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柔性線路板布線中該做和不該做的事情

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人氣：111發(fā)布日期：2024-12-04 08:58【大中小】

柔性線路板布線是在可彎曲的基材上進(jìn)行電路設(shè)計與布局，其具有高度的靈活性，能適應(yīng)各種復(fù)雜的形狀和空間需求。通過精心規(guī)劃的布線，可以實現(xiàn)信號的穩(wěn)定傳輸，同時滿足電子產(chǎn)品小型化、輕薄化及可穿戴等發(fā)展趨勢的要求。柔性線路板布線技術(shù)不斷創(chuàng)新，在消費電子、醫(yī)療設(shè)備、汽車電子等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。

柔性電路中會遇到很多材料的弱點。從相對較高z軸膨脹系數(shù)的粘合劑，到低粘度的PI襯底覆銅，到銅的硬化和疲勞。下面陳述的該做和不該做，將會很大程度上彌補上述不足。

保持柔性板的柔韌性

要事先根據(jù)需要確定柔性電路柔韌度，這是顯而易見，但還是要再次強(qiáng)調(diào)。如果柔性電路部分只打算在裝配過程中折疊，然后裝在一個固定的位置，比如，安裝在一個手持式超聲設(shè)備中，那么我們在選擇信號的層數(shù)和銅皮類型（RA或ED）上，會有很大的自由度。另一種情況，如果柔性電路部分要不斷移動、彎曲或旋轉(zhuǎn)，那么就應(yīng)該減少層數(shù)，并選擇無膠材料。

可以使用IPC-2223B公式（公式1表示單面，公式2表示雙面，等等），根據(jù)銅的允許變形程度和其他材料特性，來確定最小允許彎曲半徑部分。

T這個例子的公式是針對單面柔性板的，我們根據(jù)實際使用狀況來選擇EB，對于很少彎曲應(yīng)用的選擇16%，靈活安裝的應(yīng)用使用10％，動態(tài)的柔性設(shè)計使用0.3%（來源：IPC-2223B，2008，http://www.ipc.org/TOC/IPC-2223B.pdf）。動態(tài)是指產(chǎn)品使用過程中的持續(xù)的彎曲和旋轉(zhuǎn)，例如：移動DVD播放機(jī)中的TFT面板連接。

不要在拐角處彎曲

通常我們建議要保持柔性電路的銅皮走線沿著垂直方向彎曲。但有時做不到，那么請盡量減少彎曲幅度和頻率，也可根據(jù)機(jī)械設(shè)計要求使用錐形彎曲。

圖1：首選的彎曲位置。

使用弧形走線

正如上面圖1所示，最好避免使用突兀的直角或者硬直的45°角走線，而是使用弧角走線模式。這樣可以在彎曲過程中，減少銅皮的應(yīng)力。

不要突然改變走線的寬度

軟板走線鏈接到焊盤時，特別是整理排列的柔性電路終端（如下圖所示），將會形成一個薄弱的著力點，隨著時間的推移銅皮很容易老化。除非使用加強(qiáng)板或者應(yīng)用過程中不會彎折，否則建議采用如下的逐漸變窄的接線方式（提示：在柔性電路板中對于焊盤和過孔進(jìn)行淚滴處理！）

圖2：走線線寬的突變或者連接到焊盤會造成薄弱著力點。

使用多邊形

有時，在柔性板上放置電源或者地平面是非常有必要的。如果不介意顯著降低靈活性以及可能會使銅皮褶皺，你可以選擇使用實心銅。一般來說，為了保持高度的靈活性最好使用陰影多邊形敷銅。
提到這一點，傳統(tǒng)的陰影多邊形會在0°、90°和45°角的方向存在多余的銅皮加強(qiáng)。更優(yōu)化的模式是六角形方式。使用負(fù)片層和陣列的六角焊盤就可以解決這個問題，使用復(fù)制和粘貼的方法可以更快速地建立陰影多邊形。

圖3：使用六邊形敷銅可以均勻平衡三個角度的應(yīng)力

為焊盤提供加固

FPC由于采用了低粘性的粘合劑（相對于FR-4），柔性電路上的銅更容易從聚酰亞胺基板上脫離。所以給裸露的銅皮提供加固尤為重要。涂鍍的通孔為2個柔性層提供了恰當(dāng)?shù)腻^定，所以使用過孔是非常好加固方式。正因如此（提供了z軸的擴(kuò)展），許多加工廠建議在軟硬結(jié)合板和柔性電路上添加深度達(dá)1.5密耳的涂鍍通孔。表面貼裝的焊盤和非涂鍍的通孔焊盤本身沒有加固措施，所以需要額外的加固來防止脫離。

圖4：柔性電路的焊盤加固方式，涂鍍、增加錨定、減少覆蓋膜的開口
參照圖4，第二個選項適合有膠型覆蓋層，第三個選項適合無膠型覆蓋層。使用粘合劑的保護(hù)膜，會出現(xiàn)“溢膠”的現(xiàn)象，所以焊盤與開孔之間的縫隙必須足夠大，以保障優(yōu)良的助焊成形。

SMT元件焊盤是最脆弱的，尤其柔性電路會在元件的剛性引腳和焊盤下彎曲。圖5和圖6顯示了如何使用覆蓋層在焊盤的兩端加固焊盤。做到這一點，柔性板上的焊盤必須要比典型的剛性板上的焊盤大一些。在看圖6的對比，柔性板上安裝元件的SMD焊盤。這會顯著降低了柔性電路元件的安裝密度，但與剛性電路相比，柔性電路的密度本來就不能太高。