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FPC易折不良的解决方案

作者:康耐德智能 浏览:121 发表时间:2020-12-02 09:29:09 来源:网络资源

柔性电路板(FPC, Flexible Printed Circuit)具有易弯折,体积小,重量轻的优点,在耳机、手环等消费电子产品中有着大量的应用。真无线(TWS)耳机中也大量应用了软硬结合板。

 

在实际组装过程中,被弯折的FPC时有出现断裂的问题。本文主要从电子和结构设计角度,针对两种应用场景的FPC,分别讨论其折断的原因和解决方案。

 

1. FPC焊盘处

 

1.1 应用场景

 

很多产品的按键都设计在远离电路板的位置,这时候如果使用硬板就需要用到连接器或者线材焊接,成本较高。而如果使用FPC,就可以将FPC上的“金手指”直接焊接到PCB焊盘上,工序简单,价格较低。案例如下:



1.2 不良现象与原因

 

在组装过程中,焊接后的FPC金手指根部折断。而且弯折并不一定会完全断开电路,带来了很大的不良隐患。



不良原因:一是为了便于组装,FPC一般会设计的稍长,这样整机内就必然会发生FPC的弯曲。二是FPC金手指位于PCB边缘,焊接后处于软硬集合部位,柔性的FPC弯曲时应力集中,造成折断。


1.3 解决方案

 

1. FPC金手指与PCB焊盘参考如下设计:



2. PCB焊盘适当远离PCB边沿,避免应力集中于边沿区域。

 

3. 修改FPC的形状为弯曲型,可以吸收部分形变。



4. 金手指错位设计,同样会减小应力集中程度。



5. FPC双层走线,或者同层双走线,增加可靠性。



6. FPC根部点胶,避免此处弯折,这是较为有效的方案,但会造成组装成本的上升。



2. FPC补强处(软硬结合板处)

 

2.1 应用场景

 

FPC的表贴器件一般需要补强,补强边缘的区域也是很容易出现应力集中的地方,软硬结合板也是如此。

 

2.2 不良现象与原因

 

组装后表现为FPC功能丧失或者不稳定,FPC外观如下图所示:



除了组装原因,FPC的弯曲区域弧度、形状、材质甚至走线设计都可能导致断裂隐患。

 

2.3 解决方案

 

1. FPC形状上,增大连接处的R角,增加FPC的宽度。

 

2. 电路设计上,增加走线宽度;信号线外侧用GND走线保护;弯折区域的铺铜由实铜改为网格铜;FPC层数不宜超过三层。



3. FPC材质上,优先使用压延铜;增加PI基材的厚度;使用软质油墨和覆盖膜。

 

综上,FPC的抗折断设计是一个系统工程,需要电子、结构和制程工程师共同评估解决,综合使用以上方法。

 

FPC点胶后出现的缺胶、溢胶、断胶等缺陷现象,康耐德智能可实现高精度实时在线[点胶检测],在机器视觉领域,康耐德智能已有近十年的研发经验,在行业内颇有建树,研发生产的视觉系统广泛应用于3C行业。



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