夠大的阻焊層開口還要多 0.2 毫米。覆蓋層中的特定開口應該在 PCB 占位面積PCB 占位面積中擁有自己的一層。

加強筋

在大多數情況下，帶有加強筋的區域的覆蓋層末端與加強筋有名義重疊，盡管它們位于撓性件的相對側。加強筋邊緣與覆蓋層和阻焊層相交的過渡區域總是交錯的。覆蓋層越過阻焊層的頂部，以幫助其保持向下。加強筋支撐整個過渡區域。這是一個無過孔和無焊盤區域。如果沒有正確完成，這將阻止設計進入制造階段。

圖 2. 圖片來源：如下所示。請注意槽和大孔的眾多開口，而銷圖案是該加強件的大量開口。

許多柔性電路只不過是兩個其他印刷電路板之間的定制電纜。它們將具有某種類型的連接器，金手指、通孔、表面貼裝或 ZIF 連接器及其互鎖銷。每一個下面都有一個特定的加強筋。應將該加勁肋幾何圖形添加到封裝中以供重復使用。

支持的焊盤與不支持的焊盤

FPC 行業區分了包含孔的焊盤和僅通過外層上的跡線連接到電路其余部分的焊盤。電鍍通孔或微孔都充當錨，防止焊盤在高溫偏移（例如焊接）期間抬起。

如果焊盤單獨懸掛在那里，則在那些惡劣的組裝環境中存在分層的危險。在這些情況下，我們喜歡做的是在打擊墊上添加所謂的馬刺。這些也可以稱為標簽、法蘭、手指、錨或其他任何名稱，但我認為馬刺是最準確的術語。當它們長出一個或多個額外的存根，呃，馬刺時，為一些奇怪的墊堆形狀做好準備！

圖 3. 圖片來源無論是否有孔，懸垂的銅特征都將受益于在覆蓋層下塞入，但對于所謂的無支撐焊盤 - 那些沒有孔的焊盤，錨固支線絕對是必要的。

絲印

FPC 上的標記可能會被擊中或丟失。即使在文本高度、筆畫寬度等方面非常保守時，我也傾向于錯過標記。無論標記離零件多遠，供應商都會建議將其移得更遠。忘記零件輪廓。板級標記可能就是您所期望的。

從設計的角度來看，大多數 flex 都相對簡單，所以這是一個加分項。標記這些類型電路的最簡單方法可能是使用手持橡皮圖章和墨墊。剛性/柔性是一種不同的動物，至少對于剛性區域而言，但我必須建議在 FPC 標記時保持簡單。

包起來

由于這些限制，您庫中的剛性封裝可能不適用。為減少電路板流片后供應商提出的技術問題數量，建議為每個符號選擇一個替代方案。說到供應商，出于多種原因，專門從事柔性電路的供應商確實希望在您的設計周期早期與您合作。堆疊有更多的變量，過程需要更多的給予和接受。

這是在考慮實際撓曲、ESD 薄膜、止裂片、接地網和撓曲制造和組裝過程的其他深奧屬性之前。開發符合獨特設計規則設計規則的特定庫 是在柔性電路領域取得成功的良好開端。