O método de cálculo do raio de curvatura do fpc

Quando a placa de circuito flexível FPC é dobrada, os tipos de tensão em ambos os lados da linha central são diferentes.

Isto se deve às diferentes forças que atuam no interior e no exterior da superfície curva.

No lado interno da superfície curva, o FPC está sujeito a tensões de compressão. Isso ocorre porque o material é comprimido e espremido à medida que se dobra para dentro. Essa compressão pode fazer com que as camadas dentro do FPC sejam comprimidas, causando potencialmente delaminação ou rachaduras no componente.

Do lado de fora da superfície curva, o FPC está sujeito a tensões de tração. Isso ocorre porque o material é esticado quando dobrado para fora. Vestígios de cobre e elementos condutores em superfícies externas podem estar sujeitos a tensões que podem comprometer a integridade do circuito. Para aliviar a tensão no FPC durante a flexão, é importante projetar o circuito flexível usando materiais e técnicas de fabricação adequados. Isso inclui o uso de materiais com flexibilidade e espessura adequadas e considerando o raio de curvatura mínimo do FPC. Estruturas de reforço ou suporte suficientes também podem ser implementadas para distribuir a tensão de maneira mais uniforme em todo o circuito.

Ao compreender os tipos de tensão e levar em consideração as devidas considerações de projeto, a confiabilidade e a durabilidade das placas de circuito flexíveis FPC quando dobradas ou flexionadas podem ser melhoradas.

A seguir estão algumas considerações específicas de projeto que podem ajudar a melhorar a confiabilidade e a durabilidade das placas de circuito flexíveis FPC quando elas são dobradas ou flexionadas:

Seleção de materiais:Escolher o material certo é fundamental. Deve ser utilizado um substrato flexível com boa flexibilidade e resistência mecânica. A poliimida flexível (PI) é uma escolha comum devido à sua excelente estabilidade térmica e flexibilidade.

Layout do Circuito:O layout adequado do circuito é importante para garantir que os traços e componentes condutores sejam colocados e roteados de uma maneira que minimize as concentrações de tensão durante a flexão. Recomenda-se usar cantos arredondados em vez de cantos vivos.

Estruturas de Reforço e Suporte:Adicionar estruturas de reforço ou suporte ao longo de áreas críticas de flexão pode ajudar a distribuir a tensão de maneira mais uniforme e evitar danos ou delaminação. Camadas de reforço ou nervuras podem ser aplicadas em áreas específicas para melhorar a integridade mecânica geral.

Raio de curvatura:Os raios mínimos de curvatura devem ser definidos e considerados durante a fase de projeto. Exceder o raio de curvatura mínimo resultará em concentrações excessivas de tensão e falhas.

Proteção e encapsulamento:Proteção como revestimentos isolantes ou materiais de encapsulamento podem fornecer resistência mecânica adicional e proteger os circuitos de elementos ambientais, como umidade, poeira e produtos químicos.

Teste e validação:A realização de testes e validação abrangentes, incluindo testes mecânicos de flexão e flexão, pode ajudar a avaliar a confiabilidade e a durabilidade das placas de circuito flexíveis FPC em condições reais.

O interior da superfície curva é pressionado e o exterior é elástico. A magnitude da tensão está relacionada à espessura e ao raio de curvatura da placa de circuito flexível FPC. O estresse excessivo tornará a laminação flexível da placa de circuito FPC, a fratura da folha de cobre e assim por diante. Portanto, a estrutura de laminação da placa de circuito flexível FPC deve ser razoavelmente disposta no projeto, de modo que as duas extremidades da linha central da superfície curva sejam simétricas tanto quanto possível. Ao mesmo tempo, o raio de curvatura mínimo deve ser calculado de acordo com diferentes situações de aplicação.

Situação 1. A flexão mínima de uma placa de circuito flexível FPC de um lado é mostrada na figura a seguir:

Seu raio de curvatura mínimo pode ser calculado pela seguinte fórmula: R= (c/2) [(100-Eb) /Eb]-D
O raio de curvatura mínimo de R=, a espessura da película de cobre c= (unidade m), a espessura da película de cobertura D= (m), a deformação admissível da película de cobre EB= (medida em percentagem).

A deformação da película de cobre varia com os diferentes tipos de cobre.
A deformação máxima do cobre A e prensado é inferior a 16%.
A deformação máxima do B e do cobre eletrolítico é inferior a 11%.

Além disso, o teor de cobre do mesmo material também é diferente em diferentes ocasiões de uso. Para uma ocasião de flexão única, é utilizado o valor limite do estado crítico de fratura (o valor é 16%). Para o projeto de instalação por flexão, utilize o valor mínimo de deformação especificado pela IPC-MF-150 (para o cobre laminado o valor é 10%). Para aplicações flexíveis dinâmicas, a deformação da película de cobre é de 0,3%. Para a aplicação da cabeça magnética, a deformação da película de cobre é de 0,1%. Ao definir a deformação permitida da camada de cobre, o raio mínimo de curvatura pode ser calculado.

Flexibilidade dinâmica: o cenário desta aplicação de pele de cobre é realizado por deformação. Por exemplo, a bala de fósforo no cartão IC é a parte do cartão IC inserida no chip após a inserção do cartão IC. No processo de inserção, a casca é deformada continuamente. Este cenário de aplicação é flexível e dinâmico.

O raio de curvatura mínimo de uma placa de circuito impresso flexível unilateral depende de vários fatores, incluindo o material usado, a espessura da placa e os requisitos específicos da aplicação. Geralmente, o raio flexível da placa de circuito flexível é cerca de 10 vezes a espessura da placa. Por exemplo, se a espessura da placa for 0,1 mm, o raio de curvatura mínimo é de cerca de 1 mm. É importante observar que dobrar a placa abaixo do raio de curvatura mínimo pode resultar em concentrações de tensão, tensão nos traços condutores e possivelmente rachaduras ou delaminação da placa. Para manter a integridade elétrica e mecânica do circuito, é fundamental respeitar os raios de curvatura recomendados. Recomenda-se consultar o fabricante ou fornecedor da placa flexível para obter diretrizes específicas sobre raios de curvatura e garantir que os requisitos de projeto e aplicação sejam atendidos. Além disso, a realização de testes mecânicos e validação pode ajudar a determinar o estresse máximo que uma placa pode suportar sem comprometer sua funcionalidade e confiabilidade.

Situação 2, placa dupla-face da placa de circuito flexível FPC da seguinte forma:

Entre eles: R= raio mínimo de curvatura, unidade m, c= espessura da película de cobre, unidade m, D= espessura do filme de cobertura, unidade mm, EB= deformação da película de cobre, medida em porcentagem.

O valor de EB é o mesmo acima.
D= espessura média intercalar, unidade M

O raio de curvatura mínimo de uma placa de circuito flexível FPC (Circuito Impresso Flexível) de dupla face é geralmente maior do que o de um painel de face única. Isso ocorre porque os painéis dupla-face possuem traços condutores em ambos os lados, que são mais suscetíveis a tensões e deformações durante a flexão. O raio de curvatura mínimo de uma placa de PCB flexível FPC de dupla face é geralmente cerca de 20 vezes a espessura da placa. Usando o mesmo exemplo anterior, se a placa tiver 0,1 mm de espessura, o raio mínimo de curvatura será de cerca de 2 mm. É muito importante seguir as orientações e especificações do fabricante para dobrar placas PCB FPC de dupla face. Exceder o raio de curvatura recomendado pode danificar traços condutores, causar delaminação da camada ou causar outros problemas que afetam a funcionalidade e a confiabilidade do circuito. Recomenda-se consultar o fabricante ou fornecedor para obter diretrizes específicas sobre raios de curvatura e realizar testes e verificações mecânicas para garantir que a placa possa suportar as curvaturas exigidas sem comprometer seu desempenho.