45 個不可錯過的軟性 PCB 設計必備技巧!
1 分鐘
- 外形與鑽孔
- 銅面與焊墊設計
- 絲印與文字設計
- 連片(Panel)設計
- 板厚
在產品設計中追求完美,需要在設計需求與製造標準之間取得精準平衡。然而,談到軟性印刷電路板(FPC)設計時,許多工程師往往不知從何下手。
在這份深入指南中,我們將探討 45 條 FPC 設計要點。讀完後,您將具備駕馭軟板設計複雜性的知識與信心。
外形與鑽孔
1. 通孔邊緣距板框至少 0.5 mm;若不足 0.5 mm,請改為 U 形槽(開槽朝向板框)。
2. 確保導通孔距離防焊開窗至少 0.2 mm,避免孔邊露銅。
3. FPC 請避免將導通孔設計在焊墊上;軟板無法像硬板做樹脂塞孔,易造成焊料流失。
銅面與焊墊設計
4. 大銅面氧化:大面積銅箔在貼合覆蓋膜時易殘留氣泡,高溫高壓後易氧化,影響外觀但無礙功能。可改用網格銅,或在大銅面開防焊窗。
5. 避免獨立焊墊:獨立焊墊(尤其雙面重疊)易剝離,因 FPC 基材僅 25 µm。建議在焊墊周圍加銅補強,並將雙面焊墊錯開,提升附著力。
6. 焊墊剝離:連接器焊墊易剝落,請設計防焊定義焊墊(SMD Pad),利用防焊覆蓋邊緣提供機械強度。
7. 避免大面積裸露銅:易造成皺褶。
8. 覆蓋膜需求:軟板以覆蓋膜取代防焊,須預先開窗。焊墊與相鄰線路需留 0.2 mm 間距,焊墊間距需 0.5 mm,否則採用橋接開窗,線路裸露可接受。
9. 防止轉角撕裂:線路稀疏的轉角易撕裂,請在邊緣加抗撕裂銅條,或於背面鋪網格銅。
10. 網格走線:網格角度採 45° 以利訊號傳輸,線寬/間距建議 0.2/0.2 mm。
金手指與焊接
11. 金手指:金手指內縮 0.2 mm,避免雷射切割碳化造成微短路(JLCPCB 預設已內縮;特殊需求請備註)。
12. 焊墊上的導通孔:避免將導通孔排成直線於焊墊上,以防應力集中導致開裂。
13. 覆蓋膜偏移:金手指兩側覆蓋膜需內縮 0.3 mm,避免斷裂。
14. 防焊定義焊墊:焊墊需延伸覆蓋膜,使覆蓋膜與焊墊重疊 ≥0.3 mm。
15. 金手指防焊開窗:開窗需超出焊墊 0.3 mm 以上,避免連接處斷線。
16. 空板區:JLCPCB 暫不支援空板結構;背面金手指需額外添加過渡焊墊與導通孔。
17. 焊墊額外銅箔:IC 焊墊避免額外銅箔,否則會放大焊墊、縮小間距,焊接時易短路。
18. 獨立金手指焊墊:金手指焊墊需設計為獨立焊墊;若下方有銅箔或線路重疊,防焊開窗會使銅箔或線路裸露。
19. 金手指公差:預設公差 ±0.1 mm;若需 ±0.05 mm,下單時請註明。
連接器焊墊與 IC 設計
20. 連接器焊墊:FPC 連接器焊墊易剝離,請採防焊定義焊墊,以提供機械強度。
21. IC 橋:IC 中間需保留覆蓋膜橋,以固定防焊。
22. 金手指防焊開窗:金手指焊墊必須開防焊窗,才能與連接器接觸。
23. 預設防焊層:請確認使用正確的防焊層作為預設層。
24. 導通孔覆蓋:為避免彎折時孔銅開裂,FPC 導通孔預設會被覆蓋膜蓋住;若需開窗,下單時請註明。
25. 測試點:勿將測試點設為導通孔,或額外為測試點開窗。
26. 裸露銅邊:雙面大面積裸露銅會使板邊發黑,請在邊緣加覆蓋膜環。
絲印與文字設計
27. 若需在補強板上印字,下單時請註明,避免製程錯誤。
28. 勿將註解文字置於板內或與其他圖層重疊,否則可能導致不良結果。
連片(Panel)設計
29. 鋼補強板連片時,板間距至少 3 mm,開槽寬 0.5 mm,連接點寬 1 mm,間距約 15 mm。下單時請註明每片板間墊紙並以紙板夾層。
30. 連接點勿置於金手指同側邊,避免金手指前端不平整。
31. 連接點數量需足夠;每片板至少 2 個 0.8 mm 寬連接點,且隨板尺寸增加而增加。
32. 若板子極小且連接點過多,不易分板;非 SMT 需求時,小板只需 2 個 0.3 mm 連接點,方便手折。
33. 連片利用率低會導致成本高(如下例)。建議連片寬度 119 mm 或 240/250 mm,可考慮第三方連片。
34. 小於 20 × 20 mm 的板子請連片,避免雷射吸塵時被吸走;可整片出貨或請 JLCPCB 代為分板。
補強設計
補強係在 FPC 特定區域增加硬質材料,以便組裝。PI 補強適用於插卡金手指;FR4 用於一般低端產品;鋼補強平整度高、不易變形,適合需貼件區域。
35. 避免在裸露焊墊上使用鋼補強,易短路。鋼具微磁性,霍爾感測器附近不宜使用;金手指區亦不建議用鋼補強。
36. 下單時請註明金手指插卡總厚度需求,該值通常見於連接器規格書。可使用 JLCPCB 的金手指 PI 厚度計算器選擇合適 PI 補強厚度。
37. 補強開槽:補強請避開零件與焊墊,理想情況由客戶設計。若未設計,JLCPCB 預設對焊墊做 0.3 mm 內縮開槽;剩餘補強寬度 <2 mm 將被移除,除非訂單備註特殊需求。
38. 金手指補強需超出焊墊至少 1.0 mm,避免使用時斷裂。
39. 雙面 EMI 膜兩側電性相連,無法分開;若設計不允許,請考慮移除 EMI 膜。
40. 若需 EMI 膜對地阻抗,請於地線/地銅處設計防焊開窗作為連接點;無特殊需求時,JLCPCB 預設隨機開 1.0 mm 防焊窗。注意:未接地 EMI 膜可能吸收大量電磁波,導致訊號異常,請先以樣品驗證。
41. 鋼補強覆蓋焊墊會造成短路。
42. 補強寬度:FR4 補強寬度 <5 mm 易斷裂、碳化,請改用 PI 或鋼補強;膠最小寬度需 ≥3 mm。
43. SMT 焊墊附近勿放補強或膠,以免影響鋼網印刷;必要時可於 SMT 後再追加。
板厚
44. 所選板厚包含覆蓋膜、銅厚與 PI 基材厚度;若區域無銅或無覆蓋膜,實際厚度會相應減少,設計時請特別留意。
45. 使用模擬軟體計算 FPC 阻抗可能不準確;JLCPCB 依經驗提供線寬設計值供參考,但仍請先以樣品驗證。以下參數適用 0.11 mm 雙面板。
1. 網格銅建議線寬/間距:200 µm。
2. 使用 EMI 膜時,建議雙面皆留接地點(於地銅處開覆蓋膜窗),建議尺寸 1 × 1 mm。
3. 雙面地銅需以導通孔電性連接。
注意:以上參數基於 0.11 mm 雙層 FPC 結構。
JLCPCB 的設計指南涵蓋潛在製造問題,協助工程師在生產前發現可製造性問題,確保滿足各種應用情境,減少設計迭代並降低成本!
持續學習
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