翻盖手机转轴FPC结构设计注意事项

出处:cnchip 发布于:2010-11-02 16:23:41

     FPC 是比较脆弱的零件,如果设计不得当很容易发生断裂,例如在折叠手机中用来连接 LCD与主板的 FPC 就会经常发生此问题。下面我们就一般普通的折叠手机的连接主板与 LCD 的FPC 来说明一下: 对于结构来说,我们关心的是 FPC 的外型。在保证功能实现的前提下,尽量窄、薄,不然在手机B/C 件FPC 过孔的地方很容易与壳子刮擦而断裂。

  FPC 设计时的宽与 pin 线宽、线间距及 pin 数有关(pin 数又是根据实现的功能及选用的connector pin数由HW来定的),pin数多了自然就要做宽,或者用双面板取代单面板来减少宽度,当然厚度势必会有所增加。而pin线宽与pin间距则根据厂家的实力不同做的也有所不同,目前一般厂家都可以做到 0.1mm。由于受手机整机厚度、转轴、B/C 件 FPC过孔的限制,FPC 宽度一般会设计成 3 或 3.5mm(如果按 3.5mm 算,两边边缘的走线距FPC 边缘分别 0.4mm,按线宽和线间距都是 0.1mm 来算,这样下来,每层板可以布 13 根线左右),厚度为 0.2 或 0.3mm(FPC 为 2+2 或 3+2 结构)。

  至于 FPC 的长度问题,因为FPC 有较好的挠性,很好的弯折性,长度可以留有余量,没有必要完全精密计算。如果设计过长了,待样品做出来做完翻折实验后再根据分析结果可以适量逐渐减短。如果一开始就设计短了,在手机翻盖开合的时候,很容易造成把FPC 从connector里拽出来、与 PCB或 B2B connector 脱焊甚至把FPC 扯断等。 在设计FPC外型的时候,还要注意拐角的半径,一般内拐角的半径为R1(如果太小,在刀具加工FPC外型以及内部走线的时候会有问题,且走线应尽量远离内拐角),外拐角半径为R3或 R4。

  另外,很重要的一点,我们在设计FPC 外型的时候,注意与B/C 件以及过孔的间隙。在 B/C件壁厚、强度都已满足的情况下,尽量留多些空间给 FPC,由于 FPC 要在这些地方通过,并随着手机翻盖开合做摆动运动,加上 FPC 本身比较脆弱,这个地方也是 FPC 容易出问题的地方,很容易使 FPC 与壳体刮擦,不但翻盖旋转时会有声响,而且时间久了会使 FPC断裂而影响寿命。这个地方的设计是我们设计的重中之重。 ,希望大家在用Pro/E设计FPC 的时候,用钣金模块而不是用part-solid模块,因为在钣金模块里,FPC 可以做出与实际情况为接近的 FPC 外型,折弯与展平都很容易,而且便于修改,能真实的模拟出 FPC在过孔里的理论真实位置。

  注意:以上设计所涉及内容仅仅是针对结构设计而言,一些与硬件相关的指标在这里没有提及,在做设计的时候,也要配合硬件一起与厂家沟通以做出完美的设计。

  翻盖手机结构设计时 FPC常见问题:

  在我们所关心的FPC寿命问题中,除了FPC两端与 PCB 板或connector 的连接产生问题外,对于FPC 的终严重的后果就是——断裂。 而为了防止 FPC 在使用一段时间后断裂,就要尽量去排除 FPC 在翻折过程中碰到的问题。下面所述的就是我们常见问题及常用解决办法:

  1.   FPC与壳体有刮擦。

  (1)可以让模厂做一些透明的壳子,装好整机后观察 FPC在过孔里的运动状态,找到 FPC与壳体的干涉位置,通过改变 FPC 长度等以解决该问题。

  (2)古老的一个方法,就是在还没有FPC 样品的时候,我们可以把FPC 2D图纸用纸1:1 打印出来(纸要尽量硬一些),剪出外型,小心装到手机里,代替 FPC 发现并分析解决问

  题。或者让厂家做一些没有走线、只有外形的FPC毛坯样品,装到手机里分析。

  (3)可以在FPC 上与孔径接触的地方贴一层泡棉,这样转动的时候壳体不会直接 与 FPC 接触,从而减小对 FPC 的损害以增加其寿命。但此方法有种治标不治本的感觉,还是从设计本身找原因以做到真正解决。

  (4)为避免FPC 与壳体有刮擦,国外常有做法是把壳内装一根铁轴,FPC固定到 铁轴上,避免开合翻盖时FPC 与壳体碰撞,磨擦。

  (5)现在很多翻盖+旋转的手机,在选用 FPC时首先考虑将 FPC 绕在轴上(上述 方法4),或者干脆采用coaxial cable同轴电缆线代替 FPC,以避免FPC 易扭曲,断裂等问题的发生。

  2.在翻折过程中FPC 有异响。

  (1)FPC在轴孔中长度超过了孔径(合盖时,并无干涉),但是在翻开到一定角度时,FPC会有一个扭动的过程,它会碰上孔的内壁,我们就能听到异响。常用解决办法为减小 FPC长度,以确保翻折时不与内壁刮擦且能正常工作;

  (2)FPC 本身是多层,而且与孔的内壁在合盖时就已经干涉,所以在翻盖时,始终能听到异响。我们可以让厂商用胶带把多层绑紧或用胶粘在一起看似一层,但在绕折部分不要粘在一起,保留多层结构。同时也可以减小FPC 长度。 以上针对 FPC 与壳体有刮擦和 FPC 有异响的讨论,有很多时候是同时存在的,解决方法也是并存的。 以上分析仅仅为常见的问题分析及解决办法,在将来的工作中可能会碰到更多的问题及解决办法,再逐步完善该资料。

  注:以上讨论仅为结构上问题,不包括FPC 对天线、RF 性能以及屏蔽等硬件问题



  

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