「FPC详解」.doc

1 FPC材质的厚度a、 PI厚度为12.5um，如果选择25um的PI，FPC会偏硬，弯折性能不好；b、 COPPER厚度：一般用18um（1/2oz）；c、 所有露铜的地方必需镀金与镀镍，Ni的厚度为25um，Au的厚度为0.10.2um。镀金为了防止氧化，太薄则镀金工艺不好控制，而且不能很好达到防氧化效果；太厚则会影响焊接性能。镀层太厚在焊接时容易断裂。用于接插件的FPC，由于插拔次数较多，则镀金的厚度可以适当加厚；d、 为了达到完全贴合，粘合胶的厚度应该比PI层略厚，如12.5um的PI则可以使用20um的粘合胶；e、 补强板的厚度（包括双面胶）：常用的有0.1mm，0.15mm，0.2mm这几种。2 FPC尺寸公差和极限尺寸a、 外形尺寸公差：0.2mm。b、 保护膜开窗相对外形公差：0.30mm；c、 保护膜开窗孔径，孔位：0.10mm；d、 导线线宽极限公差：线宽0.15mm，公差为0.05mm，线宽0.15mm，公差为0.03mm； e、 金手指长度尺寸公差：对外形0.30mm。f、 FPC上安装孔、通孔孔径、孔位尺寸：0.10mm；g、 线边距：0.2mm，FPC上安装孔、通孔与导线相对尺寸公差为0.20mm；h、 补强板与外形相对尺寸公差：0.3mm；i、 FPC厚度公差：0.03mm；j、 钢模中隙孔孔径最小可达0.50mm，为防止破孔，孔边距最少留0.4mm，数控钻孔最小孔径0.20mm（如焊盘上的金属化孔）；m、为了方便供应商安排测试，连接器pad长度最好0.90mm；o、为了保证焊接质量，普通双层FPC焊接端的I/O口PITCH值最好0.80mm，焊盘宽度0.50mm。 3 FPC厚度标注单层板厚度一般标0.100.05mm，一般双层FPC厚度为：0.150.05mm。 4 尺寸标注4.1 一般尺寸公差为0.2mm，重要尺寸公差要严格控制，加上“ ”来表示控制尺寸，如有必要则需加严公差，比如一些定位孔的公差、焊盘的宽度、PITCH值的公差、与LCD连接端电极的长度和PITCH值的公差。而对一些不需要控制很严的尺寸，公差可以放宽，比如一些双面胶的定位尺寸公差和双面胶的尺寸则可以放宽到0.5mm。 4.2 如果是参考尺寸，则加上括号“（）”来表示。5 定位标记的设计5.1 定位标记一般不要用丝印标记，丝印标记误差太大，要把定位标记做成焊盘或者机械孔，并且注意控制其公差，一般控制在0.10mm；为了提高效率，多层FPC焊接的地方，最好做成定位孔，不要做成定位焊盘。5.5.2 定位孔要做成圆孔，不能做成方孔；同时为了方便工厂电测定位治具制作，在设计时候把定位孔水平和垂直方向都设计成1.0mm或0.8mm的整数倍，且相应孔的直径为1.0mm或0.8mm.5.5.4 设计FPC与LCD的对位标记（mark）时，在尽可能的情况下，将FPC两边对位标记之间的距离设计在13mm以上，便于camera同时照到两边的电极。另外mark可以是单独的一根电极，或者是在最旁边的电极上加一横条焊盘。（如图2所示）图2 与LCD连接端对位标记设计示意图（浅色部分为FPC电极，深色部分为相应的LCD电极）5.6 FPC焊盘设计5.6.1两面露铜的焊盘（非镂空FPC）如果宽度0.50mm，则应在焊盘中间打过孔，在焊盘末端开小圆弧。孔离焊盘边上的距离0.10mm，对于宽0.5mm的焊盘最好开孔直径为0.30mm。焊盘宽度如果小于0.5mm，则最好也在电极末端开出直径为0.25mm或者直径0.30mm的小圆弧，所有的孔和圆弧都要做成金属化孔（内壁镀铜），在外形图上应该加上（P.TH）的标注。5.6.2 对于两面露铜的焊盘，最好做0.3mm左右的PI上焊盘，可以防止折断；5.6.3 把TCP焊接到FPC时，在pitch值一致的前提下，FPC上焊盘宽度应大于TCP的焊盘宽度，同时，为了防止短路，焊盘间距要大于0.25mm。5.8 补强板（加强板）的设计5.8.1 根据需要或者客户资料选择合适的厚度；5.8.2 根据客户资料输入确定是否需选择耐高温材料，如果选择耐高温材料需在标注栏注明补强板需承受的温度和在该温度下的时间，如白色的PET就不能过回流焊，而红褐色的聚酰亚胺就是耐高温材料。5.9 FPC外形图设计注意事项5.9.1 画FPC外形图时，一般要求画三个视图，主视图、背视图和侧视图，侧视图上应尽可能详细描述出FPC的侧视外形，注意视图方向，标明连接面和焊接面；5.9.2 双层FPC外形图设计（外形图及参数要求参考附图b）a、 FPC弯折区域设计：FPC弯折区域应该尽量柔软，在外形图中，应该标出弯折区域，在弯折区域一般只有单层走线，故没有走线的那一面的PI层和COPPER层均可以去掉，以增加柔软性（图1中BENDED AREA即为弯折区域）。在弯折区域内不能放置过孔、元器件和焊盘；b、 双层FPC弯折条件的要求：在热压点胶工序完毕后，沿着弯折方向，弯折180度，要求弯折次数大于20次。图3 FPC热压端弯折区结构c、 FPC弯折区背面PI层（补强层）设计：为了达到更好的热压效果和加强FPC热压端的强度，热压端电极背面需加PI层（补强层）。热压端电极热压于LCD后须弯折，这时弯折区与热压端电极之间容易造成断层，FPC弯折时在弯折区与热压端电极间产生集中应力，容易造成电极折断。故热压端背面PI层与热压端电极之间必需错层，如图3所示，W2W1应该保持在0.40mm。 5.9.3 镂空板（开窗FPC）外形图设计（外形图及参数要求参考附图c）a、 侧视图要把板的简单结构画出来，标明开窗位置，在侧视图上表示清楚开窗顶上不能露铜，而且金手指顶部到FPC边上的距离0.30mm；（目前有些国内的供应商测试镂空FPC时，必需从顶上引出测试用的导线，则顶上必需露铜，这时候就要在PCB上留足够的空间，保证镂空FPC顶端露铜处远离元件区，防止因为开窗顶部的露铜引起短路）b、 为了防止金手指折断，金手指每边超出窗口的长度0.30mm，也可以把上下窗口错开，焊接端上面开大窗，下面开小窗，两者每一边错位0.2mm；c、 为了防止破孔，定位孔的孔边距、孔到窗口的距离要0.40mm，如果没有特殊要求，定位孔一般做非金属化孔，标注（N.P.TH）；d、 开窗离顶部的距离0.80mm。a、 a、 多层板FPC上连接热压到LCD 的FPC的I/O口焊盘pitch与FPC上pitch一致，但是焊盘宽度最好比FPC的略大，而且上端超出0.30.5mm，下端最好超出0.20.3mm，这样在焊接时比较容易对位；b、 接地焊盘要镀Au，厚度0.075um0.125um；c、 确定FPC外形时尽可能考虑元件区是否合适，要有足够的走线空间而且符合电路功能要求，特别是防静电和EMI； 5.9.6 标注开模图尺寸时，通常采用边定位和中心对称标注法。对于外形不规则或开槽、开孔不关于中心对称的开模图，用边定位法来标注尺寸，其他关于中心对称的开模图，可采用中心定位法也可采用边定位法来标注尺寸。但是FPC两端的I/O口最好能把两者之间的相互位置标出来，避免由于FPC边定位公差太大而引起错位，造成无法装配。例图分别见图f和图g。FPC热压上LCD后，为了防止FPC折断，最好能压0.20mm的PI上台阶，如果FPC不需要弯折，可设计PI不上台阶，8 FPC布线设计中应注意的问题8.1 一般要求a、 线宽0.12mm，特殊情况下可到0.10mm；b、 线PITCH0.22mm，特殊情况下可到0.20mm；c、 走线尽可能避免直角拐角，通常建议用45角拐角；d、 线边距0.20mm；元器件边缘与FPC边缘0.50mm；e、 过孔焊盘尺寸0.50mm；过孔孔径0.25mm，过孔之间焊环间距0.10mm；f、 电源线和地线宽度0.15mm，特殊情况下为0.10mm；在空间允许的范围内，尽量加宽电源线和地线，避免过流；g、 若FPC须做抗干扰措施，应设计抗干扰地线敷铜（copper），铜铂边缘距走线为0.2mm，距元器件边缘为0.4mm（特殊情况下可作适当调整），敷铜网眼设定为0.20.2mm2（也可不设敷铜网眼）。数字地和模拟地应尽量分开，数字信号和模拟信号走线也尽量分开，因为数字电路需要频繁的高低电位切换，会在电源和地上产生噪声，而模拟信号容易被地噪声干扰；h、 高速信号线，时钟信号线，晶振元器件的走线等要尽量短，避免受到干扰或者传输延时，影响时序；i、 整体走线尽量均匀，美观，合理。 8.2 丝印标注规定：a、 IC位号用“U1、U2、U3”标注位号；b、 电阻、热敏电阻、可调电阻、电容、电感、晶体振荡器、三极管、二极管等分别用“Rn、Rtn、Rvn、Cn、Ln、Xn、TRn、Dn”（n1、2、3）等标注位号；c、 若I/O口须焊CONNECTOR，则用CNn（n1、2、3）标注位号；d、 跳线焊盘用Jn（n1、2、3）标注位号；e、 元器件的丝印标识位号，第一脚，正负极等等不能标在元件焊盘内部，以便SMT后检查和返修。七色灯的标注最好加上三角点或者圆点，如果仅仅标注1、2、3、4还是不够清楚。 8.3 在FPC上表面（或下表面）走线层上用丝印标注FPC型号及版本号 8.4 对于FPC上有元器件的FPC，必需在元器件所在的表面走线层上（通常在元件区的两个对角上）设计MARK点，一般MARK点设计成直径0.5mm1.0mm的单层圆形焊盘。而对于带connector的FPC，connector附近要加两个用于connector的SMT时候使用的mark点。 注：字体一般用“Arial”字体，字体高度3.00mm，特殊情况除外。 8.8 双层FPC的弯折区（该区域是单层走线）走线尽量直，过孔和焊盘离弯折区最好在1mm以上。 8.9 CABLE FPC在FPC外形拐角处线边距尽可能大，最少大于0.3mm；如果有空间可以在FPC外形拐角处设计一小块焊盘来保护FPC，防止在弯折时FPC被撕裂，但是该小焊盘不能太大，否则会使CABLE FPC硬度增大，弯折性能变差。 8.10 为了减小ESD干扰和更好实现电路性能，布线时应该注意以下几点：a、 地平面和地线必需连成网格状，构成闭环路；b、 相互之间连线较多的元器件或者电路逻辑相互有关的元器件要靠在一起，并且走线尽可能顺，以获得较好的抗噪声效果；c、 如果元件区空间足够大，可在电源线和地线之间跨接旁路电容，彼此之间的距离不能大于8cm；d、 IC的晶振电阻应尽可能靠近IC，而且与IC的连线不要交叉和打过孔；e、 去耦电容的引线不能过长，特别是高频旁路电容不能带引