FPC弯曲半径不合理，会导致断裂

ulppknot

在FPC在弯曲时，其中心线两边所受的应力类型是不一样的。弯曲曲面的内侧是压力，外侧是拉力。所受应力的大小与FPC的厚度和弯曲半径有关。过大的应力会使得FPC分层、铜箔断裂等等。因此在设计时应合理安排FPC的层压结构，使得弯曲面中心线两端层压尽量对称。同时还要根据不同的应用场合来计算最小弯曲半径。/ ^6 a1 N, ^2 K4 T" x* c
( I* z9 h, H7 k3 s
0 b! q- g' j# P7 k, Q/ }5 Z
" j+ @4 v4 z# g* T0 E/ _. [" z( w5 t2 o* h
* b' h7 g/ w$ s* j弯曲半径要求的计算

情况1、对单面柔性电路板的最小弯曲如下图所示：0 b! \' ]# e2 K' Z) I/ V/ f
2 L5 y4 b8 f6 r7 w/ j' `
$ t& r/ e& Q! D+ y' A. l
* {- E1 j/ K: ^9 i9 p* s
它的最小弯曲半径可以由下面公式计算：  B- M$ o  G7 ^( d2 `
0 B" m; E* y( Z( w$ @3 A0 a: a  [
R=(c/2)[(100-Eb)/Eb]-D

其中：" ?& L" I7 x5 i4 b4 b
0 H, y6 Z% G2 b* n& x: ^6 ]( c% @. K+ Q
8 h4 X, h8 ]# v2 u9 `: j$ ER=最小弯曲半径(单位μm)
5 R2 |9 h& `+ @
c=铜皮厚度(单位μm)3 z* `/ `2 y2 _4 @' e$ U
9 O  w$ N% P$ v- X; O  \
: B) F- Y+ E% `1 ^. O6 y) WD=覆盖膜厚度(单位μm)
4 N8 r  R, X, v2 B3 v" V# ?
* t; M: {+ z! K% m5 d  P1 iEB=铜皮允许变形量(以百分数衡量)

不同类型铜，铜皮变形量不同。
+ r' _4 C" `( s; ^  x0 L3 c8 ~2 T; [2 _- R6 u5 }& O
A、压碾铜的铜皮变形量最大值是≤16%

B、电解铜的铜皮变形量最大值是≤11%。
/ H" R9 r; C* o& F, k
9 x2 l# \3 A& P% {' H! I. q, _
6 u3 G2 Q; D6 z$ C0 P+ W- ?而且在不同的使用场合，同一材料的铜皮变形量取值也不一样。对于一次性弯曲的的场合，使用折断临界状态的极限值(对延碾铜，该值为16%)。对于弯曲安装设计情况，使用IPC-MF-150规定的最小变形值(对延碾铜，该值为10%)。对于动态柔性应用场合，铜皮变形量用0.3%。而对于磁头应用，铜皮变形量用0.1%。/ p7 e6 ~% P: y* L) A7 `  N- }

通过设置铜皮允许的变形量，就可以算出弯曲的最小半径。% V% G  e- z5 v4 P* p* p3 d

4 z' {9 o- h; Q; `4 G* |" [$ a动态柔性：这种铜皮应用的场景是通过变形实现功能的，打个比方:IC卡座内的磷铜弹片，就是IC卡插入后与芯片接触的部位，插的过程弹片不断的形变，这种应用场景就是柔性动态的。, }1 ?; R/ n& c9 f* E
- L5 H1 s3 b( f  A- D' Y. @7 b" Q7 E& N6 _6 V
. u( \8 D' w& H; U! ~3 w) ^1 Q例： 50μm 聚酰亚胺，25μm胶，35μm铜 因此，D=75μm,c=35μm 柔性板的总厚度T=185μm

一次性弯曲，用16% R=16.9μm,或R/T=0.09
1 K8 Z: b' ^: S9 R6 C/ a
弯曲安装，用10% R=80μm,或R/T=0.45
! {0 f- `( r% D, r: H
动态弯曲，用0.3% R=5.74mm,或R/T=31" K! o" w/ O9 [: a% k4 z
$ w* D! n. z5 |  v
% O$ _. G" M) L( H; T
: ?7 w" r* Q* d" i  B0 C. d
* b( [# o8 s. J/ q# S0 y; ]( b) i4 z. Q9 {9 i
. D+ r' v$ a- V8 `0 q5 V5 I) T1 u$ x0 B; S  E4 A
. Q( x' t5 O3 f( u对于上图中的场景，需要有连接器插入的场景，需要按照“动态弯曲”进行计算，弯曲半径控制在>6mm，直径>12mm。7 Z. v( f% G- O; J
; h; x1 P$ m3 o3 r
粗略算法：大约要大于总厚度的50倍左右。
4 h% K9 b2 ~* J: t/ ?( J" g6 d4 q; T- [: v* h5 f" V
情况2、双面板+ r4 @' f  _4 O
- O: }( t0 V/ g/ m0 r

8 G9 u, t! U5 U/ E
其中：
: x$ I: n2 I- G- N. Y& L, a
R=最小弯曲半径，单位μm
( I- t; k3 n* ]" Q. M6 v
c=铜皮厚度，单位μm
4 O) z3 ~2 ]" X4 ]
5 }( X1 \" N+ }! ]( U, S+ mD=覆盖膜厚度，单位μm
4 Y) b: G6 `# U3 @3 q. w& H
EB=铜皮变形量，以百分数衡量。
6 w9 R/ ?! }" l' m# ^
EB的取值与上面的一样。

d=层间介质厚度，单位μm
8 u" x- T) N) v/ D
0 m. R9 C- }# O/ b& B& u: R3 o  ^) Y例如：
" c  N4 g2 q3 e  S1 ?. C
' r% L. J. V& i6 k" e2 ~0 c& F7 g基材厚度：50μm 聚酰亚胺;/ ~6 H$ r4 l+ P

  n$ M9 ]/ H5 o2 ]6 v2x25μm胶;
2 C( s8 R% M3 g+ S* |
/ G5 t2 {$ U& C2x35μm 铜 则d=100μm;c=35μm
% }/ J* [. v: x2 k5 K) @( O/ b: }# _
. v* ~! P1 f. G/ q4 C$ X# z覆盖膜厚度：25μm聚酰亚胺;50μm胶 则D=75μm
' s4 H# I- c+ ?. d
总厚： T=2D+d+2c=320μm: t* `& S% x( N9 i! C
% a. q. }* d' G" r
6 P, W8 o/ a6 l; }  g* c* I从方程中：' _0 O7 u8 ~" g$ J
' B& ]( C) p( ~% W9 v7 E* Y0 R& S3 O
一次性弯曲，EB=16% R=0.371μm，R/T=1.16
' Q& h/ V3 }' m: D' I/ u9 @' q
弯曲安装，EB =10% R=0.690mm，

R/T=2.15 动态弯曲，EB =0.3% R=28.17mm，R/T=88
8 N* x1 R6 u$ i/ e/ t' p
粗略算法：大约要大于总厚度的100倍左右。' [$ Q* g0 w& \- a2 [( Q# V, |

) {  c( |; E; U: v. f弯曲半径不达标，导致安装次数过多之后，导线断裂，设备不稳定的等问题。如下图所示：
$ s3 x. w" a1 b- c& B" d
) w0 G/ g4 ~) i2 C: j/ K6 s

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FPC弯曲半径不合理，会导致断裂