Каковы рекомендации по проектированию для предотвращения образования трещин в местах изгибов жесткого флекса?

Жесткий флекс великолепен до тех пор, пока не появится первый полевой возврат с открытой трассировкой прямо на изгибе. Чаще всего это не “тайное повреждение”. Это напряжение, накапливающееся там, где плата не может с ним справиться: медь, покрытие и резкие изменения жесткости.

Если вы производите жесткий флекс для складных изделий, замены подвижных жгутов или герметичных корпусов, это руководство поможет вам сохранить область изгиба на протяжении всего процесса создания прототипов и серийного производства. Если вам также нужен производитель, способный обеспечить быструю сборку и стабильный объем OEM/ODM, начните со спецификаций и потока DFM на нашем сайте Китай PCB B2B завод домашняя страница.

Зоны изгиба жесткого флекса: почему возникают трещины

Растрескивание обычно начинается как микротрещины в меди или гальваническом покрытии. Затем вибрация, циклы нагрева или многократное складывание превращают микротрещины в настоящие отверстия.

Общие причины, которые вы узнаете:

• Радиус изгиба слишком мал для толщины штабеля.
• В зоне изгиба располагаются пластины, накладки или плакированные элементы.
• Переход от жесткости к гибкости действует как шарнир.
• Прокладка трассы делает флекс жестче, чем вы думаете.
• Отделка поверхности или выбор материала не соответствуют циклу изгиба.

Если вы хотите получить общее представление о том, что мы можем построить (штабелирование, гибкие опции и технологические ограничения), проверьте Возможности.

Радиус изгиба

Сначала выберите безопасный радиус изгиба, а затем проложите маршрут.

Начните с радиуса изгиба. От него зависит все остальное.

Что делать

• Зафиксируйте радиус изгиба заранее, до того, как “закончите фрезеровку”.”
• Скажите своей фабрике, что изгиб статический (сгибается один раз, остается на месте) или динамический (много раз наклоняется).

Правило большого пальца (отправная точка)

• Статический изгиб: многие команды начинают с ~10× толщина гибкого слоя.
• Динамический изгиб: увеличивайте радиус. Чем больше циклов, тем больший радиус вам нужен.

Реальная сцена Складной модуль выглядит хорошо в CAD, но шарнир заставляет изгиб закручиваться сильнее, чем планировалось. В этот момент проявляется усталость меди. Если ваша команда механиков не может гарантировать радиус, добавьте жесткий ограничитель в корпус или перепроектируйте траекторию сгиба.

Для создания жестко-гибких изделий и складных схем см. Страница производителя жесткой гибкой печатной платы.

Диафрагмы в местах изгибов

Не допускайте попадания виасов / PTH / компонентов в зону изгиба

Плакированное сквозное отверстие в месте изгиба - это все равно что просверлить дырку в скрепке, а затем согнуть ее. Она не будет любить вас в ответ.

Что делать

• Держите PTH, микровибраторы, тестовые прокладки и компоненты вне зоны изгиба.
• Если вы должны переходить от одного слоя к другому, делайте это на жестком участке или в зоне “посадки” без изгибов.

Реальная сцена Вы прокладываете плотный разрыв разъема, и единственный чистый путь эвакуации прокладывает виасы прямо в месте сгиба кабеля. Прототип может пройти испытания. А потом, при одном испытании на падение, эта бочка с отверстиями становится местом отказа.

Если вам нужна поддержка правил фабрики и проверок DFM на сложных макетах, наш Услуги по изготовлению печатных плат является хорошей отправной точкой.

Удержание при переходе от жесткости к гибкости

Добавьте вынос вблизи границы между жесткостью и гибкостью

Граница между жесткостью и гибкостью - это обрыв жесткости. Если изгиб происходит слишком близко, изгиб “сминается” прямо на краю.

Что делать

• Определите запретную зону вокруг границы для проходов, медных переходов и площадок компонентов.
• Сделайте изгиб в середине гибкого пролета, а не на переходе.

Правило большого пальца (отправная точка)

• Многие магазины используют дистанцию удержания порядка ~1 мм+ в зависимости от сборки, веса меди и конструкции ребра жесткости. Отнеситесь к этому как к пункту DFM, а не как к предположению.

Ребро жесткости

Контрольные отверстия вблизи ребер жесткости

Ребра жесткости полезны, но их кромки являются источниками напряжения. Виары, расположенные непосредственно за краем ребра жесткости, часто трескаются первыми.

Что делать

• Если вы используете ребра жесткости, держите чувствительные элементы подальше от края ребра жесткости.
• Избегайте размещения плотных сквозных полей непосредственно рядом с границей жесткости.

Реальная сцена В гибком модуле камеры под разъемом используется ребра жесткости. Разъем выдерживает переплавку, но при сборке гибкий модуль трескается, потому что изгиб начинается прямо у края ребра жесткости. Перемещение линии изгиба на несколько миллиметров и добавление более широкой растяжки устраняет проблему.

Для полиимидных жестко-гибких конструкций, включающих гибкие кабельные секции, см. Полиимидная жестко-гибкая печатная плата с кабелем FPC.

Маршрутизация трассы в области изгибов

Прокладывайте трассы с учетом изгиба: ортогонально/перпендикулярно + избегайте “двутавровой” жесткости

Стиль прокладки может случайно превратить ваш флекс в луч.

Что делать

• В зоне изгиба следы маршрута перпендикулярно линии изгиба когда это возможно.
• Если у вас несколько гибких слоев, ступенчатые следы между слоями через изгиб. Не укладывайте их идеально друг на друга. Уложенная медь ведет себя как двутавровая балка.“

Используйте кривые, а не углы 90°; добавьте капли/файлы на площадках и межслойных отверстиях

Острые углы концентрируют напряжение. Гладкая геометрия распределяет его.

Что делать

• Используйте дуги и плавные изгибы в зоне сгиба.
• Добавьте капельки в тех местах, где тонкий след пересекается с подкладкой или с землей.
• Избегайте резких скачков ширины в области изгиба.

Реальная сцена Гибкий датчик для носимых устройств каждый раз выходит из строя на одной и той же площадке. Исправить ситуацию помогла не более толстая медь. Это были капли плюс более плавный угол входа в колодку, что уменьшило пиковое напряжение.

Если ваш проект включает в себя секции FPC, вам также может понадобиться наша ссылка Страница производителя FPC на заказ.

Медные плоскости в гибком корпусе

Осторожно обращайтесь с медными плоскостями при сгибании: предпочитайте штрихованные/перекрестные штриховки при сгибании

Твердые плоскости быстро увеличивают жесткость. Это может быть хорошо в жестких областях. В зоне изгиба это может стать ловушкой для надежности.

Что делать

• Используйте заземление в области изгиба, если это позволяет бюджет целостности сигнала.
• Держите большие медные наливки подальше от зоны изгиба, если они вам не очень нужны.
• Если вам необходимо провести ток, подумайте о нескольких узких проводниках вместо одной огромной плиты.

Покрытие и разгрузка от натяжения

Правильно укрепите подкладки/фасады с помощью накладок и анкеров

Отслаивание и подъем - обычное явление, когда накладки находятся в движущейся области.

Что делать

• Используйте отверстия в крышке, чтобы не обнажать больше меди, чем нужно.
• Добавьте анкерные элементы в местах расположения площадок или прокладок вблизи зон движения.
• По возможности не допускайте попадания паяных соединений в зону изгиба.

Добавьте разгрузку от деформации в районе стыка жесткого и гибкого элементов, когда рядом возникают изгибы.

Снятие напряжения распределяет усилие. Считайте, что вы устранили “точку шарнира”.”

Что делать

• Добавьте разгрузку от натяжения на переходе, если ваш корпус вынужден изгибаться вблизи жесткого края.
• Избегайте резких изменений толщины в зоне изгиба.

Если вашей сборке также требуется поддержка сборки (SMT, смешанная технология, "под ключ"), см. Сборка печатной платы.

Обработка поверхности ENIG

Не сгибайте контакты/пальцы с покрытием ENIG

Если в зоне изгиба находятся пальцы с покрытием или толстые слои никеля, риск растрескивания возрастает.

Что делать

• Держите пальцы ENIG и золотые контактные зоны на негнущихся участках.
• Если вам нужны золотые пальцы, разработайте механику так, чтобы эти участки никогда не сгибались.

Выбор материала - отожженная медь

Выберите материалы для профиля движения: Медь RA для многократного сгибания

Тип меди имеет большее значение, чем люди ожидают.

Что делать

• При динамическом изгибе по возможности используйте отожженную медь (RA).
• Сохраняйте тонкий и равномерный изгиб на протяжении всего диапазона изгиба.

Таблица рекомендаций по проектированию

Производство и контроль качества

Вы можете спроектировать идеальную зону изгиба, но при небрежном контроле процесса все равно потеряете в надежности. Для B2B-сборок вам нужна стабильная ламинация, чистая регистрация накладок и стабильное качество сверления/покрытия.

Если вы хотите посмотреть, как мы контролируем это в прототипе и объеме, перейдите по ссылке Качество. Если вы готовы прислать стек-ап, ноты изгиба и герберы для обратной связи с DFM, свяжитесь с нами через Свяжитесь с нами.