Metóda výpočtu polomeru ohybu fpc

Keď je flexibilná obvodová doska FPC ohnutá, typy namáhania na oboch stranách línie jadra sú odlišné.

Je to spôsobené rôznymi silami pôsobiacimi na vnútornú a vonkajšiu stranu zakriveného povrchu.

Na vnútornej strane zakriveného povrchu je FPC vystavený tlakovému namáhaniu. Je to spôsobené tým, že materiál sa pri ohýbaní dovnútra stláča a stláča. Toto stlačenie môže spôsobiť stlačenie vrstiev v FPC, čo môže spôsobiť delamináciu alebo prasknutie komponentu.

Na vonkajšej strane zakriveného povrchu je FPC vystavená ťahovému namáhaniu. Je to spôsobené tým, že materiál je natiahnutý, keď je ohnutý smerom von. Stopy medi a vodivé prvky na vonkajších povrchoch môžu byť vystavené napätiu, ktoré môže ohroziť integritu obvodu. Na zmiernenie napätia na FPC počas ohýbania je dôležité navrhnúť ohybný obvod pomocou vhodných materiálov a výrobných techník. To zahŕňa použitie materiálov s vhodnou flexibilitou, vhodnou hrúbkou a zvážením minimálneho polomeru ohybu FPC. Na rovnomernejšiu distribúciu napätia v obvode je možné implementovať aj dostatočné vystuženie alebo podporné konštrukcie.

Pochopením typov namáhania a náležitým zvážením návrhu možno zlepšiť spoľahlivosť a životnosť flexibilných dosiek plošných spojov FPC, keď sú ohnuté alebo ohýbané.

Nasleduje niekoľko konkrétnych návrhov, ktoré môžu pomôcť zlepšiť spoľahlivosť a trvanlivosť flexibilných dosiek plošných spojov FPC, keď sú ohnuté alebo ohnuté:

Výber materiálu:Dôležitý je výber správneho materiálu. Mal by sa použiť pružný podklad s dobrou pružnosťou a mechanickou pevnosťou. Flexibilný polyimid (PI) je bežnou voľbou vďaka svojej vynikajúcej tepelnej stabilite a flexibilite.

Rozloženie okruhu:Správne usporiadanie obvodu je dôležité, aby sa zabezpečilo, že vodivé stopy a komponenty sú umiestnené a vedené spôsobom, ktorý minimalizuje koncentrácie napätia počas ohýbania. Namiesto ostrých rohov sa odporúča použiť zaoblené rohy.

Výstužné a nosné konštrukcie:Pridanie výstuže alebo podporných štruktúr pozdĺž kritických ohybových oblastí môže pomôcť rovnomernejšie rozložiť napätie a zabrániť poškodeniu alebo delaminácii. Výstužné vrstvy alebo rebrá môžu byť aplikované na špecifické oblasti na zlepšenie celkovej mechanickej integrity.

Polomer ohybu:Minimálne polomery ohybu by mali byť definované a zohľadnené vo fáze návrhu. Prekročenie minimálneho polomeru ohybu bude mať za následok nadmernú koncentráciu napätia a poruchu.

Ochrana a zapuzdrenie:Ochrana, ako sú konformné povlaky alebo materiály na zapuzdrenie, môže poskytnúť dodatočnú mechanickú pevnosť a chrániť obvody pred prvkami prostredia, ako je vlhkosť, prach a chemikálie.

Testovanie a overovanie:Vykonanie komplexného testovania a overovania, vrátane testov mechanického ohybu a ohybu, môže pomôcť vyhodnotiť spoľahlivosť a životnosť flexibilných dosiek plošných spojov FPC v reálnych podmienkach.

Vo vnútri zakriveného povrchu je tlak a vonkajšok je ťahaný. Veľkosť napätia súvisí s hrúbkou a polomerom ohybu flexibilnej dosky plošných spojov FPC. Nadmerné napätie spôsobí lamináciu flexibilnej dosky plošných spojov FPC, zlomenie medenej fólie atď. Preto by laminovacia štruktúra flexibilnej dosky plošných spojov FPC mala byť v návrhu primerane usporiadaná tak, aby dva konce stredovej čiary zakriveného povrchu boli čo najviac symetrické. Zároveň by mal byť minimálny polomer ohybu vypočítaný podľa rôznych aplikačných situácií.

Situácia 1. Minimálne prehnutie jednostrannej dosky s flexibilnými obvodmi FPC je znázornené na nasledujúcom obrázku:

Jeho minimálny polomer ohybu možno vypočítať podľa nasledujúceho vzorca: R= (c/2) [(100-Eb) /Eb]-D
Minimálny polomer ohybu R=, hrúbka c= medený plášť (jednotka m), hrúbka D= krycej fólie (m), prípustná deformácia EB= medený plášť (merané v percentách).

Deformácia medenej kože sa líši pri rôznych druhoch medi.
Maximálna deformácia A a lisovanej medi je menšia ako 16%.
Maximálna deformácia B a elektrolytickej medi je menšia ako 11 %.

Navyše, obsah medi v tom istom materiáli sa tiež líši pri rôznych príležitostiach použitia. Pre jednorazový ohyb sa používa hraničná hodnota kritického stavu lomu (hodnota je 16 %). Pre návrh inštalácie ohýbaním použite minimálnu hodnotu deformácie špecifikovanú IPC-MF-150 (pre valcovanú meď je to hodnota 10%). Pre dynamicky flexibilné aplikácie je deformácia medenej kože 0,3 %. Pre aplikáciu magnetickej hlavy je deformácia medenej kože 0,1%. Nastavením prípustnej deformácie medeného plášťa možno vypočítať minimálny polomer zakrivenia.

Dynamická flexibilita: scéna tejto aplikácie medenej kože je realizovaná deformáciou. Napríklad fosforová guľka na karte IC je časť karty IC vložená do čipu po vložení karty IC. V procese vkladania sa škrupina nepretržite deformuje. Táto aplikačná scéna je flexibilná a dynamická.

Minimálny polomer ohybu jednostrannej ohybnej dosky plošných spojov závisí od viacerých faktorov vrátane použitého materiálu, hrúbky dosky a špecifických požiadaviek aplikácie. Vo všeobecnosti je ohybný polomer dosky s plošnými spojmi približne 10-násobok hrúbky dosky. Napríklad, ak je hrúbka dosky 0,1 mm, minimálny polomer ohybu je asi 1 mm. Je dôležité poznamenať, že ohýbanie dosky pod minimálny polomer ohybu môže viesť ku koncentrácii napätia, namáhaniu vodivých stôp a prípadne k prasknutiu alebo delaminácii dosky. Na udržanie elektrickej a mechanickej integrity obvodu je dôležité dodržiavať odporúčané polomery ohybu. Odporúča sa konzultovať s výrobcom alebo dodávateľom flexibilnej dosky špecifické pokyny pre polomer ohybu a zabezpečiť, aby boli splnené požiadavky na dizajn a aplikáciu. Mechanické testovanie a validácia navyše môže pomôcť určiť maximálne namáhanie, ktoré doska vydrží bez toho, aby bola ohrozená jej funkčnosť a spoľahlivosť.

Situácia 2, obojstranná doska flexibilnej dosky plošných spojov FPC takto:

Medzi nimi: R= minimálny polomer ohybu, jednotka m, c= hrúbka medeného plášťa, jednotka m, D= hrúbka krycej fólie, jednotka mm, EB= deformácia medeného plášťa, meraná v percentách.

Hodnota EB je rovnaká ako vyššie.
D = stredná hrúbka medzivrstvy, jednotka M

Minimálny polomer ohybu obojstrannej flexibilnej dosky plošných spojov FPC (Flexible Printed Circuit) je zvyčajne väčší ako polomer ohybu jednostranného panelu. Je to preto, že obojstranné panely majú na oboch stranách vodivé stopy, ktoré sú náchylnejšie na namáhanie a namáhanie pri ohýbaní. Minimálny polomer ohybu obojstrannej dosky FPC flex PCB je zvyčajne asi 20-násobok hrúbky dosky. Ak použijeme rovnaký príklad ako predtým, ak má platňa hrúbku 0,1 mm, minimálny polomer ohybu je približne 2 mm. Je veľmi dôležité dodržiavať pokyny a špecifikácie výrobcu pre ohýbanie obojstranných FPC dosiek plošných spojov. Prekročenie odporúčaného polomeru ohybu môže poškodiť vodivé stopy, spôsobiť delamináciu vrstvy alebo iné problémy, ktoré ovplyvňujú funkčnosť a spoľahlivosť obvodu. Odporúča sa konzultovať s výrobcom alebo dodávateľom špecifické pokyny pre polomer ohybu a vykonať mechanické testovanie a overenie, aby ste sa uistili, že doska vydrží požadované ohyby bez zníženia jej výkonu.