PCB焊盤的處理方式及FPC材料的使用

FPC柔性印刷電路是一種在柔性切割表面上制作的電路形式，可以覆蓋或不覆蓋（通常用于保護(hù)FPC電路）。由于FPC可以各種方式彎曲，折疊或重復(fù)移動，因此它的使用越來越廣泛。

FPC的基膜通常由聚酰亞胺（聚酰亞胺，PI）制成（簡稱）和聚酯。

（滌綸，簡稱PET），材料厚度為12.5/25/50/75/125um，常用12.5和25um。如果FPC需要在高溫下焊接，則材料通常由PI制成，PCB的基板通常為FR4。

FPC的覆蓋層由電介質(zhì)薄膜和膠水薄膜或柔性介質(zhì)涂層制成，可防止污染，潮濕，劃痕等，主要材料與基材相同，即聚酰亞胺。胺（聚酰亞胺）和聚酯（滌綸），常用材料厚度為12.5um。

FPC設(shè)計需要將各層粘合在一起，此時需要使用FPC膠（膠粘劑）。柔性板通常用于丙烯酸，改性環(huán)氧樹脂，酚醛縮丁醛，增強(qiáng)塑料，壓敏粘合劑等，而單層FPC不使用膠粘劑粘合。

在許多應(yīng)用中，例如焊接器件，柔性板需要加強(qiáng)件以獲得外部支撐。主要材料有PI或聚酯薄膜，玻璃纖維，高分子材料，鋼板，鋁板等。 PI或聚酯薄膜是柔性板增強(qiáng)的常用材料，厚度一般為125um。玻璃纖維（FR4）增強(qiáng)板的硬度高于PI或聚酯，并用于較硬的地方。

有多種方法可以處理FPC的焊盤相對于PCB焊盤的處理方式。以下是常見的：

1?；瘜W(xué)鎳金也被稱為化學(xué)浸金或浸金。通常，PCB的銅金屬表面上使用的化學(xué)鍍鎳層的厚度為2.5um-5.0um，浸金（99.9％純金）層的厚度為0.05um-0.1um（之前為PCB）工廠工人使用替換方法替換pcb池中的金幣。技術(shù)優(yōu)勢：表面光滑，儲存時間長，易焊接;適用于細(xì)間距元件和更薄的PCB。對于FPC，它更合適，因為它更薄。缺點：不環(huán)保。

2。錫鉛電鍍優(yōu)點：可直接在焊盤上添加扁鉛錫，具有良好的可焊性和均勻性。對于某些處理過程（如HOTBAR），必須在FPC上使用此方法。缺點：鉛易氧化，儲存時間短;需要拉電鍍線;不環(huán)保。

3。選擇性電鍍金（SEG）選擇性電鍍金意味著PCB的局部區(qū)域鍍有金，而其他區(qū)域則用另一種表面處理進(jìn)行處理。電鍍金是指在PCB的銅表面上施加鎳層，然后電鍍金層。鎳層的厚度為2.5μm至5.0μm，金層的厚度通常為0.05μm至0.1μm。優(yōu)點：鍍金層較厚，具有很強(qiáng)的抗氧化性和耐磨性。 “金手指”一般采用這種治療方式。缺點：不環(huán)保，氰化物污染。

4。有機(jī)可焊性保護(hù)層（OSP）此過程是指具有特定有機(jī)物質(zhì)的裸PCB銅表面的表面覆蓋層。優(yōu)點：提供非常平坦的PCB表面，滿足環(huán)境要求。適用于細(xì)間距元件的PCB。

缺點：需要采用傳統(tǒng)波峰焊和選擇性波峰焊工藝的PCBA，不允許進(jìn)行OSP表面處理。

5。熱風(fēng)平整（HASL）此過程是指覆蓋PCB裸露金屬表面的63/37鉛錫合金。熱風(fēng)整平鉛錫合金涂層的厚度為1um-25um。熱空氣整平工藝難以控制鍍層的厚度和焊盤圖案。不推薦用于具有細(xì)間距元件的PCB，因為細(xì)間距元件需要焊盤的高平坦度;熱風(fēng)整平過程適用于薄FPC。

在設(shè)計中，F(xiàn)PC經(jīng)常需要與PCB一起使用。在兩者之間的連接中，板對板連接器，連接器和金手指，HOTBAR，軟和硬鍵合板以及手動焊接通常用于不同的應(yīng)用。環(huán)境方面，設(shè)計人員可以使用相應(yīng)的連接方法。

在實際應(yīng)用中，根據(jù)應(yīng)用要求確定是否需要ESD屏蔽。當(dāng)FPC柔韌性要求不高時，可以通過實心銅皮和厚介質(zhì)實現(xiàn)。當(dāng)靈活性要求很高時。

由于FPC的柔軟性，它是在受到壓力時易于破裂，因此FPC保護(hù)需要一些特殊的手段。

常用方法有：

1。柔性型材上的內(nèi)角的最小半徑為1.6 mm。半徑越大，可靠性越高，抗撕裂性越強(qiáng)。在形狀的角落，可以添加靠近板邊緣的線以防止FPC被撕裂。

2。 FPC上的裂縫或槽必須以直徑不小于1.5 mm的圓孔結(jié)束，這在FPC的相鄰兩個部分需要單獨移動的情況下也是必需的。

3。為了獲得更好的柔韌性，需要在均勻的寬度區(qū)域中選擇彎曲區(qū)域，并且盡可能在彎曲區(qū)域中FPC寬度變化和跡線密度不均勻。

4。加強(qiáng)筋（Stiffener）又稱加強(qiáng)筋，主要用于獲得外部支撐，材料的使用有PI，聚酯，玻璃纖維，高分子材料，鋁，鋼等。合理設(shè)計加強(qiáng)板的位置，面積和材料對避免FPC撕裂有很大的作用。

5。在多層FPC設(shè)計中，需要在產(chǎn)品使用期間經(jīng)常彎曲的區(qū)域進(jìn)行氣隙分層設(shè)計。嘗試使用薄材料PI材料來增加FPC柔軟度，防止FPC在反復(fù)彎曲過程中破裂。

6。當(dāng)空間允許時，應(yīng)在金手指和連接器之間的接合處設(shè)計雙面膠固定區(qū)域，以防止金手指和連接器在彎曲過程中脫落。

7。 FPC定位絲網(wǎng)應(yīng)設(shè)計在FPC和連接器之間的連接處，以防止FPC在裝配過程中歪斜。

由于FPC的特殊性，在路由時應(yīng)注意以下幾點：

路由規(guī)則：優(yōu)先級是確保信號路由平滑，短，直，穿孔少的原則，盡量避免長而細(xì)的圓線，主要是水平，垂直和45度線，避免任意角度線，彎曲部分的弧線，以上細(xì)節(jié)如下：

1。線寬：考慮到數(shù)據(jù)線和電源線的線寬要求不一致，保留的線間距平均為0.15mm。

2。線間距：根據(jù)大多數(shù)制造商目前的生產(chǎn)能力，設(shè)計線間距（間距）為0.10mm。

3。線邊距：最外線與FPC輪廓之間的距離設(shè)計為0.30mm?？臻g越大越好。

4。圓角：FPC輪廓上圓角的最小值設(shè)計為半徑R = 1.5mm

5。導(dǎo)線垂直于彎曲方向

6。電線應(yīng)均勻地穿過彎曲區(qū)域

7。導(dǎo)線應(yīng)盡可能厚，以使區(qū)域彎曲

8。彎曲區(qū)域不得有額外的電鍍金屬（彎曲區(qū)域電線未鍍）

9。線寬一致

10。雙面板跡線不能重疊形成“I”形

11。最小化彎曲區(qū)域中的層數(shù)

12。彎曲區(qū)域必須沒有通孔和金屬化孔。

13。彎曲中心軸應(yīng)位于導(dǎo)線的中心。導(dǎo)線兩側(cè)的材料系數(shù)和厚度盡可能均勻。這在動態(tài)彎曲應(yīng)用中非常重要。

14。水平面扭轉(zhuǎn)遵循減小彎曲截面的原則，以增加柔韌性或部分增加銅箔面積以增加韌性。

15。垂直表面彎曲是為了增加彎曲半徑，減少中心區(qū)域的層數(shù)等。

16。對于有EMI要求的產(chǎn)品，如果FPC上有USB和MIPI等高頻輻射信號線，則應(yīng)根據(jù)EMI測量條件將導(dǎo)電銀箔層添加到FPC中，并將導(dǎo)電銀箔接地以防止EMI。

隨著FPC應(yīng)用環(huán)境的擴(kuò)展，上述內(nèi)容將繼續(xù)豐富或不適用，但只要您在工作中仔細(xì)設(shè)計，請多考慮總結(jié)一下，我相信設(shè)計FPC并不困難，而且很容易使用。