FPC类天线设计要求天珑

1、FPC类天线设计要求综述 : FPC类天线最主要的问题是:1. 起翘问题 2. 成本问题 3. 生产操作问题4. 断裂问题§ 1 FPC 类天线主要的结构组装方式一 .FPC+支架FPC 直接粘贴在支架表面 , 金手指一般设计到支架底面 , 在 PCB板上 SMT 小弹片 , 小弹片的弹脚连接到天线金手指 , 天线 ( 支架加 FPC)固定在 PCB上 , 或者 PCB固定在下图右图的支架中间。二 .FPC+机壳FPC 直接粘贴在机壳表面,金手指部分穿过机壳预留的间隙, 延伸到机壳另一面, PCB板上 SMT 小弹片 ,小弹片的弹脚连接到天线金手指。此类天线特殊要求:a 所有的转角都

2、至少0.3-1.0 .b金手指所粘贴部位不能有顶针.c不能打脱模剂, 做好不使用自带脱模剂的材料.2.如果机壳表面有喷油工艺, 则 FPC的粘胶面尽量远离喷油面的边缘, 喷油区常有飞油导致FPC粘帖不良.§ 2 FPC 类天线塑胶部件设计技术要求一贴 FPC 的塑胶件表面要设计得尽量平缓,避免 R值 1mm-4mm之间的小圆弧面，大于 5mm 的圆弧尽量改为斜平面组合模拟大圆弧，其中每个斜平面的宽度尽量大于等于4mm。二 在塑胶件表面的合适位置设计加一些定位柱或热熔柱,以帮忙 FPC粘贴时的定位和预防FPC的起翘，每个平面上的定位柱不得超过2个。柱子为直径0.8mm高0.25mm。如

3、设计为热熔柱，则柱子为直径0.8mm，高0.8mm。三 塑胶件开模时要求在贴FPC 的表面顶针印痕和和其他印痕, 断差应控制在0.02mm 以内，以免表面起台阶和披峰导致起翘起皱，同时表面抛光处理或DVI-27或花纹 , 以便 FPC跟塑胶件粘贴更牢固四金手指部位所贴的面为一个平面, 并且不准在此平面设置顶针, 尽量为光面或细火花纹, 必须实心 , 不准为中空的结构.五 FPC 所要贴到的面都要求有圆角, 一般 0.5mm 以上 ( 不超过 1.0mm), 特殊部位 0.3mm 以上 ( 不超过 1.0mm),不能为尖角.如下图紫色位置是准备贴FPC 的部位，红色位置是要求到圆角的位置。六机壳

4、上的缝隙设计要求其长度和宽度要能穿过相应FPC 金手指的长度和宽度（根据金手指尺寸而定, 两者相差单边 0.2mm以上） .七塑胶件在注塑生产时，要求不能打脱模剂，同时在图纸中注明八塑胶件( 支架和机壳 ) 生产可选用ABS和普通 PC或是 PC+ABS等原材料，但避免选用PC141R和 PC241R 等型号原材料 ,因为此类带”R”型号的原材料本身带脱模剂§ 3 FPC 的设计技术要求和选材参考一 普通 FPC的结构普通的单面板 FPC由以下 5 层材料构成 :背胶 +基材 +AD+铺铜 +油墨背胶厚度一般为0.05mm,基材厚度(普通 Pi和 PET基材为 0.025mm, Pi

5、半对半基材为0.0125mm)AD 厚度一般为 0.020mm.铜箔的厚度一般为0.018mm.油墨的厚度一般为0.015mm 和 0.01mm.所以普通的单面板FPC的总厚度在 0.15mm左右 .二、 FPC 基材的选材1. PI基材 :这种基材耐高温, 可焊接 , 能制作双面板或是多面板的也可以用于FPC 金手指需要焊接的项目中.FPC,可用于须制作双面板或多面板的FPC 天线项目中,根据 Pi基材的厚度可分为Pi半对半基材(T=12.5um) 和 Pi一对半基材(T=25um) 等 ,Pi半对半基材是目前较薄且较柔软的一种基材, 这种基材贴服性好, 可用于弯折面多, 圆弧面陡峭的天线项

6、目中 . 背胶基层胶层 AD铜箔油墨 镀镍层镀金层基材 .2. PET 基材 :这种基材不耐高温, 所以不能进行焊接, 也不能制作双面板或是多面板的FPC,但 PET基材 FPC弹性较弱, 容易贴服 ,粘贴上支架后不容易起翘,可用于一般结构且无特别要求的项目中.三、 FPC铜箔的选材铜箔的厚度一般分为1/3oz （ 12.5 m）、1/2oz(18 m)、1oz(25 m)、2oz(50 m),铜的厚度越厚, 价格更高 ,FPC 一般选用 1/2oz(18 m)厚的铜箔可满足要求铜箔制作方式分为:压延铜 (RD) 和电解铜 (EA).其区别在于电解铜不耐弯折( 弯折寿命不到1000次 ),压延

7、铜弯折性能较好( 折叠手机常用此规格).另外铜可分为无胶铜与有胶铜四、 FPC 背胶的选材, 其中无胶铜柔软性较好, 但单价比有胶铜贵约1/3.FPC 的背胶主要有两大系列,Tesa(德莎) 系列和3M系列,这两种系列中每种系列都有几十种以上的不同型号背胶, 例如:Tesa 4965 , Tesa 4972 , Tesa 68532 , Tesa 687323M966,3M467MPF,3M9888T,3M9471,3M9460 等等等等,Tesa 68532和3M9471-300LSE这两种型号的背胶粘性强,耐久性好, 适用于结构复杂, 要求较高的项目中.（但是 3M9471-300LSE有

8、溢胶现象）五、 FPC的外形设计及相关技术要求:起翘的防止和解决起翘是 FPC 生产中最易发生的问题，因此要非常关注1） FPC 折弯处应力孔的设计和排布在 FPC 铺铜面较大的折弯处应设计加应力孔来减小FPC 的折弯应力 , 避免天线批量时 FPC 起翘 , 应力孔的排列要均匀，间距适当，以免影响电性能 , 应力孔大小一般做 0.8mm以上 , 也可为长圆形孔 . 这些孔在设计面积图时就直接设计出来.2) 大圆弧或球面的地方，容易起翘，此类起翘有个特点，只有少部分会起翘，但也要加应力孔解决FPC 应力。3）FPC的铜箔，如果有大面积的铜箔折弯，应在折弯的地方打上排孔（长圆孔），或者采用仅仅将

9、铜箔上做孔 , 铜箔做孔基材 / 覆盖膜不开孔的方式 , 另 : 尽可能在折弯处不要铜箔 . 或将铜箔做窄此种方式的铜箔孔可以做的比较小, 可到直径 0.6-0.8mm, 将铜箔放在平面的地方走线. 折弯应力在铜箔处增大。4）金手指旁边设计定位的柱子为定位用, 在 FPC 适当位置设置定位柱, 定位柱的高度0.6mm,在靠近边缘易于起翘的地方 , 定位柱可以变更成热熔柱 , 5） FPC贴在支架或机壳上时 , 不要短于经过热熔后防止起翘4.0mm（如下图）. 同时兼定位作用.案例解析1. 三款 FPC 贴合处支架结构上均为圆角90°折弯设计，见上图红线框处.2.FPC铺铜线上也正好走

10、在该圆角上，使得该FPC 处厚度变厚，折弯一定的角度后，应力随着FPC 的厚度增大而增大.3.FPC使用材质为PET 基材弹性较大，导致该圆角处的FPC 应力较大，使FPC出现起翘现象。1. 该处支架位置为 180 °折弯结构，故存在相当大应力产生因素.2.FPC 使用材质为PET基材弹性较大, 导致该圆角处的FPC 应力较大, 使 FPC出现起翘现象.3. 由于此处是金手指结构，使得该处的FPC总厚度是最厚的, 而支架结构上未设计任何的定位结构.FPC 缺陷的防止1） 基材外形边与铺铜的间距一般要保证在2）铜箔之间的距离大于0.2mm0.2mm, 最好 0.25mm以上以避免FPC

11、出现漏铜.3）FPC基材部分( 无铜箔时),最小宽度0.5mm4） 开长槽时宽度应在1.0mm以上5)FPC 的铺铜走线宽度不能太小( 这要与 RF沟通 ),保证要1.0mm以上 , 最窄 FPC 要 2.0mm以上，如走线太细容易造成断铜和裂铜的现象.案例：下图左图, 此处铺铜走线太细, 只有 0.4mm,容易造成断铜和裂铜引致天线无信号6)FPC分叉处要倒圆角以增强FPC的抗拉强度，以避免组装FPC 时容易把FPC拉断拉裂。金手指的设计与相关技术要求）金手指大小和位置应设计合理在支架平整部位,金手指不能折弯易起翘 ,以保证与主板馈点或是接触弹片能够充分有效接触导通, 金手指要粘贴, 原因是

12、 FPC金手指经镀镍镀金处理以后, 厚度增加 , 强度和应力大, 非常容如下图就是不良案例参考.案例：金手指长度延伸到了支架折弯处, 就非常容易断裂( 黄色部分显示为金手指)2) 金手指边缘（侧前边缘）到FPC 边最小 0.25mm， FPC 的边缘到塑胶件倒角的边缘线距离最小0.2mm3)金手指边缘（如图示边缘，与上面项讲的边缘不同）到折弯边缘的距离一般定为0.8mm以上 , 最好达到1.0mm, 如下图4) 镀金的说明化学镀金一般厚度在0.03 m-0.075 m。（化学镀金很难再镀的更厚）如果再要镀金镀厚的话就要使用电镀，厚度可以0.075 m。原则镀金越厚成本越高，镀金的目的是减少接触

13、阻抗，防止表面氧化。5节约成本方面的要求1）尽量减少 FPC 面积是节约成本的根本, 如果发现基材部分多出, 并且对于起翘的改进无明显帮助, 应坚决去掉 , 以节省成本 ,FPC 是按面积计算成本的.2) 25 m厚的基材价格最便宜，应用也最普遍。如果需要电路板硬一点，应选用50 m的基材。反之，如果需要电路板柔软一点，则选用12.5 m的基材。3) 铜箔分为压延铜和电解铜两种。压延铜强度高，耐弯折，但价格较贵。电解铜价格便宜得多，但强度差，易折断，一般用在很少弯折的场合。铜箔厚度的选择要依据引线最小宽度和最小间距而定。铜箔越薄，可达到的最小宽度和间距越小。 选用压延铜时， 要注意铜箔的压延方向。 铜箔的压延方向要和电路板的主要弯曲方向一致。4) 去掉 FPC背胶离形纸手撕位的设计 , 以降低 FPC 的制作成本 .( 也是减少 FPC 的面积 )六 .FPC油墨的相关信息软性 FPC油墨厚度范围单层厚为10um-15um, 要选用不含碳或金属粒子的油墨, 以免影响天线性能. 表面 UV耐磨康紫外线. 主要供应商：太阳、精工、高氏为主七 . FPC金手指镀层厚度的要求:A: Ni 层 3-5um, Au 层为 0.3um0.5umB: Ni 层 1-6um, Au 层为 0.030.1umC: Ni 层 25um , Au 层 0.06umD: Ni 层 25u