FPC软板的设计

文章来源：维文信作者：龚爱清查看手机网址

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人气：13105发布日期：2017-03-11 03:50【大中小】

根据应用需要，确定适合的柔性要求。部分FPC软板只是满足不共面连接等的需要，只需要在安装时弯曲一次，安装好以后就固定了。而在部分产品中，比如翻盖手机中通过转轴的柔性板，柔性板就要求一定的弯曲次数。而要求最高的是在硬盘磁头等场合中使用的柔性板，需要更长时间往复弯曲运动。综合起来看，柔性要求可以概括成下列四种：

•弯曲一次(flex one time)

•弯曲安装(flex to install application)

•动态柔性(dynamic flex application)

•碟机驱动头应用场合(disk driver application)

柔性要求不一样，选择不同的设计方案、加工板材和加工方式。

2.1安装方式

FPC软板与硬板之间的互连方式主要有下面几种：

•板对板连接器

•连接器加金手指

•Hotbar

•软硬结合板

考虑采用哪种方式时，需要综合考虑互连高度、有效面积和连接器、加工和组装等成本。还有不同的互连对加工精度的要求。

一般最常用的是板对板连接器，连接器可用表贴、插件和压接型等等。但是该方式FPC需要贴补强板；组装后比较高；而且连接器价格、组装成本也不低。连接器加金手指方式可以提高互连密度，一般也比较薄；但是金手指加工精度要求较高。而HOTBAR 尽管需要特殊的组装设备，它应用得也越来越普遍了。

2.2 叠层、阻抗、屏蔽要求

2.2.1叠层设计

在设计中常用到单面板、双面板、双面板＋银浆层等等。在需要进行阻抗控制时，双面板或双面板＋银浆层可以根据设计需要自行组合构成微带线和带状线。下面表中列举了用Dupont公司“Pyralux® FR”系列的基材和介质＋胶来构成的柔性板。表中所用基材的铜厚都是0.5oz，电镀后的厚度是1.2mil。其它型号或其它公司的材料请根据设计需求来选择。

表一单面FPC软板层叠结构及材料厚度

表二双面FPC软板层叠结构及材料厚度

表三双面FPC软板+双面银浆层叠结构及材料厚度

2.2.2阻抗设计

柔性板的层压结构比较灵活。可以用双面板、三层板或它们表面再覆银浆的方式来构成微带线和带状线；具体结构可以参考前面表6～表9。确定层压结构以后，可以使用Polar软件来计算走线阻抗。

当Coverlayer采用覆盖膜形式而不用绿油时，微带线模型应该采用“Coated Microstrip”形式。否则，计算的阻抗值就会相差较大。

上图采用“Coated Microstrip”微带线模型计算阻抗FPC常用的介质是Polyimide，它的介电常数是3.5（1MHz）。如采用上面“表7”的双面板结构来构成微带线的话，5mil 线宽阻抗可以控制在49 欧左右。与硬板相比，柔性板各层之间的介质一般比较薄，使得走线更加靠近参考平面。这样对阻抗的影响就是阻抗值偏低。如按照表9 所示的层压结构，假设银浆和铜箔都是实心时，线宽6mil的带状线的阻抗计算是33 欧。如下表所示：表10带状线阻抗计算例子

更大的线宽需要达到同样的阻抗要求时，可以采用两种方式来实现，一是增加介质厚度或胶厚，二是采用网格形状的参考平面。前者会影响FPC的柔软性。采用网格参考平面，即可实现相应的阻抗要求，柔性也得到改善，但是阻抗的计算就会很复杂。网格对阻抗的影响是在厚度一定的情况下网格孔越大（含铜量越少）阻抗越大，而在实心参考平面时的阻抗最小。目前可以用HFSS 等软件仿真得到阻抗值，或者提出要求请厂家根据经验或专利来控制。

一般可控制的单线阻抗为：25-100ohm差分阻抗为：75-125ohm

2.2.3屏蔽控制

当柔性板有EMI控制要求时，可以增加屏蔽层来实现要求。屏蔽层可以是实心铜皮、铜皮网格和银浆网格等。

实心铜皮：是最普通的屏蔽方式。铜皮可以在FPC软板的一边或者两边都有，也可以只覆盖了需要屏蔽的那部分区域。当以实心铜皮为参考层时阻抗控制比较简单，可以直接用软件计算。但是实心铜皮会增加FPC软板的层数，使得FPC软板加工难度变大；它还增加FPC的硬度，柔性变差；铜皮屏蔽层也会使得FPC软板变厚，影响最小弯曲半径。

铜皮网格：铜皮可以在FPC的一边或者两边都有，也可以只覆盖了需要屏蔽的那部分区域。当使用铜皮网格时，因为铜量变少，比实心铜皮时的柔性提高了；但是铜皮网格一样会增加FPC的层数，使得FPC加工难度变大；铜皮屏蔽层也会使得FPC变厚，影响最小弯曲半径。当以实心铜皮为参考层时阻抗控制比较简单，可以直接用软件计算。

网格屏蔽层示意图