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柔性電路板(FPC)硬件設計的6大注意事項!

  什么是FPC

  FPC,FlexiblePrintedCircuit,柔性電路板。

  一片柔軟的電路板,它可以在狹小的空間之內彎曲,扭轉,充分利用寶貴的產品空間,使產品更緊湊。

柔性電路板(FPC)硬件設計的6大注意事項!硬件老司機經驗總結!

  蘋果Airpods耳機里復雜的FPC(黑色彎曲部分)

  之前講過一篇文章,介紹了FPC在產品上的靈活運用,特別是現在的智能手機和智能硬件上的使用。

PT老虎机   鏈接在此:FPC是什么?里面有什么?

  下面我們講一講FPC的設計注意事項。

  結構圖紙要詳細

  FPC在結構中,一般都不在一個平面上,需要結構工程師首先將3D延展成2D板框圖紙,并標注結構中的注意事項。

  除非產品空間很大,且不需要考慮FPC形狀和長度,否則都需要結構工程師先輸出平面圖。不能讓硬件工程師自己隨便畫。

  FPC不像線纜,長了不能剪短,短了也不能加長。

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  標注清晰的FPC2D圖紙

  特別注意引腳順序和方向

  插接的FPC,極易遇到pin腳順序反了的情況。因為結構工程師看的正反面都是正視圖,而硬件工程師看的正面是正視圖,反面是透視圖。

  (這個問題我們后續會推出專門的文章,講講以前吃過的虧。)

  如果結構工程師給的2D圖紙,有標注主板PIN腳順序、FPC上PIN腳順序、以及其金手指和BTB連接器的正反面,那么恭喜你,你遇到了一位專業的,為你考慮的優秀結果工程師,請善待他。(圖下圖)

  如果結構工程師只是輸出了板框尺寸并沒有標注PIN腳信息,最好通過剪紙標注的方法驗證PIN腳方向正反面是否正確。

  為什么要剪紙?千萬別相信自己的空間想象力,多繞幾個圈,自己就暈了!憑借自己的空間想象很可能做反了。看實物最靠譜!(剪紙模擬實物)

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  好的結構工程師輸出的FPC2D圖紙

  大電流線路要特別注意!

  導線,隨隨便便都能通過1A以上的電流。

  但FPC不同,內部線路最細可達0.1mm,只能通過0.1A的電流!

  FPC連接器通過的電流也不大,一個ZIF插接的連接器,每個腳通常只有0.3A。

  如果要讓FPC上通過1A的電流,需要把走線走到1mm以上的寬度,并且使用3個以上的插接引腳。

  要注意,不僅是電源線,地線也要走粗!

  電源和地線,分別占了3個引腳。

  FPC做高速信號線的傳輸,和大電流電源線傳輸時,盡可能采用鋪實銅地,電源先也用大面積鋪實銅設計。

  (FPC的上銅,做成實心銅有助于信號傳輸,但是會變硬。需要經常彎折的要做網狀銅。).

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  FPC的實心鋪銅(白點是過孔)

  精密尺寸特別標注

  FPC的形狀,是用刀模切出來的,精度不高。普通的FPC工廠做出來的精度只有±0.1-0.2mm。結構設計的時候不能把形狀、長度做的太極限,要考慮精度不高帶來的公差。

PT老虎机   對于金手指或連接器位置需要特別注明,要求FPC廠優先保證,把精度做到0.05mm以下,保證批量生產的組裝良率。

  屏蔽涂層和鋼片補強接地區域需要標注

  FPC做不到電路板那樣的很多層,一層或兩層線路的FPC,想實現信號線的屏蔽,就需要屏蔽膜。

  如上圖的FPC,黑色部分的油漆,其實不只是油漆,而是屏蔽膜。外部絕緣,內部導電。

  但是,導電的部分需要接地,才能屏蔽。懸空的金屬起不到屏蔽作用。

  因此FPC的屏蔽層和鋼片部分,至少需要在工藝說明文件中,詳細注明要接地,FPC工廠就會在阻焊層打開窗口來做接地處理。

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  需要控制阻抗的線路,需要標注

  FPC一般不會用來走射頻線,因為50ohm阻抗很難控制,射頻線路要用同軸電纜專門接出。

  但是對于Mipi、HDMI、USB之類的75-150ohm阻抗匹配的線路,FPC工藝說明上也需要特別注明,由FPC廠家根據自己用的基材,計算好線寬線距,使阻抗滿足要求,提升高速信號的完整性。

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