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fpc软板设计之前应该做好的准备工作

作者:鑫沃达电子  时间:2017-05-17  点击:

再fpc线路板生产前应该进行一些必要的规划,才能使得生产中出现问题时可以从容的应对,但是软板的生产总会出现一些问题是无法预料的。

1.定义最终产品需求

建议采用市场导向定义最终产品,产品要尽量依据最终使用者来思考,才能确保软板符合预期并且是最佳的选择。研讨时也会发现更好的替代方案,如:假设需要比较薄的结构,则一片薄硬质板就可替代,此时就需要改变策略。
同时应该要考虑成本目标与需求、使用寿命与尺寸等,这些也都是为了要确认选择软板是正确的。另外设计者要自我确认,这些选用的材料与制程可以搭配规划产品的需求。

2.决定信赖度需求

设计者应该提前考量产品信赖度需求,需要哪一种等级的信赖度。IPC依据产品应用做出分类系统,等级一属于消费性产品、等级二则是商用与通信、等级三必须能符合军事、航天太空与比较长寿命水准的产品。产品终端需求明显影响技术选择,这些必须以材料与制程观点检讨。另外也值得检讨产品的安全性需求,哪些是产品故障风险类型。如果发现没有把握,就应该慎重处理并确保这些风险会被肃清解决。
热循环是产品寿命的关键思考项目,也与不同产品市场需要承受的环境非常相关,IPC所制作的热循环条件评估可以当做指引。
3.决定操作环境

产品操作环境是另外一个重要的因子,他会影响设计与制造选择性。应该提出的问题包括产品最终会被用在哪方面。这种先期的思考,可以帮助设计者判定会面对怎么样的作业环境,同时可以肃清整体产品生命周期中,需要面对的温度与相对湿度极端程度,应该还包括产品面对的热循环频率与周期。
经过这些分析,要选择正确的材料就会比较容易。不过在此同时,设计者仍然必须注意组装程式问题。有些可用描述工具在定义各种不同使用环境需求,这些工具可用帮助判定制作程式。
4.定义够状结构

再设计程式中优先考虑构装目标尺寸与形状,这是在做出其它判定前比较基础的解读与决定。在这个步骤中,应该要决定何处是最佳元件位置、I/O接点、开闭与控制装置,如何才能有利产品性能与简单组装,且能够方便使用。搭配产品外壳是布局软板的必要条件,促使立体构装的转换需求,是软板制作时必须满足的部分。

5.定义机械性需求

考虑软板需求要达到那些机械性规格?是静态还是动态?使用动态挠曲,是需要连续还是间歇性作业?需要什么频率与挠曲度?需要每小时几千次还是每年几百次?结构与材料的选择明显受到这些问题答案的影响。

6.定义电性需求

对于任何电子产品,这都是必须尽早决定的议题,必须定义什么是关键性需求?例如:需要那种电源?需要多大的电流和电压?是否有电磁辐射顾忌?是否需要进行遮蔽?电路过长是否会有降伏问题等等。
有时也可能出现于设计目的冲突的状况,某些状况下产品的电性需求与机械性产生冲突,例如:产品预期被作成动态软性微调线结构,这从机械观点是不建议使用的。不过这种状态有可能被解决,问题应该在设计者转换到制造前,尽早提出并解决。
7.决定元件位置

对一般元件,连接器、开闭与其它装置应该要配置在强化区域如:补强区,需要柔软或者弯折的位置不应该配置元件。当然可能会有例外的状况,但是尽量不要出现,尤其是在需要动态挠曲弯折与运动的区域。

8.决定组装方法

软板设计者应该要及早的考量采用的元件与组装方法、产品数量、基材种类与零件尺寸,这些都会对定义与思考组装方式有帮助。选择电气与机械性连接法,包括:焊接、使用导电膏与机械性紧迫方式。无铅焊接需要更高的操作温度且使用范围扩大,必须完全了解材料的温度限制。
因为重视焊接,必须了解是手动或者机械的组装。有关可能采用的焊接方法有:波焊、红外线、蒸汽相、强制流动炉、热棒、镭射灯。设计者应该要留意,如果需要特别与个别作业,其组装成本必然会提高,不过组装成本可以靠较好的线路布局而变低。
9.定义电性测试需求

需要什么类型与等级的测试?怎样进行测试?这些项目时常被忽视或在设计程式后才考虑。不论如何,还是建议这些重要的测试工作应该在设计前就列入考虑。某些问题可能会升高设计难度:是否将要进行软板测试?是否只测试组装完成板?是否两阶段都需要测试?接受测试的接触点如何接近?软板设计的复杂度,会直接冲击或帮助判定电性测试的难度。
由于产品是采用相对柔软的基材制作,在进行电性测试时软板顾忌会比较多,这是因为测试探针很容易损伤软板表面。另外因为它们是柔软的,线路测试治具如果必要可以做的比一般治具小一点,同时软板可以制作成合适治具的外型。

10.定义机械性测试的需求

机械性测试,特别是挠曲持久性测试,为动态软板产品最常见需要进行的测试。这种测试有几种选择,且最好的测试结果必须搭配正确适当的设备。

11.设计一个验证用的线路

某些状况,在没有确认软板可以进入量产或制作样品前,值得花一点时间验证软板的电子功能性。这可以通过长期经验来处理。
这个步骤的目的是,为了避免制造工具的浪费,直到基本软板线路被证实具有实际功能性。这个步骤可能无法避免,否则难以预知线路元素间可能的不相容问题,但是它应该要降低整体成本。模拟工具持续发展得更好,其实已经有很多的案例可以利用模拟满足此需求。
12.软板模合

使用模合或纸样软板模型,已经是长时间以来相当成功的软板设计程式。最后构装的模合模型,被用作实际线路布局的区域。过去一张简单的纸片就可以作为搭配设计与布局成形的良好工具,同时也可以应对所有需要的I/O点,不过目前的CAD与EDA软体已经可以达成大部分的这个功能。
过去这些年使用这个步骤,已经帮助有效提前呈现出许多构装的问题,也因此降低了潜在无法避免的错误。有物理模型,也节省了很多的时间和成本。

13.产生CAD数据资料

最后一个步骤十产生适当档与数据资料,包括线路外型与软板成形讯息等,这些都是遵循软性设计准则所做。目前多数制作商倾向于取得数位资料,这可以让他们依据需要调整与补偿线路制程。数据资料应该再次检查,不论是机械与电性考量都有必要,这样比较可以确保精准度,并且避免来自后面工序产生问题所导致的成本浪费。

总之,以上粗略的步骤在软板的制作前进行规划是很重要的,应该考虑到在进入软板生产时各个工序会产生的各种情况进行规划整理合解决方法都作出一个规划书来,这样在生产中出现问题不会导致手忙脚乱。


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