高速FFC及其連接器的設計與應用.pdf

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1、 -高速高速FFCFFC及其連接器的設計與應用及其連接器的設計與應用 報告人：林宗彪報告人：林宗彪報告日期：報告日期：2023.12.082023.12.08筆記本內部高速互聯技術挑戰與解決方案筆記本內部高速互聯技術挑戰與解決方案目錄目錄C O N T E N T S01高速高速FFCFFC的結構設計的結構設計FFCFFC在高速傳輸中的結構優勢在高速傳輸中的結構優勢02030405 產業背景及公司的產品產業背景及公司的產品 FFCFFC和和FPCFPC的制造工藝的制造工藝高速高速FFCFFC連接器的結構設計連接器的結構設計06FFCFFC連接方案的應用連接方案的應用產業背景及公司的產品產業背景

2、及公司的產品01014 在現代電子產業中，柔性扁平電纜FFC（Flexible Flat Cable）由于其柔軟、輕薄、價格低廉等特性，被廣泛應用于狹小空間內的電源和數據信號傳輸。在屏幕、移動設備、汽車顯示屏等領域都有著廣泛的應用。隨著智能手機、平板電腦等移動設備運行速度的不斷提升，FFC的高速傳輸性能也在不斷提升。一、產業一、產業背景背景及公司的產品一、一、產業背景及公司的產品得潤的連接器產品覆蓋比較廣，尤其在電腦、服務器等領域均可提供比較完整的配套產品和解決方案。臺式電腦連接器筆記本電腦連接器服務器連接器工業連接器FPC軟硬結合板汽車連接器4得潤經過多年的自主研發沉淀，逐漸形成了以下列產品

3、形態為代表的多種類FFC產品。產品規格：最小間距可做到0.4mm。普通線普通線單面屏蔽線單面屏蔽線雙面屏蔽線雙面屏蔽線分條線分條線組合線組合線一出多頭線一出多頭線焊接線焊接線PIPI膜線膜線（低壓低速連接）（612Gbps的信號連接）（816Gbps的信號連接）（特殊需求應用）（屏端背光模組連接）（降低連接器插頭數量）（替代極細同軸線、FPC）（可耐260度高溫）一、一、產業背景及公司的產品5FFCFFC及及FPCFPC的制造工藝的制造工藝介紹介紹0202帶槽的間距輪將銅導體間距排列絕緣膜打孔，熱貼合銅帶，烘烤熟化銅帶導體原材料二、二、FFC及FPC的制造工藝介紹6二、二、FFC及FPC的制造

4、工藝介紹7類別電路成型絕緣膜貼附外形加工成本FFC材料卷狀扁平銅導線卷狀絕緣膠膜/低(比FPC便宜30%70%）設備貼合機貼合機、烤箱分條機、沖切機加工采用帶槽的間距輪，將銅導體按需求的間距隔開絕緣膜打孔，將打孔后的絕緣膜與扁平導體進行熱貼合，然后烘烤熟化。對分支進行分條、沖切，然后對分支進行折角FPC材料片狀單面覆銅板（一層PI膠膜覆合一層銅箔）片狀絕緣膜/高設備覆膜機、曝光機、顯影機、蝕刻機打孔機、真空層壓機、烤箱模切機加工銅箔表面覆合感光油墨，曝光、顯影、蝕刻，形成所需電路后，再去掉線路表面的感光油墨片狀絕緣膜打孔，將打孔后的絕緣膜與電路熱壓合，然后烘烤熟化。使用模切機沖切外形二、二、F

5、FC及FPC的制造工藝介紹FFCFFC與與FPCFPC的制造差異比較：的制造差異比較：8高速高速FFCFFC的的結構設計結構設計0303單面屏蔽單面屏蔽導體:T50um*W220um高頻熱熔膠:31um絕緣介質:130um鋁箔:9um補強板:100um高頻熱熔膠:31um絕緣介質:130um鋁箔:9um雙面屏蔽雙面屏蔽導體:T50um*W260um高頻熱熔膠:31um絕緣介質:130um補強板:100um高頻熱熔膠:31um絕緣介質:130um鋁箔:9um絕緣材質DKDF絕緣介質2.22.40.0010.004高頻膠純膠2.22.40.0010.003加阻燃劑 2.40.0040.005低DF

6、的絕緣介質材料可做到0.0002三、高速三、高速FFC的結構設計9屬性屬性量產產品量產產品開發中開發中Insulation materialsPET+F.R.low rPolyolefinPET+F.R.lower rPolyolefinDk/Df2.3/0.0042.2/0.00021IL dB/inch10GHz16GHz-0.33-0.47-0.10-0.15Conductor structureFlat conductorSame size(S&G)Round conductorG can be smallerConductor pitchEqual(S-S;S-G)Configura

7、bleAppearance 三、高速三、高速FFC的結構設計未來更高速度未來更高速度FFCFFC的研究開發方向與挑戰：的研究開發方向與挑戰：挑戰一：更低介電常數和損耗的絕緣膜材料挑戰二：更優的結構設計和加工工藝10FFCFFC在高速傳輸中的結構優勢在高速傳輸中的結構優勢0404雙面屏蔽FFC多層FPC(3層以上）絕緣膠：銅導體：絕緣介質：金屬箔屏蔽層：FPC的銅線是印刷蝕刻工藝，信號層與參考層加工工藝一樣，疊層之間間距小，銅線很細，損耗大。FFC的銅導體是銅線粘合工藝，絕緣介質和參考層距離都比較容易調整，銅導體厚度可以做得比較厚，損耗小。四四、FFC在高速傳輸中的結構優勢11雙層電路導體電阻：

8、1.748 FPCFPCFFCFFC導體電阻：0.19 四層電路導體電阻：3.51 小結：FFC線路導體橫截面積比較大，體積阻抗小，通流能力更高，而且特性阻抗通過外加的皮膜控制也比較容易。FPC多層蝕刻線路，層疊間距小，為了控制特性阻抗，trace線做得比較細，層數越多越細。四四、FFC在高速傳輸中的結構優勢12FFC是銅線貼合的，不管成品怎么彎折，所有線長完全一致,信號傳輸無時延問題FPC線路是蝕刻工藝，蝕刻邊沿粗糙，線體寬度誤差大，信號傳輸損耗大。FPC路路是蝕刻成型，線路等長設計比較困難，信號傳輸有時延。銅線是壓延切割而成，表面和邊沿都非常整齊光滑線路等長：線路等長：線路導體整齊光滑：線

9、路導體整齊光滑：FFC線路等長較難實現：線路等長較難實現：線路導體粗糙，線體寬窄誤差大：線路導體粗糙，線體寬窄誤差大：FPC四四、FFC在高速傳輸中的結構優勢13FFCFFCFPCFPC四四、FFC在高速傳輸中的結構優勢結論：在相近線長下，結論：在相近線長下，FFCFFC高速傳輸高速傳輸能力可以達到能力可以達到FPCFPC的的2 2倍以上。倍以上。1419TBT 4 spec lineCable Length:mm四四、FFC在高速傳輸中的結構優勢結論：結論：500mm500mm長的長的FFCFFC可完全滿足可完全滿足TBT4TBT4的傳輸損耗要求，并且還有相當的余量。的傳輸損耗要求，并且還有

10、相當的余量。高速高速FFCFFC連接器的結構設計連接器的結構設計0505NEXTFEXT屏蔽層沒有接地NEXTFEXT兩面屏蔽層均良好接地結論：屏蔽層雙面良好接地串音改善非常明顯，接地數量要盡可能多一些，能通過短接GND端子返回則最好。五、高速五、高速FFC連接器的結構設計屏蔽層返回路徑的考量16傳統FFC連接器結構設計高速FFC連接器結構設計下排信號端子上排GND端子一排端子Bottom pin for high speedTOP pin for GND shielding.屏蔽鋁箔全包背面鋁箔與上排GND端子接觸五、高速五、高速FFC連接器的結構設計17后掀塑膠蓋二次鎖扣二次鎖扣防止FFC

11、松脫二次鎖扣五、高速五、高速FFC連接器的結構設計二次鎖高可靠連接：1824Deren ConfidentialRLImpedanceNEXTFEXT結論：滿足TBT4信號傳輸要求。五、高速五、高速FFC連接器的結構設計FFCFFC連接方案的應用連接方案的應用0606同軸線高速FFCFPC六、六、FFC連接方案的應用機內筆記本MIPI cable：21電視機內單面屏蔽FFC應用平板雙面屏蔽FFC應用機內高速IO連接：六、六、FFC連接方案的應用22機內筆記本電腦CPU與GPU之間的FFC連接方案：0.4mm pitch雙面屏蔽FFC六、六、FFC連接方案的應用23立式母座連接器：機內高電流密度

12、應用：雙層FFC連接。六、六、FFC連接方案的應用臥式公頭FFC：連接組件：201.5米 HDMI2.0 6Gbps1.0米 USB3.1 10Gbps1.0米 VBO 7.8Gbps六、六、FFC連接方案的應用機外線應用（電源/信號/高速數據多合一傳輸線）：24預成形Shaping wires壓接剖面Crimp cross section符合USCAR-21標準Following USCAR-21 standard壓接Crimp高可靠性連接的工業及汽車應用：線對線連接。六、六、FFC連接方案的應用端子壓接FFC產品25將FFC分切后進行扎線，組裝應用時可以任意轉向機器人旋轉監控設備六、六、FFC連接方案的應用特殊應用場景：運動轉向。26一頭轉多頭連接應用：在工業、電動汽車等領域取代傳統線束。六、六、FFC連接方案的應用27得潤公眾號得潤官網電話：+86-755-33260000傳真：+86-755-33260333地址：深圳市光明區鳳凰街道匯通路269號深圳市得潤電子深圳市得潤電子股份有限公司股份有限公司S H E N Z H E N D E R E N E L E C T R O N I C C O.,L T D.