在FPC在弯曲时,其中心线两边所受的应力类型是不一样的。弯曲曲面的内侧是压力,外侧是拉力。所受应力的大小与FPC的厚度和弯曲半径有关。过大的应力会使得FPC分层、铜箔断裂等等。因此在设计时应合理安排FPC的层压结构,使得弯曲面中心线两端层压尽量对称。同时还要根据不同的应用场合来计算最小弯曲半径。
弯曲半径要求的计算
情况1、对单面柔性电路板的最小弯曲如下图所示:
它的最小弯曲半径可以由下面公式计算:
R=(c/2)[(100-Eb)/Eb]-D
其中:
R=最小弯曲半径(单位µm)
c=铜皮厚度(单位µm)
D=覆盖膜厚度(单位µm)
EB=铜皮允许变形量(以百分数衡量)
不同类型铜,铜皮变形量不同。
A、压碾铜的铜皮变形量最大值是≤16%
B、电解铜的铜皮变形量最大值是≤11%。
而且在不同的使用场合,同一材料的铜皮变形量取值也不一样。对于一次性弯曲的的场合,使用折断临界状态的极限值(对延碾铜,该值为16%)。对于弯曲安装设计情况,使用IPC-MF-150规定的最小变形值(对延碾铜,该值为10%)。对于动态柔性应用场合,铜皮变形量用0.3%。而对于磁头应用,铜皮变形量用0.1%。
通过设置铜皮允许的变形量,就可以算出弯曲的最小半径。
动态柔性:这种铜皮应用的场景是通过变形实现功能的,打个比方:IC卡座内的磷铜弹片,就是IC卡插入后与芯片接触的部位,插的过程弹片不断的形变,这种应用场景就是柔性动态的。
例: 50µm 聚酰亚胺,25µm胶,35µm铜 因此,D=75µm,c=35µm 柔性板的总厚度T=185µm
一次性弯曲,用16% R=16.9µm,或R/T=0.09
弯曲安装,用10% R=80µm,或R/T=0.45
动态弯曲,用0.3% R=5.74mm,或R/T=31
对于上图中的场景,需要有连接器插入的场景,需要按照“动态弯曲”进行计算,弯曲半径控制在>6mm,直径>12mm。
粗略算法:大约要大于总厚度的50倍左右。
情况2、双面板
其中:
R=最小弯曲半径,单位µm
c=铜皮厚度,单位µm
D=覆盖膜厚度,单位µm
EB=铜皮变形量,以百分数衡量。
EB的取值与上面的一样。
d=层间介质厚度,单位µm
例如:
基材厚度:50µm 聚酰亚胺;
2x25µm胶;
2x35µm 铜 则d=100µm;c=35µm
覆盖膜厚度:25µm聚酰亚胺;50µm胶 则D=75µm
总厚: T=2D+d+2c=320µm
从方程中:
一次性弯曲,EB=16% R=0.371µm,R/T=1.16
弯曲安装,EB =10% R=0.690mm,
R/T=2.15 动态弯曲,EB =0.3% R=28.17mm,R/T=88
粗略算法:大约要大于总厚度的100倍左右。
弯曲半径不达标,导致安装次数过多之后,导线断裂,设备不稳定的等问题。如下图所示:
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原文标题:【技术】FPC弯曲半径不合理,会导致断裂
文章出处:【微信号:pcbinfo88,微信公众号:pcbinfo88】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
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