探秘FPC设计：以柔克刚的电路奇迹

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人气：403发布日期：2025-02-12 11:27【大中小】

柔性电路板设计是将电路系统规划布局于可弯曲的柔性材料上，如聚酰亚胺、聚酯薄膜等，通过蚀刻、压合等工艺，制作出具有柔韧性的线路板。该设计优势显著，能大幅节省空间，适应不同形状的安装需求，还可提升产品的抗震性和耐用性，让电子产品更轻薄、灵活。其广泛应用于智能手环、折叠屏手机等可穿戴及便携式设备，以及航空航天、医疗器械等领域，为实现产品的高性能和小型化提供了有力支持。

柔性电路板设计具有许多优点，同时也面临新的设计挑战。

布局

对电路板的柔性和刚性区域有不同的布局要求，这是柔性电路板设计所特有的。

智能元件布局是将元件放置在刚性或柔性区域，并将其自动放置在该区域的最高元件层的能力。在这两种柔性状态下，我们还需要检查z轴元件之间的间隙。

弯折区域和层结构

弯折区域需要特别考虑，尤其是柔性电路的弯折线上。为了减少压力，走线需要穿过垂直于弯折线的弯折区域。相邻层上的走线应进行偏移，以避免形成工字梁。设计者必须能够在不同层上设置对象之间的面约束和重叠约束。例如，管脚和过孔不应在弯折区域内或附近，以防止开裂。

层结构（亦作橫截面）是根据设计要求设置的。在刚柔结合的设计中，并不是电路板的所有区域都含有所有的层。通常，柔性区域的布线层比刚性区域少。我们必须确保避免在实际上不存在层的区域进行布线。

布线

柔性电路在布线时会面临一系列独特的挑战。

电路的弯折能力，意味着其具有特殊的设计要求。布线注意事项和功能需求包括：弧形角布线，用于圆弧编辑的滑动功能，以及将角转换为圆弧的功能。下面对这些布线策略、使用时间以及它们对柔性电路板设计的重要性进行简要介绍。

弧形角布线是对具有弯曲角而不是正交（45°）角的走线进行布线的能力。柔性电路板设计要求使用弯曲的走线对总线线路进行布线以减少应力，因此我们必须使用弧线进行布线。

焊盘有特定要求，以确保坚固性和使用时长。

所有焊盘，包括表面安装和通孔都应系紧，防止铜与基体材料分离。所有焊盘还应该有圆角，以减少应力点，并消除弯曲过程中的断裂。这些元件的质量将决定最终用户产品的使用时长，因此需要仔细检查。

FPC三维检查、弯折和弯曲

本质上讲，柔性电路板设计增加了一层物理复杂性。

复杂之处在于检查电路最终弯折状态这一过程。所有元件必须精确布局，以免在弯曲的任何部分发生碰撞或相互干扰。因此，能够在三维状态下分析弯曲电路的配合和间隙的设计工具是十分必要的。理想情况下，分析可以由设计者来完成，且最好分两个阶段进行：在弯折完成状态期间和完成状态之后。这有助于发现这两种状态中的问题，并提醒我们在这两种状态之间出现的问题。

可制造性考虑事项

软板设计要求独特的可制造性规则和检查，以及在制造商交付期间的额外注意。

柔性电路板设计要求进行额外的约束检查，以检查不同层上的对象之间的间隙。在这一环节中，与我们的制造商保持清晰的沟通非常重要，以便了解他们在构建物理产品时的具体约束和许可。

在条件允许的情况下，应将柔性电路的接地区域使用网状铜箔、减轻重量、提高电路灵活性，并防止撕裂。在设计过程中，使用层间规则检查及时发现错误，而不是后知后觉造成宝贵时间的浪费。这些规则对于多层密集电路板来说更加关键，因为它们最容易出现各种设计错误。必须对弯折区域到强化筋、焊盘和过孔之间的距离，以及从覆盖物到焊盘之间的距离进行追踪。使用智能交换格式（如IPC-2581），可令制造商能够更确切地捕获我们的设计意图。在设计周期早期与制造商进行沟通，可为我们提供尽可能好的反馈。

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