FPC彎曲半徑不合理導致斷裂的原因分析

在FPC在彎曲時，其中心線兩邊所受的應力類型是不一樣的。彎曲曲面的內(nèi)側是壓力，外側是拉力。所受應力的大小與FPC的厚度和彎曲半徑有關。過大的應力會使得FPC分層、銅箔斷裂等等。因此在設計時應合理安排FPC的層壓結構，使得彎曲面中心線兩端層壓盡量對稱。同時還要根據(jù)不同的應用場合來計算最小彎曲半徑。

彎曲半徑要求的計算

情況1、對單面柔性電路板的最小彎曲如下圖所示：

它的最小彎曲半徑可以由下面公式計算：

R=(c/2)[(100-Eb)/Eb]-D

其中：

R=最小彎曲半徑(單位μm)

c=銅皮厚度(單位μm)

D=覆蓋膜厚度(單位μm)

EB=銅皮允許變形量(以百分數(shù)衡量)

不同類型銅，銅皮變形量不同。

A、壓碾銅的銅皮變形量最大值是≤16%

B、電解銅的銅皮變形量最大值是≤11%。

而且在不同的使用場合，同一材料的銅皮變形量取值也不一樣。對于一次性彎曲的的場合，使用折斷臨界狀態(tài)的極限值(對延碾銅，該值為16%)。對于彎曲安裝設計情況，使用IPC-MF-150規(guī)定的最小變形值(對延碾銅，該值為10%)。對于動態(tài)柔性應用場合，銅皮變形量用0.3%。而對于磁頭應用，銅皮變形量用0.1%。

通過設置銅皮允許的變形量，就可以算出彎曲的最小半徑。

動態(tài)柔性：這種銅皮應用的場景是通過變形實現(xiàn)功能的，打個比方:IC卡座內(nèi)的磷銅彈片，就是IC卡插入后與芯片接觸的部位，插的過程彈片不斷的形變，這種應用場景就是柔性動態(tài)的。

例：50μm 聚酰亞胺，25μm膠，35μm銅 因此，D=75μm,c=35μm 柔性板的總厚度T=185μm

一次性彎曲，用16% R=16.9μm,或R/T=0.09

彎曲安裝，用10% R=80μm,或R/T=0.45

動態(tài)彎曲，用0.3% R=5.74mm,或R/T=31

對于上圖中的場景，需要有連接器插入的場景，需要按照“動態(tài)彎曲”進行計算，彎曲半徑控制在>6mm，直徑>12mm。

粗略算法：大約要大于總厚度的50倍左右。

情況2、雙面板

其中：

R=最小彎曲半徑，單位μm

c=銅皮厚度，單位μm

D=覆蓋膜厚度，單位μm

EB=銅皮變形量，以百分數(shù)衡量。

EB的取值與上面的一樣。

d=層間介質(zhì)厚度，單位μm

例如：

基材厚度：50μm 聚酰亞胺;

2x25μm膠;

2x35μm 銅 則d=100μm;c=35μm

覆蓋膜厚度：25μm聚酰亞胺;50μm膠 則D=75μm

總厚：T=2D+d+2c=320μm

從方程中：

一次性彎曲，EB=16% R=0.371μm，R/T=1.16

彎曲安裝，EB =10% R=0.690mm，

R/T=2.15 動態(tài)彎曲，EB =0.3% R=28.17mm，R/T=88

粗略算法：大約要大于總厚度的100倍左右。

彎曲半徑不達標，導致安裝次數(shù)過多之后，導線斷裂，設備不穩(wěn)定的等問題。如下圖所示：

審核編輯：黃飛

?