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FPC详解
1.FPC材质的厚度
a、P I厚度为12.5um,如果选择25um的PI,FPC会偏硬,弯折性能不好;
b、COPPER厚度:⼀般⽤18um(1/2oz);
c、所有露铜的地⽅必需镀⾦与镀镍,Ni的厚度为2~5um,Au的厚度为0.1~0.2um。
镀⾦为了防⽌氧化,太薄则镀⾦⼯艺不好控制,⽽且不能很好达到防氧化效果;
太厚则会影响焊接性能。镀层太厚在焊接时容易断裂。⽤于接插件的FPC,由
于插拔次数较多,则镀⾦的厚度可以适当加厚;d、为了达到完全贴合,粘合胶的厚度应该⽐PI层略厚,如12.5um的PI则可以使
⽤20um的粘合胶;e、补强板的厚度(包括双⾯胶):常⽤的有0.1mm,0.15mm,0.2mm这⼏种。
2 FPC尺⼨公差和极限尺⼨
a、外形尺⼨公差:±0.2mm。
b、保护膜开窗相对外形公差:±0.30mm;
c、保护膜开窗孔径,孔位:±0.10mm;
d、导线线宽极限公差:线宽≥0.15mm,公差为±0.05mm,线宽≤0.15mm,公差
为±0.03mm;e、⾦⼿指长度尺⼨公差:对外形±0.30mm。
f、FPC上安装孔、通孔孔径、孔位尺⼨:±0.10mm;
g、线边距:≥0.2mm,FPC上安装孔、通孔与导线相对尺⼨公差为±0.20mm;
h、补强板与外形相对尺⼨公差:±0.3mm;
i、FPC厚度公差:±0.03mm;
j、钢模中隙孔孔径最⼩可达Φ0.50mm,为防⽌破孔,孔边距最少留0.4mm,数控钻孔最⼩孔径φ0.20mm(如焊盘上的⾦属化孔);m、为了⽅便供应商安排测试,连接器pad长度最好≥0.90mm;
o、为了保证焊接质量,普通双层FPC焊接端的I/O⼝PITCH值最好≥0.80mm,焊盘宽度≥0.50mm。
3 FPC厚度标注
单层板厚度⼀般标0.10±0.05mm,⼀般双层FPC厚度为:0.15±0.05mm。4 尺⼨标注
4.1 ⼀般尺⼨公差为0.2mm,重要尺⼨公差要严格控制,加上“
尺⼨,如有必要则需加严公差,⽐如⼀些定位孔的公差、焊盘的宽度、PITCH值的公差、与LCD连接端电极的长度和PITCH值的公差。⽽对⼀些不需要控制很严的尺⼨,公差可以放宽,⽐如⼀些双⾯胶的定位尺⼨公差和双⾯胶的尺⼨则可以放宽到±0.5mm。
4.2 如果是参考尺⼨,则加上括号“()”来表⽰。
5 定位标记的设计5.1 定位标记⼀般不要⽤丝印标记,丝印标记误差太⼤,要把定位标记做成焊盘或者
机械孔,并且注意控制其公差,⼀般控制在±0.10mm;为了提⾼效率,多层FPC焊接的地⽅,最好做成定位孔,不要做成定位焊盘。5.5.2 定位孔要做成圆孔,不能做成⽅孔;同时为了⽅便⼯⼚电测定位治具制作,在设计时候把定位孔⽔平和垂直⽅向都设计成1.0mm或0.8mm的整数倍,且相应孔的直径为1.0mm或0.8mm.5.5.4 设计FPC与LCD的对位标记(mark)时,在尽可能的情况下,将FPC两边对位标记之间的距离设计在13mm以上,便于camera同时照到两边的电极。另外mark可以是单独的⼀根电极,或者是在最旁边的电极上加⼀横条焊盘。(如图2所⽰)
图2 与LCD连接端对位标记设计⽰意图
(浅⾊部分为FPC电极,深⾊部分为相应的LCD电极)5.6 FPC焊盘设计
5.6.1两⾯露铜的焊盘(⾮镂空FPC)如果宽度≥0.50mm,则应在焊盘中间打过孔,在焊盘末端开⼩圆弧。孔离焊盘边上的距离≥0.10mm,对于宽0.5mm的焊盘最好开孔直径为0.30mm。焊盘宽度如果⼩于0.5mm,则最好也在电极末端开出直径为0.25mm 或者直径0.30mm的⼩圆弧,所有的孔和圆弧都要做成⾦属化孔(内壁镀铜),在外形图上应该加上(P.TH)的标注。5.6.2 对于两⾯露铜的焊盘,最好做0.3mm左右的PI上焊盘,可以防⽌折断;
5.6.3 把TCP焊接到FPC时,在pitch值⼀致的前提下,FPC上焊盘宽度应⼤于TCP 的焊盘宽度,同时,为了防⽌短路,焊盘间距要⼤于0.25mm。5.8 补强板(加强板)的设计
5.8.1 根据需要或者客户资料选择合适的厚度;
5.8.2 根据客户资料输⼊确定是否需选择耐⾼温材料,如果选择耐⾼温材料需在标注栏注明补强板需承受的温度和在该温度下的时间,如⽩⾊的PET就不能过回流焊,⽽红褐⾊的聚酰亚胺就是耐⾼温材料。5.9 FPC外形图设计注意事项
5.9.1 画FPC外形图时,⼀般要求画三个视图,主视图、背视图和侧视图,侧视图上应尽可能详细描述出FPC的侧视外形,注意视图⽅向,标明连接⾯和焊接⾯;5.9.2 双层FPC外形图设计(外形图及参数要求参考附图b)
a、F PC弯折区域设计:FPC弯折区域应该尽量柔软,在外形图中,应该标出弯折
区域,在弯折区域⼀般只有单层⾛线,故没有⾛线的那⼀⾯的PI层和COPPER
层均可以去掉,以增加柔软性(图1中BENDED AREA即为弯折区域)。在弯折区域内不能放置过孔、元器件和焊盘;b、双层FPC弯折条件的要求:在热压点胶⼯序完毕后,沿着弯折⽅向,弯折180
度,要求弯折次数⼤于20次。
图3 FPC热压端弯折区结构c、F PC弯折区背⾯PI层(补强层)设计:为了达到更好的热压效果和加强FPC热
压端的强度,热压端电极背⾯需加PI层(补强层)。热压端电极热压于LCD后须弯折,这时弯折区与热压端电极之间容易造成断层,FPC弯折时在弯折区与热压端电极间产⽣集中应⼒,容易造成电极折断。故热压端背⾯PI层与热压端电极之间必需错层,如图3所⽰,W2-W1应该保持在0.40mm。5.9.3 镂空板(开窗FPC)外形图设计(外形图及参数要求参考附图c)
a、侧视图要把板的简单结构画出来,标明开窗位置,在侧视图上表⽰清楚开窗顶
上不能露铜,⽽且⾦⼿指顶部到FPC边上的距离≥0.30mm;(⽬前有些国内的供应商测试镂空FPC时,必需从顶上引出测试⽤的导线,则顶上必需露铜,这时候就要在PCB上留⾜够的空间,保证镂空FPC顶端露铜处远离元件区,防⽌因为开窗顶部的露铜引起短路)b、为了防⽌⾦⼿指折断,⾦⼿指每边超出窗⼝的长度≥0.30mm,也可以把上下窗
⼝错开,焊接端上⾯开⼤窗,下⾯开⼩窗,两者每⼀边错位0.2mm;c、为了防⽌破孔,定位孔的孔边距、孔到窗⼝的距离要≥0.40mm,如果没有特殊
要求,定位孔⼀般做⾮⾦属化孔,标注(N.P.TH);d、开窗离顶部的距离≥0.80mm。
a、
a、多层板FPC上连接热压到LCD 的FPC的I/O⼝焊盘pitch与FPC上pitch⼀致,
但是焊盘宽度最好⽐FPC的略⼤,⽽且上端超出0.3~0.5mm,下端最好超出0.2~0.3mm,这样在焊接时⽐较容易对位;
b、接地焊盘要镀Au,厚度0.075um~0.125um;
c、确定FPC外形时尽可能考虑元件区是否合适,要有⾜够的⾛线空间⽽且符合电
路功能要求,特别是防静电和EMI;5.9.6 标注开模图尺⼨时,通常采⽤边定位和中⼼对称标注法。对于外形不规则或开槽、开孔不关于中⼼对称的开模图,⽤边定位法来标注尺⼨,其他关于中⼼对称的开模图,可采⽤中⼼定位法也可采⽤边定位法来标注尺⼨。但是FPC两端的I/O⼝最好能把两者之间的相互位置标出来,避免由于FPC边定位公差太⼤⽽引起错位,造成⽆法装配。例图分别见图f和图g。FPC热压上LCD后,为了防⽌FPC折断,最好能压0.20mm的PI上台阶,如果FPC 不需要弯折,可设计PI不上台阶,
8 FPC布线设计中应注意的问题8.1 ⼀般要求
a、线宽≥0.12mm,特殊情况下可到0.10mm;
b、线PITCH≥0.22mm,特殊情况下可到0.20mm;
c、⾛线尽可能避免直⾓拐⾓,通常建议⽤45°⾓拐⾓;
d、线边距≥0.20mm;元器件边缘与FPC边缘≥0.50mm;
e、过孔焊盘尺⼨Φ≥0.50mm;过孔孔径Φ≥0.25mm,过孔之间焊环间距≥0.10mm;
f、电源线和地线宽度≥0.15mm,特殊情况下为0.10mm;在空间允许的范围内,尽
量加宽电源线和地线,避免过流;g、若FPC须做抗⼲扰措施,应设计抗⼲扰地线敷铜(copper),铜铂边缘距⾛线为≥
0.2mm,距元器件边缘为≥0.4mm(特殊情况下可作适当调整),敷铜⽹眼设定为
0.2×0.2mm2(也可不设敷铜⽹眼)。数字地和模拟地应尽量分开,数字信号和模
拟信号⾛线也尽量分开,因为数字电路需要频繁的⾼低电位切换,会在电源和地上产⽣噪声,⽽模拟信号容易被地噪声⼲扰;h、⾼速信号线,时钟信号线,晶振元器件的⾛线等要尽量短,避免受到⼲扰或者传
输延时,影响时序;i、整体⾛线尽量均匀,美观,合理。
8.2 丝印标注规定:
a、I C位号⽤“U1、U2、U3……”标注位号;
b、电阻、热敏电阻、可调电阻、电容、电感、晶体振荡器、三极管、⼆极管等分别
⽤“R n、Rt n、Rv n、C n、L n、X n、TR n、D n”(n=1、2、3……)等标注位号;c、若I/O⼝须焊CONNECTOR,则⽤CN n(n=1、2、3……)标注位号;
d、跳线焊盘⽤J n(n=1、2、3……)标注位号;
e、元器件的丝印标识位号,第⼀脚,正负极等等不能标在元件焊盘内部,以便SMT
后检查和返修。七⾊灯的标注最好加上三⾓点或者圆点,如果仅仅标注1、2、3、4还是不够清楚。8.3 在FPC上表⾯(或下表⾯)⾛线层上⽤丝印标注FPC型号及版本号
8.4 对于FPC上有元器件的FPC,必需在元器件所在的表⾯⾛线层上(通常在元件区的两个对⾓上)设计MARK点,⼀般MARK点设计成直径0.5mm~1.0mm的单层圆形焊盘。⽽对于带connector的FPC,connector附近要加两个⽤于connector的SMT时候使⽤的mark点。
注:字体⼀般⽤“Arial”字体,字体⾼度3.00mm,特殊情况除外。8.8 双层FPC的弯折区(该区域是单层⾛线)⾛线尽量直,过孔和焊盘离弯折区最好在1mm以上。
8.9 CABLE FPC在FPC外形拐⾓处线边距尽可能⼤,最少⼤于0.3mm;如果有空间可以在FPC外形拐⾓处设计⼀⼩块焊盘来保护FPC,防⽌在弯折时FPC被撕裂,但是该⼩焊盘不能太⼤,否则会使CABLE FPC硬度增⼤,弯折性能变差。8.10 为了减⼩ESD⼲扰和更好实现电路性能,布线时应该注意以下⼏点:
a、地平⾯和地线必需连成⽹格状,构成闭环路;
b、相互之间连线较多的元器件或者电路逻辑相互有关的元器件要靠在⼀起,并且⾛
线尽可能顺,以获得较好的抗噪声效果;c、如果元件区空间⾜够⼤,可在电源线和地线之间跨接旁路电容,彼此之间的距离
不能⼤于8cm;