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手機(jī)FPC之翻蓋手機(jī)轉(zhuǎn)軸FPC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

2017-02-28 11:49

FPC是比較脆弱的零件,如果設(shè)計(jì)不得當(dāng)很容易發(fā)生斷裂,例如在折疊手機(jī)中用來連接LCD與主板的手機(jī)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(jī)的連接主板與LCD的FPC來說明一下:對于結(jié)構(gòu)來說,我們最關(guān)心的是FPC的外型。在保證功能實(shí)現(xiàn)的前提下,盡量窄、薄,不然在手機(jī)B/C件FPC過孔的地方很容易與殼子刮擦而斷裂。

FPC設(shè)計(jì)時的寬與pin線寬、線間距及pin數(shù)有關(guān)(pin數(shù)又是根據(jù)實(shí)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(dāng)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(shí)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(jī)整機(jī)厚度、轉(zhuǎn)軸、B/C件FPC過孔的限制,F(xiàn)PC寬度一般會設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu))。

至于FPC的長度問題,因?yàn)镕PC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(jì)算。如果設(shè)計(jì)過長了,待樣品做出來做完翻折實(shí)驗(yàn)后再根據(jù)分析結(jié)果可以適量逐漸減短。如果一開始就設(shè)計(jì)短了,在手機(jī)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(shè)計(jì)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(yīng)盡量遠(yuǎn)離內(nèi)拐角),外拐角半徑為R3或R4。

另外,很重要的一點(diǎn),我們在設(shè)計(jì)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(qiáng)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(jī)翻蓋開合做擺動運(yùn)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(zhuǎn)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(shè)計(jì)是我們設(shè)計(jì)的重中之重。最后,希望大家在用Pro/E設(shè)計(jì)FPC的時候,用鈑金模塊而不是用part-solid模塊,因?yàn)樵阝k金模塊里,F(xiàn)PC可以做出與實(shí)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(shí)的模擬出FPC在過孔里的理論真實(shí)位置。

注意:以上設(shè)計(jì)所涉及內(nèi)容僅僅是針對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言,一些與硬件相關(guān)的指標(biāo)在這里沒有提及,在做設(shè)計(jì)的時候,也要配合硬件一起與廠家溝通以做出最完美的設(shè)計(jì)。

翻蓋手機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時FPC常見問題:

在我們所關(guān)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(yán)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。

(1)可以讓模廠做一些透明的殼子,裝好整機(jī)后觀察FPC在過孔里的運(yùn)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。

(2)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(jī)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(jī)里分析。

(3)可以在FPC上與孔徑接觸的地方貼一層泡棉,這樣轉(zhuǎn)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(biāo)不治本的感覺,最好還是從設(shè)計(jì)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。

(5)現(xiàn)在很多翻蓋+旋轉(zhuǎn)的手機(jī),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(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)上問題,不包括FPC對天線、RF性能以及屏蔽等硬件問題

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