FPC设计要求规范.doc

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文件名称：FPC设计规及注意事项文件编号：版本：A/0页码：1of26更改历史版本更改描述更改人/日期评审&分发(评审-√，分发-※)计划部日期采购部日期研发部日期工程部日期生产部日期市场部日期行政人事部日期品质部日期财务部日期批准注意：文件加盖红色的文件控制章方有效。1.1目的规本公司FPC（柔性线路板）设计标准，提高设计员的设计水平，及工作效率。 1.2围适用于本公司FPC（柔性线路板）设计1.3职责研发部：学习和应用FPC（柔性线路板）设计规于开发新产品中。1.4定义无FPC设计规与注意事项 1FPC机构设计规1.1LCD与FPC压合处要求如上图所示A：表示FPC成型边到LCDPIN顶端要差0.10mm.B：表示FPCPIN要比LCD压合PIN长0.10-0.20mm.C：此处只给正负0.10mm的公差.D：对位PIN到FPC两侧边不小于0.5mm.E：FPCPIN反面的PI覆盖膜距FPCPIN不小于0.3mm.F：此处只给正负0.20mm的公差.G：如果是FPC需要从玻璃处弯折或是弯折距离<0.8mm，FPC的CVL需上玻璃0.10-0.20 1.2FPC与主板焊接处要求如上图所示：A：双面胶要耐高温,长度最好能和FPC相等.T=0.05mm.最好是3M厂商生产的,可靠性较好.B：宽度用2.50正负0.30mm的即可.C：FPC出PIN要用月牙边,便于焊接.D：FPC出PIN要有漏锡过孔,孔单边焊盘不小于0.15mm,便于焊接.E：FPCPIN正反面不能相等,要正反面相差0.20-0.30mm,正反面不能出阻焊层.注:此连接方式最终要符合客户要求. 1.3FPC与主板插拔处要求(以HIROSE为例)如上图所示：A：此处公差一定要控制在正负0.07mm以,重点尺寸.B：此处公差一定控制在正负0.20mm以.C：此处只给正负0.10mm的公差.D：此处公差一定控制在正负0.20mm以.E：倒角非常重要,一定要有,否则可能接触不良.F：补强材料要硬,一般用宇部厂商生产的.较软的补强装配时金指会断裂.G：此处厚度在0.19-0.21较好,重点尺寸.注：以上是以HIROSE的连接器为例,具体项目要参考客户连接器规格书.1.4FPC与主板以公母座连接器连接 如上图所示：A：焊盘设计以连接器规格说明为准，辅助焊盘不能少。B：补强厚度依客户要求而定.C：补强材料有PI，FR4，钢片等，一般以FR4为主，性价比最高。1.5BL，TP焊盘设计要求如上图所示：A：焊盘PICTH最好是1.0或0.8mm。B：FPC对位标识，FPCPIN与焊盘边最好有0.8mm的距离,便于焊接.C：焊盘长最好为3.0mm。2.FPCLAYOUT设计规 2.1FPC设计前的准备1>.准确无误的原理图(包括书面文件与电子档以及无误的网络表)2>.提供FPC大致布局图或重要单元,核心电路摆放位置.提供FPC结构图(结构图应标明FPC定位孔,定位元件,禁布区等相关信息)3>.仔细阅读原理图,了解电路架构,理解电路的工作条件4>.确认FPC中关健的网络,了解重点元件的设计要求2.2FPC布线的规则1>.定元件的封装2>.导入FPC框架3>.载入网络表4>.布局4.1.首先确定参考点:一般参考点都设置在左边和底边的边框线的交点(或延长线的交点)上或印制板插件的第一个焊盘.参考点确认后,元件布局、布线均以此参考点为准.4.2.根据要求将所有有定位要求的元件固定并锁定4.3.布局的基本原则A.遵循先大后小,先难后易的原则B.布局可以参考原理图的大致布局,根据信号流向规律放置主元器件C.总的连线尽可能的短,关健信号线最短D.强信号、弱信号、高电压信号与弱电压信号要完全分开E.高频元件间隔要充分F.模拟信号、数字信号要分开.5>.相同结构电路应尽可能采取对称布局.6>.按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准来优化布局7>.同类行的元件应在X或Y轴上方向一致,同一类行的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上一致辞,以方便生产和调试8>.元件的放置要便于调试和维修,大元件边上不能放置小元件,需要调试的元件应有足够的空间,发热元件应有足够的空间以利于散热.热敏元件因远离发热元件.9>.阻容等贴片小元件相互距离之间大于0.7毫米。贴片元件焊盘外侧与相临插装元件焊盘外侧要大于2毫米。焊接面周围5毫米不可以放置贴装元件。10>.元件布局时候，使用同一种电源的元件应考虑尽量放在一起，以便于将来的电源分割。11>.调整字符。所有字符不可以上盘，要保证装配以后还可以清晰看到字符信息。所有字符在X或Y方向上应一致。字符、丝引大小要统一。12>.放置FPC的MARK点。 2.3设计规则1>.线宽和线间距的设置当信号平均电流比较大的时候，需要考虑线宽与电流的关系，具体情况可以参考下表:不同厚度、不同宽度的铜铂的载流表：注：在PCB设计加工中常用OZ（盎司）作为铜皮的厚度单位。1OZ铜厚定义为一平方英寸面积铜铂的重量为一盎，对应的物理厚度为35UMA.信号线设定。当单板的密度越高越倾向于使用更细的线宽和更小的线间距。B.电路工作电压。线间距的设置应考虑其介电强度。C.可靠性要求较高的时候应使用较宽的布线和较大的线间距。 D.等长、差分等设置E.有阻抗要求的信号线，应计算其线宽线间距并选好参考层，且其压层顺序和层厚度一旦定下来就可以在更改。2>.过孔设置过孔焊盘与孔径的设置可以参照下表BGA表贴焊盘、过孔焊盘、过孔孔径可以参照下表：注:更小节距的BGA，根据具体情况结合FPC厂的生产工艺设定3>.特殊布线规则设定特殊布线规则设定主要是指某些特殊区域需要用到不同于一般设置的布线参数。如某些高密度元件需要用到较细的线宽、较小的线间距和较小的过孔。某些网络的布线参数需要调整等。在布线前需要将所有规则加以设置和确认。4>.布线前评估2.4FPC布线1>.布线优先次序密度疏则：从印制板上连接关系简单的器件着手布线，从连线最疏松的区域开始布线，以调节个人状态。核心优先原则：主要线路先连通,其他次要信号要顾全整体，不可以和关键信号相抵触。关键信号线优先：电源、模拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先布线。2>.电源层和地层之间的EMC环境较差，应避免布置对干扰敏感的信号3>.相同阻抗的差分网络应采用相同的线宽和线间距4>.固定线宽要求 信号功能mil（mm）注释VBAT10（0.25）电源其他电源8（0.2）VBAT经过LDO后的电源走线背光led走线8（0.2）TP背光控制电路到背光灯焊盘走线SPK、REV&MOTOR8（0.2）Speaker、Receiver、Motor，etc.Clock&RST6（0.15）时钟、复位等信号Enable信号6（0.15）LDO使能、BLU背光使能、CS片选等信号其他3（0.07）地址/数据线等5>信号保护与隔离背光led走线、SPK&REV、MOTOR全部用GND隔离保护。RST、时钟、LDOENABLE线尽量不要在板边上，建议距板边12mil以上。ESD零件应尽量靠近被保护器件，走线应先经过ESD零件，被保护器件到ESD零件之间走线尽量短、粗，走8mil（0.2mm）的线。示例：VCR13、VCR14为ESD器件，R28、R29为输入源，焊盘为外接器件（如Motor）电源线应先经过滤波电容，避免树状走线。示例：U11、U12、U13、U25、U27、U29为对应位置IC的滤波电容 6>铺地方式焊盘用FLOODOVER方式铺地最好，但因可能会导致虚焊，采取折中的方法，改用宽12mil（0.3mm）的T型线接地。示例：图示线框T型线接地，元件中间最好不要铺地。走线与PAD之间保持6mil以上距离；零件和走线离板边20mil（0.5mm）以上，走线应该少打过孔、少换层（地线和电源线除外）。 过孔与PIN之间保持8mil（0.2mm）以上距离。7>为便于贴原件增加光学定位点，如下图所示：盤趾8>为增加含盘的强度，需对焊盘加泪滴或加盘趾如图： 9>FPC折弯处容易撕裂需加铜提，如图:銅堤10>弯折区布线需要直线并且与弯折区垂直，如图:彎折區彎折區推荐不推荐2.5FPC设计遵循的规则1>.地线回路规则： 环路最小规则，即信号线与其回路构成的环面积要尽可能小，环面积要尽可能小，环面积越小，对外的辐射越少，接收外界的干扰也越小。针对这一规则，在地平面分割时，要考虑到地平面与重要信号走线的分布，防止由于地平面开槽等带来的问题；在双层板设计中，在为电源留下足够空间的情况下，应该将留下的部分用参考地填充，且增加一些必要的过孔，将双面信号有效连接起来，对一些关键信号尽量采用地线隔离，对一些频率较高的设计，需特别考虑其地平面信号回路问题2>.窜扰控制窜扰（CrossTalk）是指PCB上不同网络之间因较长的平行布线引起的相互干扰.克服窜扰的主要措施是：1.加大平行布线的间距，遵循3W规则。2.在平行线间插入接地的隔离线。3>.屏蔽保护对应地线回路规则，实际上也是为了尽量减小信号的回路面积，多用于一些比较重要的信号，如时钟信号，同步信号；对一些特别重要，频率特别高的信号，应该考虑采用铜轴电缆屏蔽结构设计，即将所布的线上下左右用地线隔离，而且还要考虑好如何有效的让屏蔽地与实际地平面有效结合。4>.走线方向控制规则相邻层的走线方向成正交结构，避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向，以减少不必要的层间窜扰；当由于板结构限制（如某些背板）难以避免出现该情况，特别是信号速率较高时，应考虑用地平面隔离各布线层，用地信号线隔离各信号线。5>.阻抗匹配检查规则同一网络的布线宽度应保持一致，线宽的变化会造成线路特性阻抗的不均匀，当传输的速度较高时会产生反射，在设计中应该尽量避免这种情况。在某些条件下，如接插件引出线，BGA封装的引出线类似的结构时，可能无法避免线宽的变化，应该尽量减少中间不一致部分的有效长度。6>.走线闭环检查规则 防止信号线在不同层间形成自环。在多层板设计中容易发生此类问题，自环将引起辐射干扰。7>.分支长度控制规则8>.走线长度控制规则走线长度控制规则即短线规则，在设计时应该尽量让布线长度尽量短，以减少走线长度带来的干扰问题，特别是一些重要信号线，如时钟线，务必将其振荡器放在离器件很近的地方。对驱动多个器件的情况，应根据具体情况决定采用何种网络拓朴结构。9>.倒角规则PCB设计中应避免产生锐角和直角，产生不必要的辐射，同时工艺性能也不好。所有线与线的夹角应≥13510>.器件去藕规则在印制板上增加必要的去藕电容，滤除电源上的干扰信号，使电源信号稳定.对双层板，去藕电容的布局及电源的布线方式将直接影响到整个系统的稳定性，有时甚至关系到设计的成败。在双层板设计中，一般应该使电流先经过滤波电容滤波再供器件使用，同时还要充分考虑到由于器件产生的电源噪声对下游器件的影响，一般来说，采用总线结构设计比较好，在设计时还要考虑到由于传输距离过长而带来的电压跌落给器件造成的影响，必要时增加一些电源滤波环路，避免产生电位差。在高速电路设计中，能否正确地使用去藕电容，关系到整个板的稳定性。11>.孤立铜区控制规则 孤立铜区也叫铜岛，它的出现，将带来一些不可预知的问题，因此将孤立铜区与别的信号相连，有助于改善信号质量。通常是将孤立铜区接地或删除。在实际的制作中，FPC厂家将一些板的空置部分增加了一些铜箔，这主要是为了方便印制板加工，同时对防止印制板翘曲也有一定的作用。12>.电源与地线层的完整性规则对于导通孔密集的区域，要注意避免孔在电源和地层的挖空区域相互连接，形成对平面层的分割，从而破坏平面层的完整性，并进而导致信号线在地层的回路面积增大。13>.重叠电源与地线层规则不同电源层在空间上要避免重叠，主要是为了减少不同电源之间的干扰，特别是一些电压相差很大的电源之间，电源平面的重叠问题一定要设法避免，难以避免时可考虑中间隔地层。14>.3W规则为了减少线间窜扰，应保证线间距足够大，当线中心距不少于3倍线宽时，则可保持70%的电场不互相干扰，称为3W规则。如要达到98%的电场不互相干扰，可使用10W规则15>过孔双线原则在焊接FPC中，由于FPC的制作工艺与材质等问题而造成FPC的走线与焊接金手指交接处容易断裂，因此在FPC设计中由下图改善在焊接金手指的上端加上下交错的过孔。过孔到金手指的走线为双层，并且走线宽度A先把LCD以AA为中心放入BL2>把FPC导入CAD中再用金手指对位LCDPIN连接在一起。 1>把TP对位BL后需注意一下几点：A.BL/TP的较为是否正确B.BL/TP的对位丝印是否正确C.LCM的结构是否符合客户要求4>最后审核反视图是否符合结构要求。 A元件是否在遇见区。B折弯后是否符合客户要求。CBL/TP折弯后是否对位。4.FPC可靠性等评审1>.检查高频、高速、时钟即其它脆弱信号线，是否回路面积最小、是否远离干扰。源、是否有多余的过孔和绕线、是否有跨地层分割区。2>.检查是否有平行线过长，平行线是否尽量分开。3>.检查晶体、光藕、电源模块下面是否有信号线穿过，应尽量避免在其下穿线，特别是晶体下面应尽量铺设接地的铜皮。4>.检查定位孔、定位件是否与结构图一致，SMT定位光标是否加上并符合工艺要求。5>.检查器件的序号是否按从左到右、从下到上的原则归属无误的摆放，并且无丝。印覆盖焊盘；检查须标注的板号、版本号是否符合用户要求。6>.报告布线完成情况是否百分之百；是否有线头；是否有孤立的铜皮。7>.检查电源、地的分割是否正确，单点共地已作正确处理。8>.FPC生成的网表和原网表进行校对，确认连接关系的正确。9>.工艺审查中发现的问题，积极改进，并有所记录，避免同样的问题再犯。5.常见的问题点FPC外形1.FPC外形 A.在设计FPC外形时,FPC开口出PIN是否是以居中形式出来.再结合BL图进行审核.B.B/L,T/P的FPC是否与FPC有冲突C.是否要增加测试用的定位孔D.当有连接器的FPC时,要不要加上因扣入主板而减短的0.2MM2．焊盘A.建议使用公司通用焊盘B.如B/L,T/P焊盘的背面有元件,因注意是否会造成焊接元件脱落C.B/L焊盘如不在元件槽,焊接后会不会形成FPC突起或超厚D.大元件与小元件焊盘的间距是否会有冲突E.在用到连接器时,是否要加上连接器两边的定位焊盘F.要求所有同一类型的元件，设计成同一条线上G.禁止有焊盘或过孔设计，到FPC弯折区边在0.2MM3.铜皮A.在FPC出口的弯折区,是否会因铺铜过多而造成FPC弯折后破裂B.与大物件是否会引起短路C.焊接FPC中,在焊接口的顶层与底层铜不能设计成一条线上4.丝印A.丝印标志会不会标在FPC的隐藏面B.同一层的丝印会不会有部分重合,或标在焊盘上C.丝印会不会被胶纸覆盖D.焊盘上是否有加定位丝印E.所有元件的丝印要设计在同一条直线上（X，Y）F.金手指与BL/TP焊盘加标示丝印 5.补强板A.补强板的厚度是否正好适合插入连接器B.所用补强板的材质区分6.FPC制作工艺结合FPC，制定生产FPC的制作工艺.如:电镀金或沉金等审核：编写：