FPC 走线阻抗计算
PI基材 εr=3.4，铜厚 12/18/35μm，支持覆盖膜 Coverlay 修正
快速预设
Z₀ = (87/√(εr_eff+1.41)) × ln(5.98×H/(0.8×W+T))
εr_eff = (εr+1)/2 + (εr-1)/2×(1+12H/W)^(-0.5)
εr_eff = (εr+1)/2 + (εr-1)/2×(1+12H/W)^(-0.5)
μm
μm
εr_eff_cov = εr_eff×(1+0.12×T_cov/H)
Z₀_cov = Z₀/√(εr_eff_cov/εr_eff)
Z₀_cov = Z₀/√(εr_eff_cov/εr_eff)
Z₀ = (60/√εr) × ln(4×(H1+H2)/(0.67×π×(0.8×W+T)))
差分阻抗参数（可选）
μm
计算结果
特性阻抗 Z₀
50.0
Ω
εr_eff
2.45
Td (ps/mm)
5.21
目标范围
45~55Ω
差分阻抗 Zdiff
Zdiff
—
Ω
耦合系数 k
—
耦合强度
—
协议差分阻抗校验
| 协议 | 规范 | 当前值 | 结论 |
|---|---|---|---|
| 请先计算 Z0 | |||
协议匹配校验
MIPI单端 50Ω
MIPI差分 100Ω
USB差分 90Ω
LVDS差分 100Ω
阻抗在 ±10% 范围内，信号完整性良好。
集肤效应与高频损耗分析
δ = √(ρ/(π×f×μ₀)) ρ_Cu=1.72e-8 Ω·m, μ₀=4π×10⁻⁷ H/m
Rs = ρ/δ (表面电阻 Ω/sq) | α_c = 8.686×Rs/(2×Z₀×W) [dB/m]
Rs = ρ/δ (表面电阻 Ω/sq) | α_c = 8.686×Rs/(2×Z₀×W) [dB/m]
1 MHz100 MHz1 GHz10 GHz
集肤深度 δ
—
μm
铜厚/集肤深度 比值
—
T/δ（>3 良好）
导体损耗 α_c
—
dB/100mm
FPC 频率上限
—
GHz（α < 1dB/100mm）
导体损耗 vs 频率
差分对等长匹配
计算最大允许长度差和实际偏斜，Td 自动同步自模块一
输入参数
Gbps
ps/mm
mm
计算结果
UI (单位间隔)
222 ps
最大允许 Skew
33 ps
最大 ΔL
6.34 mm
实际 Skew
0.00 ps
实际偏斜在允许范围内 ✓
协议速查表
| 协议 | 速率 | UI | Max Skew | ΔL_max |
|---|---|---|---|---|
| MIPI D-PHY 4.5G | 4.5 Gbps | 222 ps | 33 ps | 5.1 mm |
| MIPI D-PHY 2.5G | 2.5 Gbps | 400 ps | 60 ps | 9.2 mm |
| USB3.2 Gen1 | 5.0 Gbps | 200 ps | 20 ps | 3.1 mm |
| USB2.0 HS | 480 Mbps | 2083 ps | 312 ps | 48 mm |
| LVDS | 655 Mbps | 1527 ps | 229 ps | 35 mm |
注：ΔL_max 基于 Td=6.5 ps/mm 计算。实际值以上方计算器为准。
连接器 Pin 映射检查
Face-to-Face vs Face-to-Back 差分对极性分析
配置
差分对定义
Pin 映射表
点击"生成映射表"查看
FPC 信号完整性预算（损耗）
导体损耗 + 介质损耗 + 连接器插损，PI tanδ=0.004
输入参数
mm
GHz
μm
Ω
损耗预算结果
αc 导体损耗
—
dB
αd 介质损耗
—
dB
连接器 IL
—
dB
总插损
—
dB
等待计算...
表面电阻 Rs
— mΩ/□
粗糙度因子 Rf
—
趋肤深度 δ
— μm
频率扫描损耗曲线 (0~15 GHz)
● αc 导体损耗
● αd 介质损耗
● 总插损
MIPI CSI-2 时序裕量
FPC 延迟、Clock-Data 偏斜、t_HS-SETTLE 窗口分析
输入参数
Gbps
ps/mm
mm
mm
mm
公式参考
T_fpc = L × Td
UI_ns = 1 / bitrate (ns)
t_HS_SETTLE_min = 85 + 6×UI_ns (ns)
t_HS_SETTLE_max = 145 + 10×UI_ns (ns)
clk_data_skew = |L_clk - L_data| × Td
ΔL_clk_data_max = 50 / Td (mm)
UI_ns = 1 / bitrate (ns)
t_HS_SETTLE_min = 85 + 6×UI_ns (ns)
t_HS_SETTLE_max = 145 + 10×UI_ns (ns)
clk_data_skew = |L_clk - L_data| × Td
ΔL_clk_data_max = 50 / Td (mm)
时序分析结果
FPC 总延迟 T_fpc
521 ps
= L × Td
Clock-Data 偏斜
0 ps
目标 <50 ps ✓
t_HS-SETTLE 最小
86.3 ns
85 + 6×UI_ns
t_HS-SETTLE 最大
147.2 ns
145 + 10×UI_ns
时序裕量充足，Clock-Data 偏斜在推荐范围内。
调整建议
等待计算...
最大 Clock-Data 长度差
ΔL_clk_data_max (推荐 <50 ps)
9.6 mm
= 50 ps / Td
连接器参考卡片
点击"套用预设"自动填充连接器映射模块参数
DF56C-26S-0.3V
Hirose Electric
Pin 数26 pin
间距 Pitch0.3 mm
接触方式Face-to-Back (ZIF)
插入损耗<0.5 dB @1GHz
额定电流0.3 A/pin
Face-to-Back：差分 P/N 极性反转！MIPI D-PHY 无法软件修复，需原理图交叉补偿。
FH26W-39S-0.3SHW
Hirose Electric
Pin 数39 pin
间距 Pitch0.3 mm
接触方式Face-to-Back (ZIF)
安装方向水平安装
FPC 厚度0.3 mm
Face-to-Back：所有信号镜像翻转，差分对 P/N 互换，需仔细核对原理图补偿。
AFC07-S40ECA-00
JST Sales America
Pin 数40 pin
间距 Pitch0.5 mm
接触方式Face-to-Face (双面接触)
插入损耗<0.3 dB @1GHz
锁紧方式ZIF 下接型
Face-to-Face：Pin 顺序不变，差分极性保持，设计友好。
503480-4000
Molex
Pin 数40 pin
间距 Pitch0.4 mm
接触方式Face-to-Face (ZIF)
工作温度-40°C ~ +85°C
额定电流0.5 A/pin
Face-to-Face：Pin 顺序保持，差分信号不反转，无需补偿。
BM20B-SRSS-TB
JST Sales America
Pin 数20 pin
间距 Pitch1.0 mm
接触方式差分专用 (SRSS)
插入损耗<0.2 dB @5GHz
阻抗100Ω 差分
专为差分高速信号设计，内置阻抗控制，推荐用于 USB3/PCIe 等高速场景。
DF37NB-30DS-0.4V
Hirose Electric
Pin 数30 pin
间距 Pitch0.4 mm
接触方式双面 FPC (DS)
插入损耗<0.5 dB @3GHz
锁紧方式ZIF 侧锁
双面 FPC 接触，接触可靠性高，适用于需要正反面同时导通的场景。
FPC 弯折半径与寿命估算
机械可靠性计算 · IPC-2223 + Minco 工程手册
FPC（柔性电路板）的机械可靠性由弯折半径和弯折寿命决定。机器人关节/摄像头模组的FPC设计中，弯折半径设置错误是最常见的可靠性失效原因。
模块A：最小弯折半径计算
μm
典型：coverlay 25μm + 铜 35μm + 基材 50μm + 背面结构
μm
1 oz = 35μm, 1/2 oz = 18μm, 2 oz = 70μm
mm
×
动态推荐 3.0，静态推荐 1.5
理论最小弯折半径（材料力学）
—
mm
IPC-2223 推荐最小
—
mm
铜箔弯曲应力
—
MPa（屈服 200 MPa）
模块B：弯折寿命估算
次/min
°C
°
U 形弯折 = 180°
次/天
预计弯折寿命
—
次
换算年限
—
年
R/T_Cu 比值
—
推荐 ≥100（动态）
⚡ 设计注意事项
- 动态 FPC 铜箔推荐：RA（退火轧制）铜，不用 ED（电解铜）
- 弯折区域禁止有过孔、焊盘、元件
- 弯折线必须与走线方向垂直（不得平行）
常用场景参考
| 应用场景 | 弯折频率 | 目标寿命 | 推荐 R/T 比 |
|---|---|---|---|
| 摄像头模组（固定） | 0（静态） | 1次安装 | ≥ 6 倍 |
| 手机折叠屏 | 100 次/天 | 20 万次 | ≥ 100 倍 |
| 机器人关节 | 60 次/分钟 | 100 万次 | ≥ 150 倍 |
| 打印机走纸 | 5 次/分钟 | 500 万次 | ≥ 200 倍 |
注：R = 弯折半径，T = FPC 总厚度。基于 IPC-2223 及 Minco 工程手册经验值。