FPC彎曲半徑不合理導(dǎo)致斷裂的原因分析

在FPC在彎曲時(shí)，其中心線兩邊所受的應(yīng)力類(lèi)型是不一樣的。彎曲曲面的內(nèi)側(cè)是壓力，外側(cè)是拉力。所受應(yīng)力的大小與FPC的厚度和彎曲半徑有關(guān)。過(guò)大的應(yīng)力會(huì)使得FPC分層、銅箔斷裂等等。因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理安排FPC的層壓結(jié)構(gòu)，使得彎曲面中心線兩端層壓盡量對(duì)稱。同時(shí)還要根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)計(jì)算最小彎曲半徑。

彎曲半徑要求的計(jì)算

情況1、對(duì)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(jì)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?jǐn)?shù)衡量)

不同類(lèi)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(chǎng)合，同一材料的銅皮變形量取值也不一樣。對(duì)于一次性彎曲的的場(chǎng)合，使用折斷臨界狀態(tài)的極限值(對(duì)延碾銅，該值為16%)。對(duì)于彎曲安裝設(shè)計(jì)情況，使用IPC-MF-150規(guī)定的最小變形值(對(duì)延碾銅，該值為10%)。對(duì)于動(dòng)態(tài)柔性應(yīng)用場(chǎng)合，銅皮變形量用0.3%。而對(duì)于磁頭應(yīng)用，銅皮變形量用0.1%。

通過(guò)設(shè)置銅皮允許的變形量，就可以算出彎曲的最小半徑。

動(dòng)態(tài)柔性：這種銅皮應(yīng)用的場(chǎng)景是通過(guò)變形實(shí)現(xiàn)功能的，打個(gè)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(guò)程彈片不斷的形變，這種應(yīng)用場(chǎng)景就是柔性動(dòng)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(dòng)態(tài)彎曲，用0.3% R=5.74mm,或R/T=31

對(duì)于上圖中的場(chǎng)景，需要有連接器插入的場(chǎng)景，需要按照“動(dòng)態(tài)彎曲”進(jìn)行計(jì)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?jǐn)?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(dòng)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(dá)標(biāo)，導(dǎo)致安裝次數(shù)過(guò)多之后，導(dǎo)線斷裂，設(shè)備不穩(wěn)定的等問(wèn)題。如下圖所示：

審核編輯：黃飛

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