首先在講述電容屏FPC設(shè)計的時候,我們先來認(rèn)識一些名詞以及一些平臺。
FPC,其實就是柔性電路板(Flexible Printed Circuit Board)又稱“軟板”,是用柔性的絕緣基材制成的印刷電路。這種線路板設(shè)計對于觸控行業(yè)來說是比較要注意的。
在設(shè)計電容屏FPC的時候我們一般講述的比較多的就是電容,比如盡量減少寄生電容,提高信噪比,減小干擾等。那干擾是什么呢?這里就需要大家了解下高頻的電路的知識,關(guān)于高頻電路知識,在下講中做專門講述------講述高頻電路分析與ESD防護(hù)。
什么是寄生電容?什么是信噪比?什么是共模干擾?首先我們先了解下電容屏的基本原理以及類型。電容屏就是利用微小電流的變化量經(jīng)過一系列的濾波,放大等處理后對信號AD后形成的數(shù)據(jù)經(jīng)過復(fù)雜的運算得出坐標(biāo)的過程,其中電容屏分自容與互容。設(shè)計的時候如果線路在上下重疊的時候就容易產(chǎn)生寄生電容,降低信噪比。從而影響用戶體驗。
寄生電容就是本來沒有在那個地方設(shè)計電容,但由于布線構(gòu)之間總是有互容,互感就好像是寄生在布線之間的一樣,一般是指電感,電阻,芯片引腳等在高頻情況下表現(xiàn)出來的電容特性。信噪比就是即放大器的輸出信號的電壓與同時輸出的噪聲電壓的比。共模干擾是在信號線與地之間傳輸,屬于非對稱性干擾。
好,我們了解了這些,上幾節(jié)課已經(jīng)講述了結(jié)構(gòu)的設(shè)計,在軟件使用上,一般二維的設(shè)計使用CAD就滿足了,其實方案商家那邊三維的外殼設(shè)計一般使用preo。那么fpc設(shè)計使用什么軟件工具呢?其他它跟PCB設(shè)計的工具是一樣的,一般使用:Protel 99 SE Altium Designer PADS等軟件,這里只列舉常用的軟件中的一款。Altium Designer我個人比較推崇,因為它比較簡單高效,對fpc設(shè)計恰到好處。有些喜歡使用PADS,關(guān)于使用什么工具具體看個人的喜好了。每一個軟件都懂得如何操作全那是最好的,但是必須要精通其中一款,方能勝任工作。
下面我們開始構(gòu)思,如何設(shè)計fpc。在上邊的基礎(chǔ)知識之上,我們知道觸控電路是工作高頻狀態(tài)的,通過IO口獲取信息,為了更好得到更好的數(shù)據(jù),fpc的設(shè)計很重要,首先我先了解fpc的設(shè)計流程,fpc生產(chǎn)的基本工藝與制程,對于設(shè)計是很有好處的,讓你的設(shè)計得心應(yīng)手。
設(shè)計fpc,第一步就是導(dǎo)入結(jié)構(gòu)工程師繪制好的fpc外形,然后利用原理圖中引入的封裝,直接導(dǎo)入pcb界面,就完成了設(shè)計的第一步。接著就是布局,如何布局呢?不管是哪家的方案,凡是電源管腳比如VDD,AVDD,VIO等管腳上的電容,二極管都需要盡可能靠近IC,靠近多少呢?這個就需要了解fpc 的制造工藝與流程了,一般是0.6mm---0.8mm具體看你的供應(yīng)商的制程水平。電容電阻一般選用0402的封裝,接著就是布局其他的元器件,一般觸控電路的外圍元器件都少于10個,種類上無非就是電容,電阻,二極管,TVS管,磁珠,以及晶振與LDO。不過2012年以后外圍元器件只有電容,電阻,二極管,TVS管,磁珠,二極管了。TVS管主要是起到保護(hù)芯片提高抗ESD的作用,所以必須靠近需要保護(hù)的元器件,比如靠近IC。在布局元器件方面一般還要(邊緣)注意元器件焊盤之間之間需要保持0.5mm以上的距離,具體看供應(yīng)商的制程能力,離外圍需要保持0.6—0.8mm的距離,具體看供應(yīng)商的制程能力,布局需美觀大方,力保走線交錯最少。
布局好了以后,我們需要走線,講述走線前我們需要了解下走線的寬度等,下面我提供一些參考數(shù)據(jù),是目前上市場主流的制程:
元器件上一般采用使用0402的封裝,其中兩個焊盤之間至少需要0.5mm,過孔與過孔,過孔與焊盤至少0.1mm,過孔離邊緣至少0.5mm,走線寬度0.07mm以上,線距也在0.7mm以上,IC管腳焊盤離元器件至少0.6mm以上。非信號線走線寬度建議至少0.1mm以上,其中GND,VDD等電源線在0.2mm以上。鋪銅網(wǎng)格,45度,一般是0.15mm與0.45mm,具體根據(jù)需求定。在增補(bǔ)淚滴方面建議補(bǔ)線性淚滴,軟件中最低設(shè)置0.1mm的間距再加補(bǔ)淚滴。走線盡量短,均勻,拐彎的地方盡量走弧形線或者是45度走線。以上的制程是通常的,有些極端的案子估計需要走4層板子,尤其是win8等大屏的案子,單層多點等走線,有時候走線寬度可能達(dá)到0.05mm,具體看供應(yīng)商的制程能力。在目前一些MID的COB設(shè)計上一般是走排線的方式,盡快走線寬度大些能降低對供應(yīng)商的考究,為了保持fpc的柔軟性,在鋪銅上建議使用0.1mm與0.6mm的網(wǎng)格鋪設(shè)。
走線的時候也需要看下是什么芯片方案,一般都是GND包住X與Y,但是有些方案是家dummy線的,這個需要注意,但是一般都是接GND的,目前比較明顯的就是pixcir是加dummy不加地線。接著就是注意下,可以的增加防撕銅,以及注意檢查下壓合的焊盤的正面還是反面,具體需要看下結(jié)構(gòu)是什么結(jié)構(gòu)的,是GG,還是GF,雙層還是單層?
好繪制fpc完成了以后,再檢查下,彎折區(qū)是否加了過孔,一般是不允許的,絲印放好了么?淚滴增補(bǔ)ok不,還有飛線么?ESD設(shè)計注意的設(shè)計考慮了么?(這個做專題以后講述)接口電壓是內(nèi)部供電的設(shè)計還是外部供電的設(shè)計?等一些信息,如ok了就可以生成gerben文件,交付工廠進(jìn)行fpc生產(chǎn)了。
其實fpc設(shè)計是非常簡單的設(shè)計,需要熟悉軟件的操作,以及良好的設(shè)計習(xí)慣與電子專業(yè)的一些背景知識,不過想設(shè)計出高質(zhì)量的fpc,那就需涉及很多的電子知識了,所以真正能設(shè)計出好的設(shè)計還是需要好好總結(jié)以及好好結(jié)合量產(chǎn)案子分析,掌握一定的高頻電子知識方是上上之策。