柔性PCB的基本設計指南

柔性印刷電路板 (Flex PCB) 在現代電子產品中發揮著至關重要的作用，它能夠實現緊湊輕巧的設計。柔性 PCB 在市場上並不新鮮，幾乎是所有電子產品的組成部分，包括小尺寸和小配件。因為對於剛性 PCB 來說，彎曲電線、安裝元件以及在小型手持設備中啟用電源並非易事。它們經過專門設計，用於佈線和顯示線路。儘管由於一些設計和可靠性問題，CPU 和 GPU 等重型電子設備仍然放置在剛性 PCB 上。設計和製造過程要求工程師遵循專門的設計原則。根據 JLCPCB 的深入建議，以下10 個關鍵指南可確保可靠、可製造且高效能的柔性 PCB 設計。

1.確保足夠的孔洞和通孔間隙

通孔與電路板輪廓的距離：根據 DRC，通孔與電路板之間必須至少保持 0.5 毫米的間隙。更實用的方法是使用通往框架的 U 形槽，以防止結構故障。

過孔與阻焊層之間的距離：過孔與阻焊層開口之間的距離至少應為 0.2 毫米，以避免銅暴露。銅暴露可能會導致短路和腐蝕。

2.避免焊盤內通孔設計

JLCPCB在剛性和柔性電路板上均採用焊盤內過孔技術。由於可靠性問題，在剛性結構中可以使用焊盤內過孔。剛性電路板也包含 BGA 封裝，這增加了焊盤內過孔的需求。但與剛性 PCB 不同，柔性 PCB 無法進行樹脂封孔，這會導致焊錫滲漏和焊點不可靠。

3. 防止大面積銅表面氧化

如果銅在沒有阻焊層的情況下留在空氣中，在覆蓋層壓過程中，固體銅區域可能會滯留空氣，導致在高溫和高壓下氧化。為了避免此問題：

● 使用網狀銅圖案來減少表面積。

● 增加阻焊視窗以排出滯留的空氣。

4. 加固並策略性地放置護墊

由於FPC芯材厚度僅25μm，獨立的焊盤（尤其是兩側重疊的焊盤）很容易脫落。建議在焊盤周圍添加銅增強層，並將焊盤角連接到銅區域，並在相對側設置偏移焊盤，以提高附著力。防止這種情況發生的方法是設計阻焊層限定的焊盤，因為焊盤邊緣的阻焊層覆蓋層可以提供機械強度。

● 避免使用孤立或重疊的焊盤，尤其是在 25μm 的薄芯上。

●將焊盤角與銅區域連接起來，以增強機械黏附力。

5. 依照Coverlay要求設計

對於柔性電路板，覆蓋膜可用作阻焊膜。使用前需預先開窗。確保焊盤與相鄰走線之間保持 0.2 毫米的間隙，焊盤與焊盤之間保持 0.5 毫米的間距。否則，應使用橋接開孔，以便露出走線。對於間距較小（<0.5 毫米）的情況，可透過單一視窗露出連接線。如有需要，可添加防撕裂佈線。

6. 優化金手指和連接器焊盤設計

在FPC中，電纜末端通常會有一個金焊盤，用於連接某個連接器，這是為了提高訊號完整性，並在維修時方便更換電纜。為此，我們可以在連接器上使用阻焊層定義的焊盤。將金手指長度縮短0.2毫米有助於避免雷射切割造成的微短路。為了提高機械耐用性，請確保覆蓋層與連接器焊盤至少重疊0.3毫米。

7. 驗證厚度和阻抗要求

使用模擬軟件計算FPC阻抗可能不準確。 JLCPCB設計線寬的經驗可供參考，但請務必先用樣板進行驗證。此參數適用於厚度為0.11毫米的雙面板。阻抗計算會隨著厚度和製造材料的變化而改變。以下表格可供參考：

● 請注意，柔性 PCB 厚度受覆蓋層、銅層和 PI 材料的影響。

● 對於阻抗控制設計，避免單純依賴模擬工具。務必參考製造商數據和原型來驗證性能。

結論

設計柔性 PCB 需要仔細考慮機械和熱因素。遵循這 7 項關鍵準則，工程師可以顯著提高柔性電路設計的耐用性和可製造性。但這 7 條準則只是 FPC 的入門指南，未來我們將推出更多 FPC 和設計相關問題的精彩指南。我們將繼續在部落格頁面上分享與 PCB 問題相關的深入指南。