Fpc'nin bükülme yarıçapının hesaplama yöntemi

FPC esnek devre kartı büküldüğünde çekirdek hattının her iki tarafındaki gerilim türleri farklıdır.

Bunun nedeni kavisli yüzeyin içine ve dışına etki eden farklı kuvvetlerdir.

Kavisli yüzeyin iç tarafında FPC, basınç gerilimine maruz kalır. Bunun nedeni malzemenin içe doğru büküldükçe sıkıştırılması ve sıkılmasıdır. Bu sıkıştırma, FPC içindeki katmanların sıkıştırılmasına neden olabilir ve potansiyel olarak bileşenin katmanlarının ayrılmasına veya çatlamasına neden olabilir.

Kavisli yüzeyin dışında FPC çekme gerilimine maruz kalır. Bunun nedeni malzemenin dışarı doğru büküldüğünde gerilmesidir. Dış yüzeylerdeki bakır izleri ve iletken elemanlar, devrenin bütünlüğünü tehlikeye atabilecek gerilime maruz kalabilir. Bükme sırasında FPC üzerindeki gerilimi azaltmak için esnek devrenin uygun malzeme ve üretim teknikleri kullanılarak tasarlanması önemlidir. Bu, uygun esnekliğe ve uygun kalınlığa sahip malzemelerin kullanılmasını ve FPC'nin minimum bükülme yarıçapının dikkate alınmasını içerir. Stresi devre boyunca daha eşit bir şekilde dağıtmak için yeterli takviye veya destek yapıları da uygulanabilir.

Gerilim türlerini anlayarak ve uygun tasarım hususlarını dikkate alarak, FPC esnek devre kartlarının büküldüğünde veya esnildiğinde güvenilirliği ve dayanıklılığı artırılabilir.

Aşağıda, FPC esnek devre kartlarının büküldüğünde veya esnetildiğinde güvenilirliğini ve dayanıklılığını artırmaya yardımcı olabilecek bazı özel tasarım hususları yer almaktadır:

Malzeme Seçimi:Doğru malzemeyi seçmek kritik öneme sahiptir. İyi esnekliğe ve mekanik dayanıklılığa sahip esnek bir alt tabaka kullanılmalıdır. Esnek poliimid (PI), mükemmel termal stabilitesi ve esnekliği nedeniyle yaygın bir seçimdir.

Devre Düzeni:İletken iz ve bileşenlerin, bükme sırasında gerilim konsantrasyonlarını en aza indirecek şekilde yerleştirilmesini ve yönlendirilmesini sağlamak için uygun devre düzeni önemlidir. Keskin köşeler yerine yuvarlatılmış köşelerin kullanılması tavsiye edilir.

Güçlendirme ve Destek Yapıları:Kritik bükülme alanları boyunca takviye veya destek yapılarının eklenmesi, stresin daha eşit şekilde dağıtılmasına ve hasar veya katmanların ayrılmasının önlenmesine yardımcı olabilir. Genel mekanik bütünlüğü iyileştirmek için belirli alanlara takviye katmanları veya nervürler uygulanabilir.

Bükme Yarıçapı:Minimum bükülme yarıçapları tasarım aşamasında tanımlanmalı ve dikkate alınmalıdır. Minimum bükülme yarıçapının aşılması aşırı gerilim yoğunlaşmasına ve arızaya neden olacaktır.

Koruma ve Kapsülleme:Uyumlu kaplamalar veya kapsülleme malzemeleri gibi koruma, ek mekanik dayanıklılık sağlayabilir ve devreleri nem, toz ve kimyasallar gibi çevresel unsurlardan koruyabilir.

Test ve Doğrulama:Mekanik bükülme ve esneme testleri de dahil olmak üzere kapsamlı test ve doğrulamaların gerçekleştirilmesi, FPC esnek devre kartlarının gerçek dünya koşulları altında güvenilirliğinin ve dayanıklılığının değerlendirilmesine yardımcı olabilir.

Eğimli yüzeyin iç kısmı basınç, dış tarafı ise çekme kuvvetidir. Gerilimin büyüklüğü, FPC esnek devre kartının kalınlığı ve bükülme yarıçapı ile ilgilidir. Aşırı stres, FPC'nin esnek devre kartı laminasyonuna, bakır folyo kırılmasına vb. Bu nedenle, FPC esnek devre kartının laminasyon yapısı tasarımda makul şekilde düzenlenmeli, böylece kavisli yüzeyin merkez çizgisinin iki ucu mümkün olduğunca simetrik olmalıdır. Aynı zamanda farklı uygulama durumlarına göre minimum bükülme yarıçapı hesaplanmalıdır.

Durum 1. Tek taraflı FPC esnek devre kartının minimum bükülmesi aşağıdaki şekilde gösterilmektedir:

Minimum bükülme yarıçapı aşağıdaki formülle hesaplanabilir: R= (c/2) [(100-Eb) /Eb]-D
R= minimum bükülme yarıçapı, c= bakır kaplamanın kalınlığı (birim m), D= kaplama filminin kalınlığı (m), EB= bakır kaplamanın izin verilen deformasyonu (yüzde olarak ölçülür).

Bakır kabuğun deformasyonu farklı bakır türlerine göre değişir.
A ve preslenmiş bakırın maksimum deformasyonu %16'dan azdır.
B ve elektrolitik bakırın maksimum deformasyonu %11'den azdır.

Üstelik aynı malzemenin bakır içeriği de farklı kullanım durumlarında farklılık gösterir. Bir defaya mahsus bükülme durumu için kritik kırılma durumunun sınır değeri kullanılır (değer %16'dır). Bükme tesisatı tasarımı için IPC-MF-150 tarafından belirtilen minimum deformasyon değerini kullanın (haddelenmiş bakır için değer %10'dur). Dinamik esnek uygulamalar için bakır kabuğun deformasyonu %0,3'tür. Manyetik başlığın uygulanması için bakır cildin deformasyonu %0,1'dir. Bakır kaplamanın izin verilen deformasyonunu ayarlayarak minimum eğrilik yarıçapı hesaplanabilir.

Dinamik esneklik: Bu bakır kaplama uygulamasının sahnesi deformasyonla gerçekleştirilir. Örneğin IC kartının içindeki fosfor mermisi, IC kartın takılmasından sonra çipe takılan IC kartının kısmıdır. Yerleştirme sürecinde kabuk sürekli olarak deforme olur. Bu uygulama sahnesi esnek ve dinamiktir.

Tek taraflı esnek PCB'nin minimum bükülme yarıçapı, kullanılan malzeme, kartın kalınlığı ve uygulamanın özel gereksinimleri dahil olmak üzere çeşitli faktörlere bağlıdır. Genel olarak esnek devre kartının bükülebilir yarıçapı, kartın kalınlığının yaklaşık 10 katıdır. Örneğin levhanın kalınlığı 0,1 mm ise minimum bükülme yarıçapı yaklaşık 1 mm'dir. Levhayı minimum bükülme yarıçapının altında bükmenin gerilim yoğunlaşmasına, iletken izlerde gerilime ve muhtemelen levhanın çatlamasına veya tabakalarının ayrılmasına yol açabileceğini unutmamak önemlidir. Devrenin elektriksel ve mekanik bütünlüğünü korumak için önerilen bükülme yarıçaplarına uymak kritik öneme sahiptir. Özel bükülme yarıçapı yönergeleri için esnek panelin üreticisine veya tedarikçisine danışılması ve tasarım ve uygulama gereksinimlerinin karşılandığından emin olunması önerilir. Ek olarak, mekanik testlerin ve doğrulamaların gerçekleştirilmesi, bir kartın işlevselliğinden ve güvenilirliğinden ödün vermeden dayanabileceği maksimum stresin belirlenmesine yardımcı olabilir.

Durum 2, FPC esnek devre kartının çift taraflı kartı aşağıdaki gibidir:

Bunlar arasında: R= minimum bükülme yarıçapı, birim m, c= bakır yüzey kalınlığı, birim m, D= kaplama filmi kalınlığı, birim mm, EB= yüzde olarak ölçülen bakır yüzey deformasyonu.

EB değeri yukarıdakiyle aynıdır.
D= katmanlar arası orta kalınlık, birim M

Çift taraflı FPC (Esnek Baskılı Devre) esnek devre kartının minimum bükülme yarıçapı genellikle tek taraflı panelinkinden daha büyüktür. Bunun nedeni, çift taraflı panellerin her iki tarafında da iletken izler bulunması ve bu izlerin bükülme sırasında strese ve zorlanmaya daha duyarlı olmasıdır. Çift taraflı bir FPC esnek pcb kartının minimum bükülme yarıçapı genellikle kartın kalınlığının yaklaşık 20 katıdır. Öncekiyle aynı örneği kullanırsak, plakanın kalınlığı 0,1 mm ise minimum bükülme yarıçapı yaklaşık 2 mm'dir. Çift taraflı FPC PCB kartlarını bükmek için üreticinin yönergelerine ve spesifikasyonlarına uymak çok önemlidir. Önerilen bükülme yarıçapının aşılması iletken izlere zarar verebilir, katmanların ayrılmasına neden olabilir veya devrenin işlevselliğini ve güvenilirliğini etkileyen başka sorunlara neden olabilir. Belirli bükülme yarıçapı yönergeleri için üreticiye veya tedarikçiye danışılması ve kartın performansından ödün vermeden gerekli bükülmelere dayanabildiğinden emin olmak için mekanik test ve doğrulama yapılması önerilir.