Bend area 弯曲区 Not preferred 不可取 Preferred 可取 Unacceptable 不可接受 图5-4弯曲区的导线图 (原图见原文第10页 -- 译者) * 垂直于弯曲段; * 在整个弯曲区内均布; * 在整个弯曲区内达到最大化; * 无附加电镀金属; * 宽度均匀;
* 双面电路中的导线相互之间不应直接跨越，从而产生“工”字梁效应。这种情况从电方面考虑也许是必要的，但是机械安装要求也应考虑(参见图5-5);
* 弯曲区内的层数应保持在最低层数之内; 14
* 弯曲区内应避免有导通孔和镀通孔;
* 可能时，中性轴应位于导线的中央。导线的二面应使用相等模量值和相等厚度的材料而达到结构平
衡。这点对于动态挠性印制线路的用途至关重要。现有多种流行的设计方法，接近达到这一要求，例如使
用覆盖层和前后交错式导线等等(参见图5-5和图5-6)。 Preferred 可取 Acceptable 可接受
Not recommended for dynamic folds 不推荐用于动态折叠 Coverlayer 覆盖层
Conductor 导线 Neutral axis 中性轴 Dielectric 介质
图5-5 弯曲/折缝区中心线图 (原图见原文第11页 -- 译者) Neutral axis 中性轴 Tension 张力 Compression 压力 图5-6中性轴理想结构图 (原图见原文第11页 -- 译者) 5.2.3.4 弯曲半径的计算
5.2.3.4.1 有覆盖层单面电路的最小弯曲半径的计算
设计中可按下述计算单面挠性电路的最小弯曲半径(参见图5-7)，其中: R = 最小弯曲半径，μm
c = 铜箔厚度，μm D = 介质厚度，μm = 铜箔变形量，% EB d = 挠性敷铜介质厚度
R = (c/2)[(100 - E)/ E] – D (公式1) BB
Mandrel radius (R) 心轴半径(R) Single-sided flexible section 单面挠性段
Polyimide coverlayer 聚酰亚胺覆盖层 Adhesive layer 粘结剂层
Copper (c) 铜箔(c) Adhesive layer 粘结剂层
Polyimide base material 聚酰亚胺基底材料 E = % copper elongation desired E = 预计铜箔延伸率% BB
, Rolled annealed max.?16% 轧制退火铜最大?16% , Electro-deposited max.?11% 电积铜最大?11% , Flex to install applications ? 3% 挠性安装用途? 3% , Dynamic flex applications ? 0.3% 动态挠性用途?0. 3% , Disk drive applications ? 0.1% 磁盘驱动器用途? 0.1%
15
R = radius of fold R = 折叠半径 c = copper thickness c = 铜箔厚度 D = dielectric thickness with adhesive D = 有粘结剂介质厚度 Polyimide coverlayer 聚酰亚胺覆盖层 Adhesive layer 粘结剂层
Copper (c) 铜箔(c) Adhesive layer 粘结剂层
Polyimide base material 聚酰亚胺基底材料 Adhesive layer 粘结剂层 Copper 铜箔
Adhesive layer 粘结剂层
Polyimide coverlayer 聚酰亚胺覆盖层
= % copper elongation desired E = 预计铜箔延伸率% EBB
, Rolled annealed max.?16% 轧制退火铜最大?16% , Electro-deposited max.?11% 电积铜最大?11% , Flex to install applications ? 3% 挠性安装用途? 3% , Dynamic flex applications ? 0.3% 动态挠性用途?0. 3% R = radius of fold R = 折叠半径 c = copper thickness c = 铜箔厚度 D = dielectric thickness with adhesive D = 有粘结剂介质厚度 d = flexible clad
dielectrics thickness d = 挠性敷铜介质厚度 Double-sided flexible section 双面挠性段 图5-7 折叠过程中层间应力图
(原图见原文第12页 -- 译者)
设定允许的铜箔变形量后，即可测定最小弯曲半径。如果采用一次折叠设计，则应使用最后断裂伸长
率(如使用压延铜，这一值应为16%)。而采用挠性安装设计时，应使用IPC-MF-150中规定的最低断裂伸
长率(如使用压延铜，这一值应为10%)。至于采用动态挠性线路设计时，则应使用铜箔的断裂伸长率0.3%。
示例:
聚酰亚胺:50μm， 粘结剂:25μm， 铜箔:35μm 因此，D = 75μm， c = 35μm
挠性电路的总厚度T = 185μm
一次折叠，使用16% R = 16.9μm，或R/T = 0.09 挠性安装，使用10% R = 0.08 mm，或R/T =0.45 动态挠性，使用0.3% R = 5.74 mm，或R/T = 31
5.2.3.4.2有覆盖层双面电路的最小弯曲半径的计算
基底材料:聚酰亚胺:50μm，粘结剂:2 x 25μm，铜箔:2 x 35μm，D = 100μm，c = 35μm
覆盖层: 聚酰亚胺:25μm， 粘结剂:50μm，D = 75μm 总厚度T = 2 D + d + 2 c = 320 μm
R = (d/2 + c)[(100 - E)/ E] – D (公式2) BB 从公式2得:
动态挠性 E = 0.3%， R = 28.17mm R/T = 88 B 挠性安装 E = 10%， R = 0.690 mm R/T = 2.15 B
16
= 16%， R = 0.371μm R/T = 1.16 一次折缝 EB 5.2.4 预成型弯曲
由于有些挠性介质材料具有记忆性能，设计时尽量减少预成型和弯曲。 挠性电路可形成弯曲和折缝。低挠性和挠性安装用途的设计中，主要关心的是铜箔的延展度高这一问题。电路的可成型性和可靠性取决于所用铜箔以及基材和粘结剂系统的厚度和可用的延展度。电路永久成型通常采用的三种方法是:冷成型、热成型和依靠铜箔用作导线或无需蚀刻用作增强材料的性能而成型。热成型通常仅和同一材料种类(例如聚酰亚胺，聚酯等等)的基材/粘结剂组合一起使用。聚酰亚胺材料的热成型高度取决于粘结剂、铜箔和介质厚度。预成型要求具有昂贵的加工、工具和装运容器。如果需要进行预成型时，预成型应在就要装入最后单元时进行。如果在靠近焊锡接头、镀通孔或刚性区至挠性区的过渡点出现弯曲，则要求增加一块应变消除杆或其它支撑手段。弯曲和/或折缝线的绘图要求如下:
* 弯曲/折缝线应绘制在加工图和装配图上;
* 弯曲/折缝线尺寸应绘制于图上供参考。装配图上应显示成品折叠构型图，仅供参考。
* 弯曲/折缝线应按中心线绘制于图上，并说明“弯曲线相当于折叠时所形成的弧的中心线”。 5.2.4.1 弯曲或折叠(大于90o)
挠性电缆两面的端点连接盘很难露出，有时较可行的办法就是折叠，如5-8所示。折叠应保持均匀，而且应设计得就在封装的上下表面上进行折叠。这种类型的折叠设计用于单面挠性印制线路板。单面挠性印制线路板上成行的端点，经过折叠看起来成了双面。这样做比几乎每次设计中使用双面镀通孔挠性印制线路板，费用少得多。折叠中夹进一根小圆棒或钢丝心轴，既可控制弯曲半径，又可防止导线裂开。电路折叠部分可用粘结剂粘牢固定。