Метод розрахунку радіуса вигину fpc

Коли гнучка друкована плата FPC згинається, типи напруги з обох боків лінії сердечника різні.

Це пов’язано з різними силами, що діють на внутрішню та зовнішню сторону вигнутої поверхні.

З внутрішньої сторони вигнутої поверхні FPC піддається напрузі стиску. Це пояснюється тим, що матеріал стискається і здавлюється, коли він згинається всередину. Це стиснення може спричинити стиснення шарів у FPC, потенційно спричиняючи розшарування або розтріскування компонента.

З зовнішньої сторони вигнутої поверхні FPC піддається напрузі розтягування. Це тому, що матеріал розтягується, коли його згинають назовні. Мідні доріжки та провідні елементи на зовнішніх поверхнях можуть піддаватися натягу, що може порушити цілісність ланцюга. Щоб зменшити навантаження на FPC під час згинання, важливо розробити гнучку схему з використанням відповідних матеріалів і технологій виготовлення. Це включає використання матеріалів з відповідною гнучкістю, відповідною товщиною та врахуванням мінімального радіуса вигину FPC. Для більш рівномірного розподілу напруги по контуру також можна застосувати достатню кількість арматури або опорних конструкцій.

Розуміючи типи навантажень і враховуючи відповідні конструктивні міркування, можна покращити надійність і довговічність гнучких друкованих плат FPC під час згинання або згинання.

Нижче наведено деякі особливості конструкції, які можуть допомогти підвищити надійність і довговічність гнучких друкованих плат FPC, коли вони згинаються або згинаються:

Вибір матеріалу:Вибір правильного матеріалу має вирішальне значення. Слід використовувати гнучкий субстрат з хорошою гнучкістю та механічною міцністю. Гнучкий поліімід (ПІ) є загальним вибором завдяки його відмінній термічній стабільності та гнучкості.

Схема схеми:Правильна компоновка ланцюга важлива для забезпечення того, щоб провідні траси та компоненти розміщені та прокладені таким чином, щоб мінімізувати концентрацію напруги під час згинання. Рекомендується використовувати закруглені кути замість гострих.

Арматурні та опорні конструкції:Додавання посилення або опорних конструкцій уздовж критичних ділянок вигину може допомогти більш рівномірно розподілити напругу та запобігти пошкодженню чи розшаруванню. Армуючі шари або ребра можна наносити на певні ділянки для покращення загальної механічної цілісності.

Радіус вигину:Мінімальні радіуси вигину повинні бути визначені та розглянуті на етапі проектування. Перевищення мінімального радіуса вигину призведе до надмірної концентрації напруги та поломки.

Захист і інкапсуляція:Такі засоби захисту, як конформні покриття або матеріали для інкапсуляції, можуть забезпечити додаткову механічну міцність і захистити схеми від елементів навколишнього середовища, таких як волога, пил і хімікати.

Тестування та перевірка:Проведення комплексних випробувань і валідації, включаючи випробування на механічний згин і згинання, може допомогти оцінити надійність і довговічність гнучких друкованих плат FPC в реальних умовах.

Внутрішня частина вигнутої поверхні є тиском, а зовнішня – розтягуванням. Величина напруги пов’язана з товщиною та радіусом вигину гнучкої плати FPC. Надмірне навантаження призведе до ламінування гнучкої плати FPC, руйнування мідної фольги тощо. Таким чином, структура ламінування гнучкої друкованої плати FPC повинна бути розумно організована в дизайні, щоб два кінці центральної лінії вигнутої поверхні були максимально симетричними. У той же час мінімальний радіус вигину слід розраховувати відповідно до різних ситуацій застосування.

Ситуація 1. Мінімальний вигин односторонньої гнучкої друкованої плати FPC показано на наступному малюнку:

Його мінімальний радіус вигину можна розрахувати за такою формулою: R= (c/2) [(100-Eb) /Eb]-D
Мінімальний радіус вигину R=, товщина c= мідна оболонка (одиниця м), товщина D= покривна плівка (м), допустима деформація EB= мідна оболонка (вимірюється у відсотках).

Деформація мідної оболонки різна для різних типів міді.
Максимальна деформація А і пресованої міді менше 16%.
Максимальна деформація B і електролітичної міді менше 11%.

Крім того, вміст міді в одному і тому ж матеріалі також відрізняється в різних випадках використання. Для одноразового вигину використовується граничне значення критичного стану руйнування (значення 16%). Для конструкції згинальної установки використовуйте мінімальне значення деформації, визначене IPC-MF-150 (для прокату з міді значення становить 10%). Для динамічних гнучких застосувань деформація мідної оболонки становить 0,3%. Для застосування магнітної головки деформація мідної шкіри становить 0,1%. Встановивши допустиму деформацію мідної оболонки, можна розрахувати мінімальний радіус кривизни.

Динамічна гнучкість: сцена аплікації з мідної шкіри реалізована шляхом деформації. Наприклад, люмінофорна куля в IC-карті — це частина IC-карти, яка вставляється в чіп після вставлення IC-карти. У процесі введення оболонка безперервно деформується. Ця сцена застосування є гнучкою та динамічною.

Мінімальний радіус вигину односторонньої гнучкої друкованої плати залежить від кількох факторів, у тому числі від використовуваного матеріалу, товщини плати та конкретних вимог застосування. Як правило, радіус згинання гнучкої друкованої плати приблизно в 10 разів перевищує товщину плати. Наприклад, якщо товщина дошки 0,1 мм, то мінімальний радіус вигину становить близько 1 мм. Важливо відзначити, що згинання плати нижче мінімального радіусу вигину може призвести до концентрації напруги, деформації на провідних слідах і, можливо, розтріскування або розшарування плати. Щоб зберегти електричну та механічну цілісність ланцюга, дуже важливо дотримуватися рекомендованих радіусів вигину. Рекомендується проконсультуватися з виробником або постачальником гнучкої плити щодо конкретних вказівок щодо радіусу вигину та переконатися, що вимоги до дизайну та застосування виконані. Крім того, проведення механічних випробувань і валідації може допомогти визначити максимальне навантаження, яке може витримати плата без шкоди для її функціональності та надійності.

Ситуація 2, двостороння плата гнучкої друкованої плати FPC наступним чином:

Серед них: R = мінімальний радіус вигину, одиниця м, c = товщина мідної оболонки, одиниця м, D = товщина плівки покриття, одиниця мм, EB = деформація мідної оболонки, виміряна у відсотках.

Значення EB таке ж, як і вище.
D= прошарок середньої товщини, одиниця М

Мінімальний радіус вигину двосторонньої гнучкої друкованої плати FPC (Flexible Printed Circuit) зазвичай більший, ніж у односторонньої панелі. Це пояснюється тим, що двосторонні панелі мають провідні сліди з обох сторін, які більш сприйнятливі до напруги та деформації під час згинання. Мінімальний радіус вигину двосторонньої гнучкої друкованої плати FPC зазвичай приблизно в 20 разів перевищує товщину плати. Використовуючи той самий приклад, що й раніше, якщо пластина має товщину 0,1 мм, мінімальний радіус вигину становить приблизно 2 мм. Дуже важливо дотримуватися вказівок виробника та специфікацій щодо згинання двосторонніх плат FPC pcb. Перевищення рекомендованого радіуса вигину може пошкодити провідні лінії, спричинити розшарування шару або спричинити інші проблеми, які впливають на функціональність і надійність схеми. Рекомендується проконсультуватися з виробником або постачальником щодо вказівок щодо конкретного радіусу вигину, а також провести механічні випробування та перевірку, щоб переконатися, що плата витримує необхідні вигини без шкоди для її продуктивності.