שיטת החישוב של רדיוס הכיפוף של fpc

כאשר לוח מעגלים גמישים של FPC מכופף, סוגי הלחץ משני צידי קו הליבה שונים.

זה נובע מהכוחות השונים הפועלים על החלק הפנימי והחיצוני של המשטח המעוקל.

בצד הפנימי של המשטח המעוקל, ה-FPC נתון ללחץ לחיצה. הסיבה לכך היא שהחומר נדחס ונסחט כשהוא מתכופף פנימה. דחיסה זו עלולה לגרום לדחיסת השכבות בתוך ה-FPC, מה שעלול לגרום לדלמינציה או סדק של הרכיב.

בצד החיצוני של המשטח המעוגל, ה-FPC נתון למתח מתיחה. הסיבה לכך היא שהחומר נמתח כאשר הוא כפוף כלפי חוץ. עקבות נחושת ואלמנטים מוליכים על משטחים חיצוניים עלולים להיות נתונים למתח שעלול לסכן את שלמות המעגל. כדי להקל על הלחץ על ה-FPC במהלך כיפוף, חשוב לתכנן את המעגל הגמיש באמצעות חומרים וטכניקות ייצור מתאימות. זה כולל שימוש בחומרים בעלי גמישות מתאימה, עובי מתאים, והתחשבות ברדיוס הכיפוף המינימלי של ה-FPC. ניתן גם ליישם מספיק מבני חיזוק או תמיכה כדי לפזר את הלחץ באופן שווה יותר על פני המעגל.

על ידי הבנת סוגי הלחץ ושיקולי תכנון נאותים, ניתן לשפר את האמינות והעמידות של לוחות מעגלים גמישים של FPC כאשר הם מכופפים או מכופפים.

להלן כמה שיקולי עיצוב ספציפיים שיכולים לעזור לשפר את האמינות והעמידות של לוחות מעגלים גמישים של FPC כאשר הם מכופפים או מכופפים:

בחירת חומרים:בחירת החומר הנכון היא קריטית. יש להשתמש במצע גמיש בעל גמישות טובה וחוזק מכני. פוליאמיד גמיש (PI) הוא בחירה נפוצה בשל היציבות התרמית המצוינת והגמישות שלו.

פריסת מעגל:פריסת מעגלים נכונה חשובה כדי להבטיח שעקבות ורכיבים מוליכים ממוקמים ומנותבים באופן שממזער את ריכוזי המתח במהלך כיפוף. מומלץ להשתמש בפינות מעוגלות במקום בפינות חדות.

מבני חיזוק ותמיכה:הוספת מבני חיזוק או תמיכה לאורך אזורי כיפוף קריטיים יכולה לסייע בפיזור הלחץ בצורה שווה יותר ולמנוע נזק או דה למינציה. ניתן ליישם שכבות חיזוק או צלעות על אזורים ספציפיים כדי לשפר את השלמות המכנית הכוללת.

רדיוס כיפוף:יש להגדיר ולהתייחס לרדיוסי כיפוף מינימליים בשלב התכנון. חריגה מרדיוס הכיפוף המינימלי תגרום לריכוזי מתח מוגזמים ולכשל.

הגנה וקפסולציה:הגנה כגון ציפויים תואמים או חומרי עטיפה יכולים לספק חוזק מכני נוסף ולהגן על מעגלים מפני אלמנטים סביבתיים כגון לחות, אבק וכימיקלים.

בדיקה ואימות:ביצוע בדיקות ואימות מקיף, כולל בדיקות כיפוף וגמישות מכאניות, יכול לעזור להעריך את המהימנות והעמידות של לוחות מעגלים גמישים של FPC בתנאים אמיתיים.

החלק הפנימי של המשטח המעוגל הוא לחץ, והחוץ הוא מתיחה. גודל הלחץ קשור לעובי ולרדיוס הכיפוף של לוח מעגלים גמישים של FPC. מתח מוגזם יגרום למינציה של לוח מעגלים גמיש של FPC, שבר בנייר נחושת וכן הלאה. לכן, מבנה הלמינציה של לוח מעגלים גמיש FPC צריך להיות מסודר באופן סביר בתכנון, כך ששני הקצוות של קו המרכז של המשטח המעוגל יהיו סימטריים ככל האפשר. יחד עם זאת, יש לחשב את רדיוס הכיפוף המינימלי בהתאם למצבי יישום שונים.

מצב 1. הכיפוף המינימלי של לוח מעגל גמיש FPC חד צדדי מוצג באיור הבא:

ניתן לחשב את רדיוס הכיפוף המינימלי שלו על ידי הנוסחה הבאה: R= (c/2) [(100-Eb) /Eb]-D
רדיוס הכיפוף המינימלי של R=, עובי c= עור נחושת (יחידה m), עובי סרט הכיסוי D= (m), העיוות המותר של EB= עור נחושת (נמדד באחוזים).

העיוות של עור הנחושת משתנה עם סוגים שונים של נחושת.
העיוות המקסימלי של A ונחושת דחוסה הוא פחות מ-16%.
העיוות המקסימלי של B ונחושת אלקטרוליטית הוא פחות מ-11%.

יתר על כן, תכולת הנחושת של אותו חומר שונה גם בהזדמנויות שימוש שונות. במקרה של כיפוף חד פעמי, נעשה שימוש בערך הגבול של המצב הקריטי של השבר (הערך הוא 16%). עבור תכנון התקנת כיפוף, השתמש בערך הדפורמציה המינימלי שצוין על ידי IPC-MF-150 (עבור הנחושת המגולגלת, הערך הוא 10%). עבור יישומים גמישים דינמיים, העיוות של עור הנחושת הוא 0.3%. ליישום ראש מגנטי, העיוות של עור הנחושת הוא 0.1%. על ידי הגדרת העיוות המותר של עור הנחושת, ניתן לחשב את רדיוס העקמומיות המינימלי.

גמישות דינמית: הסצנה של יישום עור נחושת זה מתממשת על ידי דפורמציה. לדוגמה, כדור הזרחן בכרטיס ה-IC הוא החלק של כרטיס ה-IC המוכנס לשבב לאחר הכנסת כרטיס ה-IC. בתהליך ההחדרה, הקליפה מעוותת ברציפות. סצנת יישומים זו גמישה ודינמית.

רדיוס הכיפוף המינימלי של PCB גמיש חד צדדי תלוי במספר גורמים, כולל החומר המשמש, עובי הלוח והדרישות הספציפיות של היישום. בדרך כלל, הרדיוס הניתן לכיפוף של לוח המעגלים הגמיש הוא בערך פי 10 מעובי הלוח. לדוגמה, אם עובי הלוח הוא 0.1 מ"מ, רדיוס הכיפוף המינימלי הוא בערך 1 מ"מ. חשוב לציין שכיפוף הלוח מתחת לרדיוס הכיפוף המינימלי עלול לגרום לריכוזי מתח, עומס על העקבות המוליכות, ואולי לסדק או דה למינציה של הלוח. כדי לשמור על השלמות החשמלית והמכאנית של המעגל, חיוני להקפיד על רדיוסי הכיפוף המומלצים. מומלץ להתייעץ עם היצרן או הספק של הלוח הגמיש להנחיות ספציפיות לרדיוס כיפוף ולוודא שהדרישות התכנון והיישום מתקיימות. בנוסף, ביצוע בדיקות מכניות ואימות יכול לעזור לקבוע את הלחץ המקסימלי שלוח יכול לעמוד בו מבלי לפגוע בפונקציונליות ובאמינות שלו.

מצב 2, לוח דו צדדי של לוח מעגלים גמישים של FPC כדלקמן:

ביניהם: R= רדיוס כיפוף מינימלי, יחידה m, c= עובי עור נחושת, יחידה m, D= עובי סרט כיסוי, יחידה מ"מ, EB= עיוות עור נחושת, נמדד באחוזים.

הערך של EB זהה לזה שלמעלה.
D= בין שכבת עובי בינוני, יחידה M

רדיוס הכיפוף המינימלי של לוח מעגלים גמישים מסוג FPC דו צדדי (Flexible Printed Circuit) הוא בדרך כלל גדול יותר מזה של לוח חד צדדי. הסיבה לכך היא שלפנלים דו-צדדיים יש עקבות מוליכים משני הצדדים, אשר רגישים יותר ללחץ ומתח במהלך כיפוף. רדיוס הכיפוף המינימלי של FPC flex pcb דו צדדי ברורד הוא בדרך כלל בערך פי 20 מעובי הלוח. בעזרת אותה דוגמה כמו קודם, אם עובי הצלחת הוא 0.1 מ"מ, רדיוס הכיפוף המינימלי הוא בערך 2 מ"מ. חשוב מאוד להקפיד על הנחיות ומפרטי היצרן לכיפוף לוחות FPC דו צדדיים. חריגה מרדיוס הכיפוף המומלץ עלולה לפגוע בעקבות מוליכות, לגרום לדה למינציה של שכבות או לגרום לבעיות אחרות המשפיעות על תפקודיות ואמינות המעגל. מומלץ להתייעץ עם היצרן או הספק לגבי הנחיות ספציפיות לרדיוס עיקול, ולבצע בדיקה ואימות מכאניים כדי לוודא שהלוח יכול לעמוד בכיפופים הנדרשים מבלי לפגוע בביצועיו.