FPC结构设计.doc

深圳市宇顺电子股份有限公司编制：LCM技术中心 综合管理部 文件名称： FPC结构设计规范 文件版次：V01 1.0 目的:规范LCD 模组中的FPC结构设计，避免尺寸设计不正确及材料性能要求不合适而影响产品质量，或使产品存在不良隐患。2.0 适用范围:适用于技术中心LCM研发部FPC技术评估，结构及尺寸设计，样品检测。3.0 FPC材料规格 3.1 FPC: 柔性印刷线路板(Flexible Printed Circuit),重量轻,厚度薄,可折叠,能承受动态挠曲运动。FPC分有单面、双面、多层的FPC。3.2 铜箔基材（FCCLFlexible Copper Clad Laminate） 铜箔基材由三部分材料组成：PI胶膜，粘接胶膜，导电铜箔。铜箔基材按其结构有单面、双面和有胶、无胶铜箔基材之分。铜箔材料有压延铜箔(RA)，电解铜箔(ED)之分。胶膜铜箔PI膜 单面有胶铜箔基材： 双面有胶铜箔基材：胶膜铜箔PI膜 n PI膜：聚酰亚胺膜(PolyimideFilm)，杜邦公司发明，品名为Kapton。 PI膜是世界上性能最好的薄膜类绝缘材料，具有优良的耐高低温性、电气绝缘性、粘结性、耐辐射性、耐介质性。 能在269280的温度范围内长期使用，短时可达到400的高温。 PI膜厚度常用规格有1/2mil、1mil。n 胶膜是环氧树脂热固胶. 无胶基材没有胶膜层。n 铜箔（Copper Foil）： 分压延铜箔（RA Cu） ，电解铜箔（ED Cu）,高延展电解铜箔(HED Cu)。 厚度规格有1/3 OZ(12m),1/2 OZ（18m），1 OZ （35m）。 压延铜箔（RA Cu）是用薄铜板碾压而成，有优良的耐弯折性能。 电解铜箔（ED Cu）是在PI膜上电解电镀方法而，耐弯折，机械性能差于压延铜。因为铜箔是直接电镀在PI膜上，故电解铜箔基材是无胶基材。 无胶基材的厚度要薄，弯折性能略优于有胶基材。在耐高温方面：有胶基材耐热温度是288，无胶基材耐热温度是300。 RA Cu 和 ED Cu 可以由基材的颜色判别区分: 从透过PI的一侧看，RA的颜色是浅棕色，ED 的颜色是深红色。3.3 覆盖膜CL（Cover-Lay）：由 PI膜加环氧胶膜组。覆盖膜的规格： 规格膜厚胶厚总厚公差1/2mil12.5um15um27.5um3um1mil25um15um40um3um1mil25um30um55um3um3.4 补强材料（Stiffener）材质有：PI、PET、FR4、不锈钢。PET补强耐温性能与PI比较很差，PET是用双面胶粘贴在FPC上，剥离强度稳定性均不如PI补强。PET较PI略便宜。 FR4 补强使用在SMT元件贴装，增加FPC厚度等方面。 FR4价格便宜，是热固胶压合在FPC上，剥离强度好。FR4在冲裁时边缘会有毛边，不宜要求FR4外形尺寸精度较高。 厚度范围为0.10-2.00mm。PI 补强剥离强度好，尺寸精确，使用最为广泛。厚度范围为0.025-0.20mm。不锈钢 强度好，适合于品质要求高的产品。 厚度范围为0.15-0.30mm。3.5 双面胶： 按FPC是否需要SMT 加工来选用双面胶： 3M467： 此型号不耐高温，承受温度230，适合于不要SMT加工的产品。 日东5919： 此型号可以耐高温，承受温度260，适合于需要SMT 加工的产品。4.0 FPC结构设计规范：4.1 FPC结构类型： FPC常用结构材料组成n 普通单面板： 单面铜箔基材 + 覆盖膜。n 假双面板： 覆盖膜 + 纯铜箔 + 覆盖膜 。 此类结构有些供应商不会做，避免采用。n 单面板带压插连接接口： 单面铜箔基材 + 覆盖膜 + 补强板。n 镂空板： 覆盖膜 + 纯铜箔 + 覆盖膜 。n 双面板： 覆盖膜 + 双面铜箔基材 + 覆盖膜。4.2 FPC制程工艺要求：n 外形，覆盖膜开窗倒圆角，避免应力撕裂。n 孔边到外形边缘距离1.0mm.n 元件到外形边缘距离0.5mm.n4.3 FPC尺寸公差与供应商制程能力：4.3.1 一般尺寸公差n 量产外形冲切公差： 钢模 0.1mm， 刀模 0.2mm。n 总厚度公差： 0.03mm （模组图标注0.05mm）n FPC 金手指宽度公差：手指宽度W0.075W0.080.08W0.100.10W0.20公差+0.01/-0.030.020.03位置公差金手指PIN宽尺寸未注公差为0.054.3.2 制程能力：n 钻孔最小孔直径：0.25mm。n 镀铜厚度： 0.01mm0.015mm。n 最小线宽、线隙：（单位 mm） 单面板双面板（有胶）双面板（无胶）线宽0.050.0750.075线隙0.050.0750.05n PI覆盖膜贴合公差： 0.2mm。n 补强贴合公差： 0.3mm。n 表面处理： 电镀金（沉金） ： Ni 15m 、Au 0.030.1m。 镀锡： 0.82.0m4.4 LCD ITO 热压端设计规范4.4.1 补强膜及单层折弯热压端加补强膜用以防止金手指折断，弯折单层区边缘加补强用以增加FPC抗撕裂强度。： LCD 热压端补强膜及单层区补强设计规范：n 补强膜超出LCD下边缘0.5mm。n 单层折弯区域两侧边缘保留0.5mm宽的补强膜。n 补强膜四周到圆角R0.5。4.4.2 金手指开窗面 PI上台阶设计 FPC 覆盖膜进入LCD Glass边缘0.2mm以防止热压时，玻璃边缘压伤FPC金手指。 为了提示工程要采用PI上台阶工艺热压。4.4.3 FPC 加固保护胶涂布控制线为控制FPC加固保护胶涂布宽度，在FPC上丝印白色标识线，标识线距离LCD边缘0.81.5mm距离,特殊要求0.5mm以内，需说明原因。 4.4.4 黑白屏LCD 热压端金手指设计规范： A. 对位标及金手指设计： 黑白屏FOG对位标由公司自行设计，采用左右对称的F形式。n FPC上边缘对齐F标上部ITO下边。n 对位标及金手指与ITO相同。n ITO 有宽PAD ，FPC要分割为小PAD。 B. 热压制程工艺要求：n 两端对位标距离要求： 因机台摄相距离限制，FPC对位标间距应在6 60mm之间。 当两个对位标之间的距离E小于6mm时，应适当加上空PIN将对位标间距离延长至7mm。为了尽量减低 ACF 的使用量，对位标到FPC 边缘距离要求1.0mm。4.4.5 TFT LCD 热压端金手指设计规范：A. 热压制程的工艺要求：n TFT热压工位使用高倍数的镜头，即摄象范围为1.11.1mm。对位标要设计在此范围内。n 因为TFT的ITO引脚是镀的金属层，不透光，所以FPC上的对位标采用与TIO错开的方式。B. 常用 TFT对位标设计规范：n 圆美n CPTn AUOn 莱宝n 其他形式C. LCD 热压金手指工艺要求：n 金手指宽度，间隙相同，等于PITCH值的一半。n 对位标的铜箔离FPC边缘距离小于0.5mm， 需将铜箔延生到FPC边缘，以方便FPC加工。n 对位标到FPC边缘尺寸公差0.1。4.5 背光、TP 金手指焊接焊盘设计规范：4.5.1 焊盘位置：n 背光焊盘位置： FPC焊接位置与背光FPC自然状态相同。注意： LCD FPC不能与背光FPC重叠，否则会FPC折弯使用时，外层的FPC因折弯半径大而有受拉应力。n TP FPC焊接位置：LCD FPC上 TP 焊盘位置： TP FPC 与 LCD FPC高度差： = TP玻璃厚0.7+ 双面胶0.15 + 背光下凹0.1+ 上偏光片0.23+ 小片玻璃 0.5= 1.68mm TP FPC焊接位置： 上偏1.72.0mm4.5.2 焊盘尺寸：n 焊盘的PITCH,宽度与背光（TP）相同。n 焊盘长度： 根据背光（TP）长度 上边对齐； 下边加长: 0.51.0mmn 焊盘到FPC边缘距离 2.0mm,以方便产线贴 黄胶纸。n 焊盘上边到FPC边缘距离 3.0mm长度， 以保证 黄胶纸的粘接面积，保护金手指不被折伤。 4.5.3 装配焊接对位线： 为方便焊接操作，要设计背光及TP的FPC形状相同的焊接装配对位丝印线。 丝印电信符号与背光及TP FPC电路信号符号相同。 4.5.5 模组无TP，TP焊盘不开窗为了降价成本，模组无TP但预留TP焊盘时，FPC上TP 焊盘不开窗。4.6 元件排布设计规范：4.6.1 FPC上主要器件的安装尺寸 FPC 上主要有 0603 和0402两种尺寸的电子元件。元件规格元件尺寸（L x W）焊盘尺寸（L x W）丝印线尺寸（L x W）04021.0x0.51.6x0.52.2x1.006031.6x0.82.4x0.82.8x1.2 如果模组背光的元件放置槽狭窄，0603元件需要水平放置。4.6.2 FPC上手工焊接禁布区域：n 焊盘正面禁布区：当焊盘与元件在同一面时，要求焊盘距离元件的距离A3mm；B3mm。n 焊盘背面禁布区当元件在焊盘另一面时，要求焊盘距离元件的距离A2mm；B3mm。4.7 连接器接口设计规范：4.7.1. 焊接方式接口的金手指设计尺寸 n 焊接接触面金手指长度推荐：2.0mm， 反面错开0.30.5mm。n 双面胶距金手指距离1.0mm, 双面宽度2.0mmn PITCH, 金手指宽度W,过孔直径，PAD直径之间的工艺要求：（单位mm）PITCH1.00.80.7W0.50.40.35过孔直径0.30.30.25PAD直径无0.60.554.7.2 Pitch1.0，Pitch0.5压插式接口的金手指设计规范尺寸公差要求n 宽度尺寸公差取+/-0.1，高精度要求取+/-0.07.n 第一PIN到边缘尺寸公差 +/-0.1，高精度要求取+/-0.07.n 接插端到圆角 R0.3.n 厚度尺寸公差+/-0.05.（或+/-0.03)n 补强要大于金手指长 1.0mm。表面处理：n 电镀金处理.4.7.3 带“耳朵拉手”式压插接口的金手指设计要求为防止操作时在拉手根部造成FPC撕裂，补强拉手须向FPC处延伸1mm。4.7.4 Pitch0.3压插式接口的金手指设计尺寸尺寸公差要求n 宽度尺寸公差取+/-0.1，高精度取+/-0.07.n 第一PIN到边缘尺寸公差 +/-0.07.n 接插端到圆角 R0.3.n 厚度尺寸公差+/-0.03。如客户要求接插紧，公差取+0.03/-0.01.表面处理： 电镀金处理.下图是广濑电机（HIROSE-CONNECTORS) PITCH0.3连接器的 FPC推荐设计图：4.8 FPC 表面处理规范：4.8.1 表面处理选择：电镀金（化学沉金）： LCD ITO热压端，接插连接端表面处理需选择电镀金。 镀锡（浸锡）： 有锡压操作，需要焊接操作 选择镀锡，以减少产线上锡工序。4.8.2 镀层厚度要求：镀金需要在金层与铜材间镀一层镍。因为金层与铜箔直接接触，金原子会向铜材游离。并且镀金厚度很薄，铜箔表面很粗糙，难以覆盖。 电镀镍金： Ni：1-4m；Au：0.3m 化学镍金： Ni：1-4m；Au：0.2m 电镀纯锡： 5-15m ； 化学沉纯锡： 2 m。4.9 生产线工艺要求规范：4.9.1 电测定位孔： 为了防止电测时损伤客户使用定位孔，FPC在尺寸容许前提下，要求设计电测定位孔；但是电测不会损伤客户定位孔时，可以不再设计电测定位孔而共用客户定位孔。4.9.2 焊接金手指端两侧加PI膜保护： 为防止电测时金手指两侧基膜压折，需将PI覆盖膜覆盖到金手指两侧空余面积，开窗距金手指约1.5mm,（中兴因为考虑他们压焊制成，两侧一定不能加PI膜）。4.10 FPC 拼板要求：4.10.1 最大尺寸： 245*140 MM (SMT厂夹具尺寸为270MM*180MM)；4.10.2 单片之间的间隔为2mm， 单片边到大片外形边之间的距离3mm，10mm。 4.10.3 SMT定位孔: 板边加4个 2.0mm, 孔中心距板边3mm 4.10.4 SMT 光学mark点: 中心PAD直径1.0mm，外围直径2.5mm。 板边加4个。 各小板上加小板识别MARK点；4.10.5 单片的连接点4个， 连接点一般加在有接点铜皮处，以防撕裂线路；并尽量做成内凹，以防止外形尺寸超差。4.11 FPC 成本控制要求：4.11.1 FPC外形在满足客户使用要求、符合设计规范的基础上尽量减小外形尺寸，以降低成本。4.11.2 FPC设计要便于高效率批量生产:l 双面胶要贯通，便于整条贴附。l 补强尽量不要使用单件贴附材料，如不锈钢补强。5.0 FPC承认书中性能检测主要项目：5.1 电镀层附着力试验 将一条3M胶带贴压在板面需要进行检测的区域，压紧后停留3S，再以垂直90的力将胶带向上拉起，检查胶带表面是否有镀层或其它物质的碎屑。5.2 可焊性试验 试验条件：2325，3-5S要求至少有97%以上的焊点上锡饱满，否则不合格。5.3 热冲击试验试验条件: 普通：2605，10S，3次；加严：2885，10S，3次试验后，要求板面无分层、起泡、烧焦现象。5.4 抗剥离强度试验 试验后，要求抗剥