柔性电路板厂之特别的软板设计考量(一)
有一些软板设计的特殊因素需要事先考量,它们多数是在描述机械性的问题,可能会影响使用率或长期的性能。不过它们当然也会影响线路布局,因此应该柔性电路板厂要及早考量。软板制造时保守的选择材料,可以帮助维持低制造成本。这是重要的因素,因为软板材料与一般标准硬板材料比较(如FR-4)都比较昂贵。
一般会建议使用比较小间距的线路设计,这种技术可以最佳化单片软板的绕线数量。使用最佳化这个词汇或许改为最大化产出会更为传神,因为软板布局要依据最终使用者的需求而规划,而部分用途可能需要让软板对着正确的铜皮晶粒方向(如用在动态挠曲的应用)。这样可能会导致降低最大材料利用率,不过如果不是面对这种状况,就有机会可以随意的配置方向,让产出与利用率最大化。
当绕线由制造商依据惯例完成,设计者可以加入过程来修改软板的可弯曲与折叠性,取得软板的实际优势。这样只要增加一点点的长度,就可以让线路以更经济的方式生产,而使用者并不会在乎组装程序中增加了折叠作业(参考图8-4)
图8-4正确绕线可以大幅改善片产出与降低整体成本,如果折叠可以用在组装作业上产出就可以最大化。对于动态软板设计,晶粒方向可能会冲击到布局。
1.可用的回圈
增加小量软板长度除了设计的需要外,也可以延伸到多数的软板应用设计上。这个小的额外材料长度,一般被认定是可用的回圈长度。可用回圈的目的,是要提供足够长度来搭配产品组装实际应用场合的需求。额外长度也能帮助补偿构装与软板过小等无法预期的变动。
2.阶段长度软板
为了容易挠曲多层与软硬结合板设计,会使用阶段式增加长度的设计。这是在各软板层上逐步朝弯折外转增加长度,如图8-5所示。
普遍增加长度的设计准则,是增加量等于大约1.5倍的个别层厚度,这可以帮助排除多层软板外部金属层可能产生的扩张应变,并避免中心弯折层的互搅,如图8-6所示。
3.软板的成形与切割
一般软板导体宽度与厚度,是依据电流负载需求、允许电压降、阻抗控制特性需求等的组合所决定。当设计动态软板时,建议要尽可能使用最薄的铜。因此设计者要进行最佳化时,相当重要的是应该注意设计比较宽的线路而不是比较厚的线路,以适应基本的电性需求。这种做法,也可以确认得到最大的线路挠曲性。
表8-3的内容,可以用来判定35um与2um厚度的铜皮,在不同线路宽度下所可以承载的最大电流与电阻。这些是相对普遍的铜皮厚度被用在多数软板制造上,不过18um与更薄的铜皮厚度重要性正持续增加中。
有些不同的图形可以用来决定其它铜的电性值,已经被发展用来简化铜线路的需求规格。IPC软板设计规格是不错的参考来源,可以提供这类业者有兴趣的相关图表。仍然有专家进行这些图表的更新,希望让这些使用很久的图表能够更反映实际状况值。想要了解的读者,建议上IPC网站了解目前的发展状况。
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