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汽車FPC硬件設(shè)計(jì)的6大注意事項(xiàng)!

2018-04-10 03:00

什么是FPC

FPC,F(xiàn)lexible Printed Circuit,柔性電路板。

一片柔軟的電路板,它可以在狹小的空間之內(nèi)彎曲,扭轉(zhuǎn),充分利用寶貴的產(chǎn)品空間,使產(chǎn)品更緊湊。

柔性電路板(FPC)硬件設(shè)計(jì)的6大注意事項(xiàng)!硬件老司機(jī)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)!

蘋果Airpods 耳機(jī)里復(fù)雜的FPC(黑色彎曲部分)

之前講過一篇文章,介紹了FPC在產(chǎn)品上的靈活運(yùn)用,特別是現(xiàn)在的智能手機(jī)和智能硬件上的使用。

下面我們講一講汽車FPC的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。

結(jié)構(gòu)圖紙要詳細(xì)

FPC在結(jié)構(gòu)中,一般都不在一個(gè)平面上,需要結(jié)構(gòu)工程師首先將3D延展成2D板框圖紙,并標(biāo)注結(jié)構(gòu)中的注意事項(xiàng)。

除非產(chǎn)品空間很大,且不需要考慮FPC形狀和長度,否則都需要結(jié)構(gòu)工程師先輸出平面圖。不能讓硬件工程師自己隨便畫。

FPC不像線纜,長了不能剪短,短了也不能加長。

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標(biāo)注清晰的FPC 2D圖紙

特別注意引腳順序和方向

插接的FPC,極易遇到pin腳順序反了的情況。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)工程師看的正反面都是正視圖,而硬件工程師看的正面是正視圖,反面是透視圖。

(這個(gè)問題我們后續(xù)會(huì)推出專門的文章,講講以前吃過的虧。)

如果結(jié)構(gòu)工程師給的2D圖紙,有標(biāo)注主板PIN腳順序、FPC上PIN腳順序、以及其金手指和BTB連接器的正反面,那么恭喜你,你遇到了一位專業(yè)的,為你考慮的優(yōu)秀結(jié)果工程師,請善待他。(圖下圖)

如果結(jié)構(gòu)工程師只是輸出了板框尺寸并沒有標(biāo)注PIN腳信息,最好通過剪紙標(biāo)注的方法驗(yàn)證PIN腳方向正反面是否正確。

為什么要剪紙?千萬別相信自己的空間想象力,多繞幾個(gè)圈,自己就暈了!憑借自己的空間想象很可能做反了。看實(shí)物最靠譜!(剪紙模擬實(shí)物)

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好的結(jié)構(gòu)工程師輸出的FPC 2D圖紙

大電流線路要特別注意!

導(dǎo)線,隨隨便便都能通過1A以上的電流。

但FPC不同,內(nèi)部線路最細(xì)可達(dá)0.1mm,只能通過0.1A的電流!

FPC連接器通過的電流也不大,一個(gè)ZIF插接的連接器,每個(gè)腳通常只有0.3A。

如果要讓FPC上通過1A的電流,需要把走線走到1mm以上的寬度,并且使用3個(gè)以上的插接引腳

要注意,不僅是電源線,地線也要走粗!

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電源和地線,分別占了3個(gè)引腳。

FPC做高速信號線的傳輸,和大電流電源線傳輸時(shí),盡可能采用鋪實(shí)銅地,電源先也用大面積鋪實(shí)銅設(shè)計(jì)。

(FPC的上銅,做成實(shí)心銅有助于信號傳輸,但是會(huì)變硬。需要經(jīng)常彎折的要做網(wǎng)狀銅。).

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FPC的實(shí)心鋪銅(白點(diǎn)是過孔)

精密尺寸特別標(biāo)注

FPC的形狀,是用刀模切出來的,精度不高。普通的FPC工廠做出來的精度只有±0.1-0.2mm。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候不能把形狀、長度做的太極限,要考慮精度不高帶來的公差。

對于金手指或連接器位置需要特別注明,要求FPC廠優(yōu)先保證,把精度做到0.05mm以下,保證批量生產(chǎn)的組裝良率。

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屏蔽涂層和鋼片補(bǔ)強(qiáng)接地區(qū)域需要標(biāo)注

FPC做不到電路板那樣的很多層,一層或兩層線路的FPC,想實(shí)現(xiàn)信號線的屏蔽,就需要屏蔽膜。

如上圖的FPC,黑色部分的油漆,其實(shí)不只是油漆,而是屏蔽膜。外部絕緣,內(nèi)部導(dǎo)電。

但是,導(dǎo)電的部分需要接地,才能屏蔽。懸空的金屬起不到屏蔽作用。

因此FPC的屏蔽層和鋼片部分,至少需要在工藝說明文件中,詳細(xì)注明要接地,F(xiàn)PC工廠就會(huì)在阻焊層打開窗口來做接地處理。

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需要控制阻抗的線路,需要標(biāo)注

FPC一般不會(huì)用來走射頻線,因?yàn)?0ohm阻抗很難控制,射頻線路要用同軸電纜專門接出。

但是對于Mipi、HDMI、USB之類的75-150ohm阻抗匹配的線路,F(xiàn)PC工藝說明上也需要特別注明,由FPC廠家根據(jù)自己用的基材,計(jì)算好線寬線距,使阻抗?jié)M足要求,提升高速信號的完整性。

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詳細(xì)的FPC圖紙

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FPC金手指和ZIF連接器

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