Phương pháp tính bán kính uốn của fpc

Khi bảng mạch linh hoạt FPC bị uốn cong, các loại ứng suất ở hai bên của đường lõi là khác nhau.

Điều này là do các lực khác nhau tác động lên bên trong và bên ngoài bề mặt cong.

Ở mặt trong của bề mặt cong, FPC chịu ứng suất nén. Điều này là do vật liệu bị nén và nén khi uốn cong vào trong. Việc nén này có thể làm cho các lớp trong FPC bị nén, có khả năng gây ra hiện tượng tách lớp hoặc nứt thành phần.

Ở bên ngoài bề mặt cong, FPC chịu ứng suất kéo. Điều này là do vật liệu bị kéo căng khi nó bị uốn cong ra ngoài. Các vết đồng và các phần tử dẫn điện trên bề mặt bên ngoài có thể chịu lực căng làm ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của mạch điện. Để giảm bớt ứng suất lên FPC trong quá trình uốn, điều quan trọng là phải thiết kế mạch uốn bằng vật liệu và kỹ thuật chế tạo phù hợp. Điều này bao gồm việc sử dụng các vật liệu có độ linh hoạt phù hợp, độ dày phù hợp và xem xét bán kính uốn cong tối thiểu của FPC. Các cấu trúc gia cố hoặc hỗ trợ đầy đủ cũng có thể được triển khai để phân bổ ứng suất đồng đều hơn trên toàn mạch.

Bằng cách hiểu các loại ứng suất và cân nhắc thiết kế phù hợp, độ tin cậy và độ bền của bảng mạch linh hoạt FPC khi bị uốn cong hoặc uốn cong có thể được cải thiện.

Sau đây là một số cân nhắc về thiết kế cụ thể có thể giúp cải thiện độ tin cậy và độ bền của bảng mạch linh hoạt FPC khi chúng bị uốn cong hoặc uốn cong:

Lựa chọn vật liệu:Việc lựa chọn vật liệu phù hợp là rất quan trọng. Nên sử dụng chất nền dẻo có độ linh hoạt tốt và độ bền cơ học. Polyimide linh hoạt (PI) là một lựa chọn phổ biến do tính linh hoạt và ổn định nhiệt tuyệt vời.

Bố trí mạch:Bố trí mạch thích hợp là rất quan trọng để đảm bảo rằng các vết dẫn điện và các thành phần được đặt và định tuyến theo cách giảm thiểu sự tập trung ứng suất trong quá trình uốn. Nên sử dụng các góc tròn thay vì các góc nhọn.

Cấu trúc gia cố và hỗ trợ:Việc bổ sung các cấu trúc gia cố hoặc hỗ trợ dọc theo các khu vực uốn cong quan trọng có thể giúp phân bổ ứng suất đồng đều hơn và ngăn ngừa hư hỏng hoặc tách lớp. Các lớp gia cố hoặc gân có thể được áp dụng cho các khu vực cụ thể để cải thiện tính toàn vẹn cơ học tổng thể.

Bán kính uốn:Bán kính uốn tối thiểu cần được xác định và xem xét trong giai đoạn thiết kế. Vượt quá bán kính uốn cong tối thiểu sẽ dẫn đến sự tập trung ứng suất quá mức và hư hỏng.

Bảo vệ và đóng gói:Sự bảo vệ như lớp phủ phù hợp hoặc vật liệu đóng gói có thể cung cấp thêm độ bền cơ học và bảo vệ mạch khỏi các yếu tố môi trường như độ ẩm, bụi và hóa chất.

Kiểm tra và xác nhận:Tiến hành kiểm tra và xác nhận toàn diện, bao gồm kiểm tra uốn cong và uốn cong cơ học, có thể giúp đánh giá độ tin cậy và độ bền của bảng mạch linh hoạt FPC trong điều kiện thực tế.

Bên trong bề mặt cong là áp suất, bên ngoài là lực kéo. Độ lớn của ứng suất liên quan đến độ dày và bán kính uốn của bảng mạch linh hoạt FPC. Căng thẳng quá mức sẽ làm cho bảng mạch FPC trở nên linh hoạt, gãy lá đồng, v.v. Do đó, cấu trúc cán của bảng mạch linh hoạt FPC phải được bố trí hợp lý trong thiết kế, sao cho hai đầu đường tâm của bề mặt cong phải đối xứng nhất có thể. Đồng thời, bán kính uốn tối thiểu phải được tính toán theo các tình huống ứng dụng khác nhau.

Tình huống 1. Độ uốn tối thiểu của bảng mạch linh hoạt FPC một mặt được thể hiện trong hình sau:

Bán kính uốn tối thiểu của nó có thể được tính theo công thức sau: R= (c/2) [(100-Eb) /Eb]-D
Bán kính uốn tối thiểu R=, độ dày c= vỏ đồng (đơn vị m), độ dày màng phủ D= (m), biến dạng cho phép của EB= vỏ đồng (tính bằng phần trăm).

Sự biến dạng của vỏ đồng thay đổi tùy theo loại đồng khác nhau.
Biến dạng tối đa của A và đồng ép nhỏ hơn 16%.
Biến dạng tối đa của B và đồng điện phân nhỏ hơn 11%.

Hơn nữa, hàm lượng đồng của cùng một loại vật liệu cũng khác nhau trong những trường hợp sử dụng khác nhau. Đối với trường hợp uốn một lần, giá trị giới hạn của trạng thái gãy tới hạn được sử dụng (giá trị là 16%). Đối với thiết kế lắp đặt uốn, sử dụng giá trị biến dạng tối thiểu được chỉ định bởi IPC-MF-150 (đối với đồng cán, giá trị là 10%). Đối với các ứng dụng linh hoạt, độ biến dạng của vỏ đồng là 0,3%. Đối với ứng dụng của đầu từ, độ biến dạng của vỏ đồng là 0,1%. Bằng cách thiết lập biến dạng cho phép của vỏ đồng, có thể tính được bán kính cong tối thiểu.

Tính linh hoạt năng động: cảnh của ứng dụng da đồng này được hiện thực hóa bằng biến dạng. Ví dụ, viên đạn phốt pho trong thẻ IC là bộ phận của thẻ IC được lắp vào chip sau khi lắp thẻ IC. Trong quá trình lắp vào, vỏ bị biến dạng liên tục. Cảnh ứng dụng này rất linh hoạt và năng động.

Bán kính uốn cong tối thiểu của PCB linh hoạt một mặt phụ thuộc vào một số yếu tố, bao gồm vật liệu được sử dụng, độ dày của bảng và các yêu cầu cụ thể của ứng dụng. Nói chung, bán kính uốn cong của bảng mạch flex gấp khoảng 10 lần độ dày của bảng. Ví dụ: nếu độ dày của tấm ván là 0,1mm thì bán kính uốn cong tối thiểu là khoảng 1mm. Điều quan trọng cần lưu ý là việc uốn cong tấm ván xuống dưới bán kính uốn cong tối thiểu có thể dẫn đến sự tập trung ứng suất, sức căng trên các vết dẫn điện và có thể làm nứt hoặc tách lớp tấm ván. Để duy trì tính toàn vẹn về điện và cơ của mạch, điều quan trọng là phải tuân thủ bán kính uốn cong được khuyến nghị. Nên tham khảo ý kiến ​​của nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp bảng linh hoạt để biết các hướng dẫn về bán kính uốn cụ thể và để đảm bảo rằng các yêu cầu về thiết kế và ứng dụng được đáp ứng. Ngoài ra, việc thực hiện kiểm tra và xác nhận cơ học có thể giúp xác định mức căng thẳng tối đa mà bo mạch có thể chịu được mà không ảnh hưởng đến chức năng và độ tin cậy của nó.

Tình huống 2, bảng mạch 2 mặt của bảng mạch linh hoạt FPC như sau:

Trong đó: R= bán kính uốn tối thiểu, đơn vị m, c= độ dày vỏ đồng, đơn vị m, D= độ dày màng phủ, đơn vị mm, EB= biến dạng vỏ đồng, đo bằng phần trăm.

Giá trị của EB giống như trên.
D= độ dày trung bình giữa các lớp, đơn vị M

Bán kính uốn tối thiểu của bảng mạch linh hoạt FPC (Mạch in linh hoạt) hai mặt thường lớn hơn bảng mạch một mặt. Điều này là do các tấm hai mặt có dấu vết dẫn điện ở cả hai mặt, dễ bị căng thẳng và biến dạng hơn trong quá trình uốn. Bán kính uốn cong tối thiểu của baord pcb FPC flex hai mặt thường gấp khoảng 20 lần độ dày của tấm ván. Sử dụng ví dụ tương tự như trước, nếu tấm dày 0,1mm thì bán kính uốn cong tối thiểu là khoảng 2 mm. Điều rất quan trọng là phải tuân theo các hướng dẫn và thông số kỹ thuật của nhà sản xuất để uốn bo mạch pcb FPC hai mặt. Việc vượt quá bán kính uốn cong được khuyến nghị có thể làm hỏng các vết dẫn điện, gây ra hiện tượng tách lớp hoặc gây ra các sự cố khác ảnh hưởng đến chức năng và độ tin cậy của mạch. Bạn nên tham khảo ý kiến ​​của nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp để biết các hướng dẫn về bán kính uốn cong cụ thể, đồng thời thực hiện kiểm tra và xác minh cơ học để đảm bảo rằng bo mạch có thể chịu được các uốn cong cần thiết mà không ảnh hưởng đến hiệu suất của nó.