Metoda obliczania promienia gięcia fpc

Kiedy elastyczna płytka drukowana FPC jest zginana, rodzaje naprężeń po obu stronach linii rdzenia są różne.

Wynika to z różnych sił działających na wewnętrzną i zewnętrzną zakrzywioną powierzchnię.

Po wewnętrznej stronie zakrzywionej powierzchni FPC poddawany jest naprężeniom ściskającym. Dzieje się tak, ponieważ materiał jest ściskany i ściskany podczas zginania się do wewnątrz. To ściskanie może powodować ściskanie warstw w FPC, co może powodować rozwarstwianie lub pękanie elementu.

Na zewnątrz zakrzywionej powierzchni FPC poddawany jest naprężeniom rozciągającym. Dzieje się tak, ponieważ materiał jest rozciągany, gdy jest wyginany na zewnątrz. Ścieżki miedziane i elementy przewodzące na powierzchniach zewnętrznych mogą być poddawane naprężeniom, które mogą zagrozić integralności obwodu. Aby zmniejszyć naprężenia FPC podczas zginania, ważne jest zaprojektowanie obwodu elastycznego przy użyciu odpowiednich materiałów i technik produkcyjnych. Obejmuje to użycie materiałów o odpowiedniej elastyczności, odpowiedniej grubości i uwzględnienie minimalnego promienia zgięcia FPC. Można również zastosować wystarczające konstrukcje wzmacniające lub wsporcze, aby równomiernie rozłożyć naprężenia w obwodzie.

Rozumiejąc rodzaje naprężeń i biorąc pod uwagę odpowiednie rozważania projektowe, można poprawić niezawodność i trwałość elastycznych płytek drukowanych FPC po zgięciu lub zgięciu.

Poniżej przedstawiono niektóre szczegółowe uwagi projektowe, które mogą pomóc poprawić niezawodność i trwałość elastycznych płytek drukowanych FPC, gdy są one zginane lub zginane:

Wybór materiału:Wybór odpowiedniego materiału ma kluczowe znaczenie. Należy zastosować podłoże elastyczne o dobrej elastyczności i wytrzymałości mechanicznej. Elastyczny poliimid (PI) jest powszechnym wyborem ze względu na jego doskonałą stabilność termiczną i elastyczność.

Układ obwodu:Właściwy układ obwodów jest ważny, aby zapewnić rozmieszczenie i poprowadzenie ścieżek przewodzących i komponentów w sposób minimalizujący koncentrację naprężeń podczas zginania. Zaleca się stosowanie zaokrąglonych narożników zamiast ostrych narożników.

Konstrukcje wzmacniające i wsporcze:Dodanie konstrukcji wzmacniających lub wsporczych wzdłuż krytycznych obszarów zginania może pomóc w bardziej równomiernym rozłożeniu naprężeń i zapobiec uszkodzeniom lub rozwarstwieniom. Warstwy wzmacniające lub żebra można nakładać na określone obszary, aby poprawić ogólną integralność mechaniczną.

Promień gięcia:Minimalne promienie gięcia należy określić i uwzględnić na etapie projektowania. Przekroczenie minimalnego promienia zgięcia spowoduje nadmierną koncentrację naprężeń i uszkodzenie.

Ochrona i hermetyzacja:Ochrona, taka jak powłoki konforemne lub materiały kapsułkujące, może zapewnić dodatkową wytrzymałość mechaniczną i chronić obwody przed czynnikami środowiskowymi, takimi jak wilgoć, kurz i chemikalia.

Testowanie i walidacja:Przeprowadzenie kompleksowych testów i walidacji, w tym mechanicznych testów zginania i zginania, może pomóc w ocenie niezawodności i trwałości elastycznych płytek drukowanych FPC w warunkach rzeczywistych.

Wewnątrz zakrzywionej powierzchni znajduje się ciśnienie, a na zewnątrz rozciąganie. Wielkość naprężenia jest powiązana z grubością i promieniem zgięcia elastycznej płytki drukowanej FPC. Nadmierne naprężenia powodują elastyczne laminowanie płytek drukowanych FPC, pękanie folii miedzianej i tak dalej. Dlatego też struktura laminowania elastycznej płytki drukowanej FPC powinna być rozsądnie rozmieszczona w projekcie, tak aby dwa końce linii środkowej zakrzywionej powierzchni były w miarę możliwości symetryczne. Jednocześnie minimalny promień zgięcia należy obliczyć w zależności od różnych sytuacji zastosowania.

Sytuacja 1. Minimalne ugięcie jednostronnej elastycznej płytki drukowanej FPC pokazano na poniższym rysunku:

Jego minimalny promień zgięcia można obliczyć ze wzoru: R= (c/2) [(100-Eb) /Eb]-D
Minimalny promień gięcia R=, grubość c= naskórka miedzianego (jednostka m), grubość folii kryjącej D= (m), dopuszczalne odkształcenie naskórka miedzianego EB= (mierzone w procentach).

Odkształcenie powłoki miedzi jest różne dla różnych rodzajów miedzi.
Maksymalne odkształcenie A i prasowanej miedzi wynosi mniej niż 16%.
Maksymalne odkształcenie miedzi B i elektrolitycznej wynosi mniej niż 11%.

Co więcej, zawartość miedzi w tym samym materiale jest również różna w różnych sytuacjach użytkowania. Dla jednorazowego zgięcia przyjmuje się wartość graniczną krytycznego stanu pęknięcia (wartość wynosi 16%). Do projektowania instalacji do gięcia należy zastosować minimalną wartość odkształcenia określoną w IPC-MF-150 (dla miedzi walcowanej wartość wynosi 10%). W przypadku zastosowań dynamicznych i elastycznych odkształcenie powłoki miedzianej wynosi 0,3%. Przy zastosowaniu głowicy magnetycznej odkształcenie powłoki miedzianej wynosi 0,1%. Ustawiając dopuszczalne odkształcenie naskórka miedzianego, można obliczyć minimalny promień krzywizny.

Dynamiczna elastyczność: scena aplikacji miedzianej powłoki jest realizowana poprzez deformację. Na przykład kula fosforowa w karcie IC to część karty IC włożona do chipa po włożeniu karty IC. W procesie wkładania skorupa ulega ciągłej deformacji. Ta scena aplikacji jest elastyczna i dynamiczna.

Minimalny promień gięcia jednostronnej elastycznej płytki drukowanej zależy od kilku czynników, w tym od użytego materiału, grubości płytki i specyficznych wymagań aplikacji. Ogólnie rzecz biorąc, promień zginania elastycznej płytki drukowanej jest około 10 razy większy od grubości płytki. Przykładowo, jeśli grubość płyty wynosi 0,1 mm, minimalny promień gięcia wynosi około 1 mm. Należy pamiętać, że zginanie płyty poniżej minimalnego promienia zgięcia może skutkować koncentracją naprężeń, naprężeniem ścieżek przewodzących i możliwym pękaniem lub rozwarstwianiem płyty. Aby zachować integralność elektryczną i mechaniczną obwodu, niezwykle ważne jest przestrzeganie zalecanych promieni zgięcia. Zaleca się skonsultowanie się z producentem lub dostawcą płyty elastycznej w celu uzyskania szczegółowych wytycznych dotyczących promienia zgięcia oraz upewnienia się, że spełnione są wymagania projektowe i aplikacyjne. Ponadto wykonanie testów mechanicznych i walidacja może pomóc w określeniu maksymalnego obciążenia, jakie płyta może wytrzymać, bez uszczerbku dla jej funkcjonalności i niezawodności.

Sytuacja 2, dwustronna płytka elastycznej płytki drukowanej FPC w następujący sposób:

Wśród nich: R= minimalny promień gięcia, jednostka m, c= grubość naskórka miedzi, jednostka m, D= grubość warstwy kryjącej, jednostka mm, EB= odkształcenie naskórka miedzi, mierzone w procentach.

Wartość EB jest taka sama jak powyżej.
D= międzywarstwa średniej grubości, jednostka M

Minimalny promień zgięcia dwustronnej elastycznej płytki drukowanej FPC (Flexible Printed Circuit) jest zwykle większy niż w przypadku panelu jednostronnego. Dzieje się tak dlatego, że panele dwustronne posiadają po obu stronach ścieżki przewodzące, które są bardziej podatne na naprężenia i odkształcenia podczas zginania. Minimalny promień gięcia dwustronnej elastycznej płytki drukowanej FPC wynosi zwykle około 20-krotność grubości płyty. Używając tego samego przykładu co poprzednio, jeśli płyta ma grubość 0,1 mm, minimalny promień zgięcia wynosi około 2 mm. Bardzo ważne jest przestrzeganie wytycznych i specyfikacji producenta dotyczących gięcia dwustronnych płytek drukowanych FPC. Przekroczenie zalecanego promienia zgięcia może spowodować uszkodzenie ścieżek przewodzących, rozwarstwienie warstwy lub spowodować inne problemy wpływające na funkcjonalność i niezawodność obwodu. Zaleca się skonsultowanie się z producentem lub dostawcą w celu uzyskania szczegółowych wytycznych dotyczących promienia zgięcia oraz przeprowadzenia testów mechanicznych i weryfikacji, aby upewnić się, że płyta wytrzyma wymagane zgięcia bez pogorszenia jej właściwości użytkowych.