FPC 是比較脆弱的零件,如果設計不得當很容易發(fā)生斷裂,例如在折疊手機中用來連接 LCD與主板的 FPC 就會經(jīng)常發(fā)生此問題。下面我們就一般普通的折疊手機的連接主板與 LCD 的FPC 來說明一下: 對于結構來說,我們最關心的是 FPC 的外型。在保證功能實現(xiàn)的前提下,盡量窄、薄,不然在手機B/C 件FPC 過孔的地方很容易與殼子刮擦而斷裂。
FPC 設計時的寬與 pin 線寬、線間距及 pin 數(shù)有關(pin 數(shù)又是根據(jù)實現(xiàn)的功能及選用的cONNECtor pin數(shù)由HW來定的),pin數(shù)多了自然就要做寬,或者用雙面板取代單面板來減少寬度,當然厚度勢必會有所增加。而pin線寬與pin間距則根據(jù)廠家的實力不同做的也有所不同,目前一般廠家最小都可以做到 0.1mm。由于受手機整機厚度、轉軸、B/C 件 FPC過孔的限制,F(xiàn)PC 寬度一般會設計成 3 或 3.5mm(如果按 3.5mm 算,兩邊邊緣的走線距FPC 邊緣分別 0.4mm,按線寬和線間距都是 0.1mm 來算,這樣下來,每層板可以布 13 根線左右),厚度為 0.2 或 0.3mm(FPC 為 2+2 或 3+2 結構)。
至于 FPC 的長度問題,因為FPC 有較好的撓性,很好的彎折性,長度可以留有余量,沒有必要完全精密計算。如果設計過長了,待樣品做出來做完翻折實驗后再根據(jù)分析結果可以適量逐漸減短。如果一開始就設計短了,在手機翻蓋開合的時候,很容易造成把FPC 從connector里拽出來、與 PCB或 B2B connector 脫焊甚至把FPC 扯斷等。 在設計FPC外型的時候,還要注意拐角的半徑,一般內(nèi)拐角的半徑最小為R1(如果太小,在刀具加工FPC外型以及內(nèi)部走線的時候會有問題,且走線應盡量遠離內(nèi)拐角),外拐角半徑為R3或 R4。
另外,很重要的一點,我們在設計FPC 外型的時候,注意與B/C 件以及過孔的間隙。在 B/C件壁厚、強度都已滿足的情況下,盡量留多些空間給 FPC,由于 FPC 要在這些地方通過,并隨著手機翻蓋開合做擺動運動,加上 FPC 本身比較脆弱,這個地方也是 FPC 最容易出問題的地方,很容易使 FPC 與殼體刮擦,不但翻蓋旋轉時會有聲響,而且時間久了會使 FPC斷裂而影響壽命。這個地方的設計是我們設計的重中之重。 最后,希望大家在用Pro/E設計FPC 的時候,用鈑金模塊而不是用part-solid模塊,因為在鈑金模塊里,F(xiàn)PC 可以做出與實際情況最為接近的 FPC 外型,折彎與展平都很容易,而且便于修改,能真實的模擬出 FPC在過孔里的理論真實位置。
注意:以上設計所涉及內(nèi)容僅僅是針對結構設計而言,一些與硬件相關的指標在這里沒有提及,在做設計的時候,也要配合硬件一起與廠家溝通以做出最完美的設計。
翻蓋手機結構設計時 FPC常見問題:
在我們所關心的FPC壽命問題中,除了FPC兩端與 PCB 板或connector 的連接產(chǎn)生問題外,對于FPC 的最終嚴重的后果就是——斷裂。 而為了防止 FPC 在使用一段時間后斷裂,就要盡量去排除 FPC 在翻折過程中碰到的問題。下面所述的就是我們常見問題及常用解決辦法:
1. FPC與殼體有刮擦。
?。?)可以讓模廠做一些透明的殼子,裝好整機后觀察 FPC在過孔里的運動狀態(tài),找到 FPC與殼體的干涉位置,通過改變 FPC 長度等以解決該問題。
?。?)最古老的一個方法,就是在還沒有FPC 樣品的時候,我們可以把FPC 2D圖紙用紙1:1 打印出來(紙要盡量硬一些),剪出外型,小心裝到手機里,代替 FPC 發(fā)現(xiàn)并分析解決問
題?;蛘咦審S家做一些沒有走線、只有外形的FPC毛坯樣品,裝到手機里分析。
?。?)可以在FPC 上與孔徑接觸的地方貼一層泡棉,這樣轉動的時候殼體不會直接 與 FPC 接觸,從而減小對 FPC 的損害以增加其壽命。但此方法有種治標不治本的感覺,最好還是從設計本身找原因以做到真正解決。
(4)為避免FPC 與殼體有刮擦,國外常有做法是把殼內(nèi)裝一根鐵軸,F(xiàn)PC固定到 鐵軸上,避免開合翻蓋時FPC 與殼體碰撞,磨擦。
?。?)現(xiàn)在很多翻蓋+旋轉的手機,在選用 FPC時首先考慮將 FPC 繞在軸上(上述 方法4),或者干脆采用coaxial cable同軸電纜線代替 FPC,以避免FPC 易扭曲,斷裂等問題的發(fā)生。
2.在翻折過程中FPC 有異響。
(1)FPC在軸孔中長度超過了孔徑(合蓋時,并無干涉),但是在翻開到一定角度時,F(xiàn)PC會有一個扭動的過程,它會碰上孔的內(nèi)壁,我們就能聽到異響。常用解決辦法為減小 FPC長度,以確保翻折時不與內(nèi)壁刮擦且能正常工作;
(2)FPC 本身是多層,而且與孔的內(nèi)壁在合蓋時就已經(jīng)干涉,所以在翻蓋時,始終能聽到異響。我們可以讓廠商用膠帶把多層綁緊或用膠粘在一起看似一層,但在繞折部分最好不要粘在一起,保留多層結構。同時也可以減小FPC 長度。 以上針對 FPC 與殼體有刮擦和 FPC 有異響的討論,有很多時候是同時存在的,解決方法也是并存的。 以上分析僅僅為最常見的問題分析及解決辦法,在將來的工作中可能會碰到更多的問題及解決辦法,再逐步完善該資料。
注:以上討論僅為結構上問題,不包括FPC 對天線、RF 性能以及屏蔽等硬件問題