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了解FPC的焊盘工艺

文章来源: 智力创电路板 人气:347 发表时间:2020-08-05 10:10:00

FPC设计时需要将各层粘结起来,这个时候需要使用FPC胶(Adhesive)。柔性板常用胶有丙烯酸(Acrylic),改良环氧树脂(ModifiedEpoxy),酚丁缩醛(PhenolicButyrals),增强胶,压敏胶等,而单层的FPC柔性线路板就不用使用胶进行粘合了。

在有器件焊接等很多应用场合中,柔性板需要用补强板(Stiffener)来获得外部支撑。主要用料有PI或Polyester薄膜,玻璃纤维,聚合物材料,钢片,铝片等等。PI或Polyester薄膜是柔性板补强常用材料,厚度一般为125um。玻璃纤维(FR4)补强板的硬度比PI或Polyester的高,用于要求更硬一些的地方,相对加工困难。

相对于PCB焊盘的处理方式,FPC的焊盘处理也有多种方法,常见有如下几种:

①电镀铅锡(Tin-LeadPlating)优点:可以直接给焊盘加上平整的铅锡,可焊性好、均匀性好。对于某些加工工艺如HOTBAR,FPC上一定采用该方式。缺点:铅容易氧化,保存时间较短;需要拉电镀导线;不环保。

②选择性电镀金(SEG)选择性电镀金指PCB局部区域用电镀金,其他区域用另外一种表面处理方式。电镀金是指在PCB铜表面先用涂敷镍层,后电镀金层。镍层厚度为2.5um-5.0um,金层的厚度一般为0.05um-0.1um。优点:金镀层较厚,抗氧化和耐磨性强。“金手指”一般采用此种处理方式。缺点:不环保,氰化物污染。

③有机可焊性保护层(OSP)此工艺是指在裸露的PCB铜表面用特定的有机物进行表层覆盖。优点:能提供非常平整的PCB表面,符合环保要求。适合于细间距元件的PCB。

④化学镍金又称化学浸金或者沉金。一般在PCB铜金属面采用的非电解镍层厚度为2.5um-5.0um,浸金(99.9%的纯金)层厚度为0.05um-0.1um(之前有新闻说一家PCB厂工人采用置换法来置换pcb池子里的金子)。该技术优点:表面平整,保存时间较长,易于焊接;适合细间距元件和厚度较薄的PCB。对于FPC,因为厚度较薄所以比较适合采用。缺点:不环保。

缺点:需要采用常规波峰焊和选择性波峰焊焊接工艺的PCBA,不允许使用OSP表面处理工艺。

⑤热风整平(HASL)该工艺是指在PCB最终裸露的金属表面覆盖63/37的铅锡合金。热风整平铅锡合金镀层厚度要求为1um-25um。热风整平工艺对于控制镀层的厚度和焊盘图形较为困难,不推荐使用于有细间距元件的PCB,原因是细间距元件对焊盘平整度要求高;热风整平工艺对于厚度很薄的FPC影响较大,不推荐使用此种表面处理方式。

在设计中,FPC经常需要和PCB配合使用,在两者的连接中通常采用板对板连接器、连接器加金手指、HOTBAR、软硬结合板、人工焊接的方式进行连接,针对不同的应用环境,设计者可以采用相应的连接方式。

在实际的应用中,根据应用需要确定是否需要进行ESD屏蔽,当FPC柔性要求不高时可用实心铜皮、厚介质实现。柔性要求较高时可采用铜皮网格、导电银浆实现。

由于FPC柔性线路板的柔软性,在承受应力时容易断裂,因此需要一些特殊的手段进行FPC保护,常用的方法有:

1、柔性轮廓外形上内角的最小半径是1.6mm。半径越大可靠性越高,防撕裂能力也越强。外形转角的地方可增加一条靠近板边的走线,防止FPC被撕裂。

2、空间允许的情况下应该在金手指与连接器连接处设计双面胶固定区域,防止弯折过程中金手指与连接器脱落。

3、为了达到更好的柔性,弯曲区域需要选在宽度均匀的区域,尽量避免弯曲区域中FPC宽度变化、走线密度不均匀。

4、在FPC与连接器连接处应设计FPC定位丝印线,防止FPC在组装过程中发生偏斜、插入不到位等不良。有利于生产检查。

5、补强板(Stiffener)又称加强板,主要用来获得外部支撑,使用的材料有PI,Polyester,玻璃纤维,聚合物材料,铝片,钢片等。合理设计补强板的位置,区域,材料对避免FPC撕裂有极大作用。

6、FPC上的裂缝或开槽的必须终止于一个不小于1.5mm直径的圆孔,在相邻两部分的FPC需要单独移动的情况下也有此要求。

7、在多层FPC设计时,对于产品使用过程中需要经常弯折的区域需要进行气隙分层设计,尽量使用薄材质PI材料增加FPC柔软度,防止FPC在反复弯折过程中折断。


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