说到PCB,做硬件的朋友都不陌生。FR4板材,板厚1.6mm,平时接触最多的就是它。但一到智能手机、显示模组、智能手表这类小型产品,FPC软板就上场了。
问题也来了:很多在PCB上习以为常的操作,放到FPC软板上就是事故。
所以这篇文章,专门讲FPC软板。内含40张高清图片,暂时用不上的可以先收藏,能用上的接着往下看。内容参考了嘉立创官方FPC要求,整理出来就是一部经典的应用案例。
一、先说钻孔,这是最容易翻车的地方
1、过孔和防焊开窗之间,至少留0.2mm以上。什么意思?就是孔边上那圈铜,不能露出来。露出来在生产线上就是氧化、短路的风险。

2、还有,FPC别搞盘中孔。硬板能做树脂塞孔,FPC做不了,中间那层基材太薄,塞不住。你非要打盘中孔,焊接的时候锡就从孔里漏下去,少锡、漏锡,一焊一个不吱声。

3、所有板内的非金属化孔、非金属化槽,都要和板外框统一放在同一个外形层里,这一层里别留任何多余的杂线、冗余图形,避免板厂CAM工程师整理资料时漏识别,导致这些孔槽没被激光切出来,直接整板报废。
下图就是槽孔与板框没有放在同一层,导致漏做了。

4、过孔也别排成一排。一排过去,板子一弯,应力全集中在一条线上,跟撕纸一个道理,沿着虚线就裂了。上下错开,或者左右错开,让它没有一条现成的断裂线。

5、板边要是有半孔,记住两个数:孔径要≥0.3mm,外径比内径大0.2mm以上。外径和内径差得太少,蚀刻完焊环就没了,成型的时候一刀切下去,焊盘直接切飞。
如下左图独立半孔焊环板内长度只有0.17mm,成型时焊盘容易被切掉。

1、线宽线距
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铜厚12um(0.33oz),线宽线距最小3/3mil,极限2/2mil;
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铜厚18um(0.5oz),3.5/3.5mil;
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铜厚35um(1oz),4/4mil。
2、独立焊盘,尤其是两面重叠的那种,千万别这样设计。FPC中间基材才25um,比纸厚不了多少,两面一夹,稍微受点力就脱落。老老实实做成阻焊膜压PAD的形式,让覆盖膜帮你压住。

3、线路少的地方,拐角容易撕。板边加防撕裂铜条,或者空旷区铺网格铜。网格铜别铺实心的,45度网格,线宽0.35mm,间距0.35mm,又软又抗撕。

4、贴片焊盘到线路,间距0.2mm以上。BGA焊盘到线,也是0.2mm以上。有人搞到0.1mm,工厂能给你蚀刻出来,但稍微一偏就短路,这不是设计,这是赌。

5、通孔焊盘,过孔外径比内径大0.2mm以上,插件孔外径比内径大0.4mm以上。有人过孔外径只比内径大0.1mm,蚀刻完孔内没铜,焊环也没了,整条线路全开路。

6、焊盘和走线相交的地方,加泪滴。不加,弯折的时候就从那个直角断。咱们硬板PCB有时候也会加。

7、大地敷铜,45度网格,别铺整块。整块铜在FPC上就是一块硬板,弯不了。

8、贴片焊盘,用SMD形式,阻焊定义PAD尺寸,阻焊开窗比线路焊盘小。FPC里叫压PAD设计,为的是让覆盖膜把焊盘边缘压住,不让它翘。


2、两个焊盘之间要保留阻焊桥,间距至少0.5mm以上。低于这个数,桥保不住。非要保,得上激光开窗,成本上去。

3、阻焊开窗到铜,至少0.15mm。换算一下,焊盘到覆铜要有0.2mm以上。


5、按键位和金手指区域,阻焊层开通窗,别留膜。留了膜,切割后贴不住,翘起来了。



1、补强上要有丝印,备注写清楚补强有丝印,下单选项选有丝印。不选,人家默认没有。


五、外形,规矩不多,但每条都硬
1、外形层只能有一个,GM1或GKO,留一个。板内非金属化孔的圆环、槽的框线,都放外形层。外形层不能有杂线,一根都不行。

2、FPC外形别设计内直角,别设计尖角。外形必须闭合,不能断开。断开的外形,工厂不知道怎么切。

3、单PCS最大板宽240mm,SET含工艺边最大250mm。超了,做不了。

4、焊盘离外形线至少0.2mm。太近,激光切割的碳粉会污染焊盘,或者得改模冲,成本不一样。


1、异形板别顺拼,选“嘉立创帮拼”中的“非常规人工帮拼”。

2、尺寸有两种
非SMT板,SET尺寸尽量有一边是79、119或240mm,长度190mm以内。
FPC加SMT板,拼板一条边强制选79、119或240mm,另一条边最低不小于70mm。有贴片焊盘的SET,长宽尽量200mm以内,最大长度不超过510mm。
3、有补强的板,四边加工艺边,板间距2mm。没补强的,最小1mm。灯条板可以0间距。

4、FPC不能V-CUT,不能用邮票孔。用连接点,设计成梯形,加防撕裂线。

5、拼版尽量提高板料利用率,省的是真金白银。
软板软,但有些地方需要硬。金手指要插拔,插件孔要受力,IC背面要平整。这些位置贴一块刚性板材,就是补强。
1、PI补强,插拔类金手指区域用。FR4,插件孔区域或者低端IC背面用。钢片,IC、BGA背面用,平整度好,但霍尔元件和插件孔不能用。


3、补强太窄贴不住。FR4最小宽度3mm,PI最小2mm,钢片最小1mm。有人钢片宽度不到1mm,工厂想贴都贴不上去。




7、辅料特殊要求标识清楚。3M胶撕手位、补强带手提位、两种补强叠加,都写明白。


8、电磁膜屏蔽电磁干扰,对阻抗影响大,板边可能导电。建议设计接地阻焊开窗,默认加2到3个1.0mm以上开窗。不接地可能吸收电磁波影响信号,务必打样验证。

1、板厚是总厚度,包含上下阻焊膜、基材绝缘层、所有铜厚。局部没覆铜或没阻焊膜,厚度会减薄。

2、FPC阻抗,用软件很难算准。参考嘉立创实际总结的经验线宽来设计。有阻抗要求,先打样验证,或者直接问嘉立创FPC工程师。

3、阻抗板下单要提供阻抗信息。嘉立创提供阻抗管控服务,下单时选是否需要。线宽线距、铜厚、基材介质厚度、覆盖膜厚度、材料介电常数、电磁膜,都影响阻抗。先打样验证OK,再批量。
说这么多,其实就一句话:FPC设计的核心是平衡性能和可制造性。
你画得出来,工厂做不出来,等于没画。你画得出来,工厂做得出来但良率低,成本就上去了。你画得出来,工厂做得出来,良率也高,那就很好。
嘉立创EDA专业版2.0及以上版本,支持FPC补强层设计,直接放置补强区域,设置材质、厚度,生成Gerber时自动同步补强信息,不用额外标注。
文章来源:硬件笔记本
