El método de cálculo del radio de curvatura de fpc.

Cuando se dobla la placa de circuito flexible FPC, los tipos de tensión en ambos lados de la línea central son diferentes.

Esto se debe a las diferentes fuerzas que actúan en el interior y el exterior de la superficie curva.

En el lado interior de la superficie curva, el FPC está sometido a tensión de compresión. Esto se debe a que el material se comprime y aprieta al doblarse hacia adentro. Esta compresión puede hacer que las capas dentro del FPC se compriman, lo que podría provocar delaminación o agrietamiento del componente.

En el exterior de la superficie curva, el FPC está sometido a tensión de tracción. Esto se debe a que el material se estira cuando se dobla hacia afuera. Las pistas de cobre y los elementos conductores en las superficies externas pueden estar sujetos a tensiones que pueden comprometer la integridad del circuito. Para aliviar la tensión sobre el FPC durante la flexión, es importante diseñar el circuito flexible utilizando materiales y técnicas de fabricación adecuados. Esto incluye el uso de materiales con la flexibilidad adecuada, el espesor adecuado y considerar el radio de curvatura mínimo del FPC. También se pueden implementar suficientes estructuras de refuerzo o soporte para distribuir la tensión de manera más uniforme a lo largo del circuito.

Al comprender los tipos de tensión y tomar las consideraciones de diseño adecuadas, se puede mejorar la confiabilidad y durabilidad de las placas de circuito flexible FPC cuando se doblan o flexionan.

Las siguientes son algunas consideraciones de diseño específicas que pueden ayudar a mejorar la confiabilidad y durabilidad de las placas de circuitos flexibles FPC cuando se doblan o flexionan:

Selección de materiales:Elegir el material adecuado es fundamental. Se debe utilizar un sustrato flexible con buena flexibilidad y resistencia mecánica. La poliimida flexible (PI) es una opción común debido a su excelente estabilidad térmica y flexibilidad.

Diseño del circuito:El diseño adecuado del circuito es importante para garantizar que las pistas y los componentes conductores se coloquen y enrutan de manera que minimice las concentraciones de tensión durante la flexión. Se recomienda utilizar esquinas redondeadas en lugar de esquinas afiladas.

Estructuras de Refuerzo y Soporte:Agregar refuerzo o estructuras de soporte a lo largo de áreas críticas de flexión puede ayudar a distribuir la tensión de manera más uniforme y prevenir daños o delaminación. Se pueden aplicar capas o nervaduras de refuerzo en áreas específicas para mejorar la integridad mecánica general.

Radio de curvatura:Los radios de curvatura mínimos deben definirse y considerarse durante la fase de diseño. Exceder el radio de curvatura mínimo resultará en concentraciones excesivas de tensión y fallas.

Protección y Encapsulación:La protección, como los revestimientos conformados o los materiales de encapsulación, puede proporcionar resistencia mecánica adicional y proteger los circuitos de elementos ambientales como la humedad, el polvo y los productos químicos.

Pruebas y Validación:La realización de pruebas y validaciones integrales, incluidas pruebas de flexión y flexión mecánica, puede ayudar a evaluar la confiabilidad y durabilidad de las placas de circuitos flexibles FPC en condiciones del mundo real.

El interior de la superficie curva es presión y el exterior es tracción. La magnitud de la tensión está relacionada con el grosor y el radio de curvatura de la placa de circuito flexible FPC. Una tensión excesiva hará que la placa de circuito FPC se lamine, se rompa la lámina de cobre, etc. Por lo tanto, la estructura de laminación de la placa de circuito flexible FPC debe disponerse razonablemente en el diseño, de modo que los dos extremos de la línea central de la superficie curva sean lo más simétricos posible. Al mismo tiempo, el radio de curvatura mínimo debe calcularse según las diferentes situaciones de aplicación.

Situación 1. La flexión mínima de una placa de circuito flexible FPC de un solo lado se muestra en la siguiente figura:

Su radio mínimo de curvatura se puede calcular mediante la siguiente fórmula: R= (c/2) [(100-Eb) /Eb]-D
El radio de curvatura mínimo de R=, el espesor de c= piel de cobre (unidad m), el espesor de la película de cobertura D= (m), la deformación permitida de la EB= piel de cobre (medida en porcentaje).

La deformación de la piel de cobre varía según los diferentes tipos de cobre.
La deformación máxima de A y del cobre prensado es inferior al 16%.
La deformación máxima del B y del cobre electrolítico es inferior al 11%.

Además, el contenido de cobre del mismo material también es diferente en diferentes ocasiones de uso. Para una ocasión de flexión puntual, se utiliza el valor límite del estado crítico de fractura (el valor es 16%). Para el diseño de la instalación a flexión, utilice el valor mínimo de deformación especificado por IPC-MF-150 (para el cobre laminado, el valor es 10%). Para aplicaciones dinámicas flexibles, la deformación de la piel de cobre es del 0,3%. Para la aplicación del cabezal magnético, la deformación de la piel de cobre es del 0,1%. Al establecer la deformación permitida de la piel de cobre, se puede calcular el radio mínimo de curvatura.

Flexibilidad dinámica: el escenario de esta aplicación de piel de cobre se realiza mediante deformación. Por ejemplo, la bala de fósforo en la tarjeta IC es la parte de la tarjeta IC que se inserta en el chip después de insertar la tarjeta IC. En el proceso de inserción, la carcasa se deforma continuamente. Esta escena de aplicación es flexible y dinámica.

El radio de curvatura mínimo de una PCB flexible de una cara depende de varios factores, incluido el material utilizado, el grosor de la placa y los requisitos específicos de la aplicación. Generalmente, el radio de curvatura de la placa de circuito flexible es aproximadamente 10 veces el grosor de la placa. Por ejemplo, si el grosor del tablero es de 0,1 mm, el radio de curvatura mínimo es de aproximadamente 1 mm. Es importante tener en cuenta que doblar el tablero por debajo del radio de curvatura mínimo puede provocar concentraciones de tensión, tensión en las pistas conductoras y posiblemente agrietamiento o delaminación del tablero. Para mantener la integridad eléctrica y mecánica del circuito, es fundamental cumplir con los radios de curvatura recomendados. Se recomienda consultar al fabricante o proveedor del tablero flexible para conocer pautas específicas de radio de curvatura y asegurarse de que se cumplan los requisitos de diseño y aplicación. Además, realizar pruebas y validaciones mecánicas puede ayudar a determinar la tensión máxima que una placa puede soportar sin comprometer su funcionalidad y confiabilidad.

Situación 2, placa de doble cara de la placa de circuito flexible FPC de la siguiente manera:

Entre ellos: R= radio mínimo de curvatura, unidad m, c= espesor de la piel de cobre, unidad m, D= espesor de la película de cobertura, unidad mm, EB= deformación de la piel de cobre, medida en porcentaje.

El valor de EB es el mismo que el anterior.
D= espesor medio de capa intermedia, unidad M

El radio de curvatura mínimo de una placa de circuito flexible FPC (Circuito Impreso Flexible) de doble cara suele ser mayor que el de un panel de una sola cara. Esto se debe a que los paneles de doble cara tienen pistas conductoras en ambos lados, que son más susceptibles a tensiones y deformaciones durante la flexión. El radio de curvatura mínimo de una placa de PCB flexible FPC de doble cara suele ser aproximadamente 20 veces el grosor de la placa. Usando el mismo ejemplo anterior, si la placa tiene un espesor de 0,1 mm, el radio de curvatura mínimo es de aproximadamente 2 mm. Es muy importante seguir las pautas y especificaciones del fabricante para doblar placas PCB FPC de doble cara. Exceder el radio de curvatura recomendado puede dañar las pistas conductoras, causar delaminación de la capa u otros problemas que afectan la funcionalidad y confiabilidad del circuito. Se recomienda consultar con el fabricante o proveedor para obtener pautas específicas sobre el radio de curvatura y realizar pruebas y verificaciones mecánicas para garantizar que el tablero pueda soportar las curvaturas requeridas sin comprometer su rendimiento.