FPC柔性板

PCB板的一種

柔性電路板(Flexible Printed Circuit Board)又稱“FPC柔性板”,是用柔性的絕緣基材製成的印刷電路,具有許多硬性印刷電路板不具備的優點。是以聚醯亞胺或聚酯薄膜為基材製成的一種具有高度可靠性,絕佳的可撓性印刷電路板。具有配線密度高、重量輕、厚度薄、彎折性好的特點。

產品介紹


柔板具良散熱焊及易裝連、綜合較低優,軟硬合設計程彌補柔基材元件承載略微足。柔印刷線板單、雙多層板之分。所採用的基材以聚醯亞胺覆銅板為主。此種材料耐熱性高、尺寸穩定性好,與兼有機械保護和良好電氣絕緣性能的覆蓋膜通過壓制而成最終產品。雙面、多層印製線路板的表層和內層導體通過金屬化實現內外層電路的電氣連接。柔性線路板的功能可區分為四種,分別為引線路 (Lead Line)、印刷電路 (Printed Circuit)、連接器 (Connector) 以及多功能整合系統 (Integration of Function),用途涵蓋了電腦、電腦周邊輔助系統、消費性民生電器及汽車等範圍。
質量、厚薄、彎曲摺疊優良備青睞…,質量檢測依靠測,且效率低。隨產業飛速展,板設計越越趨精、密化,傳統檢測足產需求,缺陷化檢測產業展必趨勢。 
柔()紀展航火箭技術展技術,聚脂薄膜聚醯亞胺基材制具靠,絕佳曲撓印刷,彎曲薄塑料片,嵌設計,窄限空堆嵌量精密元件,形彎曲撓。隨彎曲、折迭量,積,散熱,裝,衝破傳統互連技術。柔構,組材料絕緣薄膜、導粘劑。

組成材料


1、絕緣薄膜
FPC柔性板
FPC柔性板
絕緣薄膜形成了電路的基礎層,粘接劑將銅箔粘接至了絕緣層上。在多層設計中,它再與內層粘接在一起。它們也被用作防護性覆蓋,以使電路與灰塵和潮濕相隔絕,並且能夠降低在撓曲期間的應力,銅箔形成了導電層。
在一些柔性電路中,採用了由鋁材或者不鏽鋼所形成的剛性構件,它們能夠提供尺寸的穩定性,為元器件和導線的安置提供了物理支撐,以及應力的釋放。粘接劑將剛性構件和柔性電路粘接在了一起。另外還有一種材料有時也被應用於柔性電路之中,它就是粘接層片,它是在絕緣薄膜的兩側面上塗覆有粘接劑而形成。粘接層片提供了環境防護和電子絕緣功能,並且能夠消除一層薄膜,以及具有粘接層數較少的多層的能力。
絕緣薄膜材料有許多種類,但是最為常用的是聚醯亞胺和聚酯材料。在美國所有柔性電路製造商中接近80%使用聚醯亞胺薄膜材料,另外約20%採用了聚酯薄膜材料。聚醯亞胺材料具有非易燃性,幾何尺寸穩定,具有較高的抗扯強度,並且具有承受焊接溫度的能力,聚酯,也稱為聚乙烯雙苯二甲酸鹽(Polyethyleneterephthalate簡稱:PET),其物理性能類似於聚醯亞胺,具有較低的介電常數,吸收的潮濕很小,但是不耐高溫。聚酯的熔化點為250℃,玻璃轉化溫度(Tg)為80℃,這限制了它們在要求進行大量端部焊接的應用場合的使用。在低溫應用場合,它們呈現出剛性。儘管如此,它們還是適合於使用在諸如電話和其它無需暴露在惡劣環境中使用的產品上。聚醯亞胺絕緣薄膜通常與聚醯亞胺或者丙烯酸粘接劑相結合,聚酯絕緣材料一般是與聚酯粘接劑相結合。與具有相同特性的材料相結合的優點,在干焊接好了以後,或者經多次層壓循環操作以後,能夠具有尺寸的穩定性。在粘接劑中其它的重要特性是較低的介電常數、較高的絕緣阻值、高的玻璃轉化溫度和低的吸潮率。
2、導體
銅箔適合於使用在柔性電路之中,它可以採用電澱積(Electrodeposited簡稱:ED),或者鍍制。採用電澱積的銅箔一側表面具有光澤,而另一側被加工的表面暗淡無光澤。它是具有柔順性的材料,可以被製成許多種厚度和寬度,ED銅箔的無光澤一側,常常經特別處理后改善其粘接能力。鍛制銅箔除了具有柔韌性以外,還具有硬質平滑的特點,它適合於應用在要求動態撓曲的場合之中。
3、粘接劑
粘接劑除了用於將絕緣薄膜粘接至導電材料上以外,它也可用作覆蓋層,作為防護性塗覆,以及覆蓋性塗覆。兩者之間的主要差異在於所使用的應用方式,覆蓋層粘接覆蓋絕緣薄膜是為了形成疊層構造的電路。粘接劑的覆蓋塗覆所採用的篩網印刷技術。不是所有的疊層結構均包含粘接劑,沒有粘接劑的疊層形成了更薄的電路和更大的柔順性。它與採用粘接劑為基礎的疊層構造相比較,具有更佳的導熱率。由於無粘接劑柔性電路的薄型結構特點,以及由於消除了粘接劑的熱阻,從而提高了導熱率,它可以使用在基於粘接劑疊層結構的柔性電路無法使用的工作環境之中。

產前處理


在生產過程中,為了防止開短路過多而引起良率過低或減少鑽孔、壓延、切割等粗工藝問題而導致的FPC板報廢、補料的問題,及評估如何選材方能達到客戶使用的最佳效果的柔性線路板,產前預處理顯得尤其重要。
產前預處理,需要處理的有三個方面,這三個方面都是由工程師完成。首先是FPC板工程評估,主要是評估客戶的FPC板是否能生產,公司的生產能力是否能滿足客戶的制板要求以及單位成本;如果工程評估通過,接下來則需要馬上備料,滿足各個生產環節的原材料供給,最後,工程師對:客戶的CAD結構圖、gerber線路資料等工程文件進行處理,以適合生產設備的生產環境與生產規格,然後將生產圖紙及MI(工程流程卡)等資料下放給生產部及文控、採購等各個部門,進入常規生產流程。

生產流程


雙面板制
開料→ 鑽孔→ PTH → 電鍍→ 前處理→ 貼干膜 → 對位→曝光→ 顯影 → 圖形電鍍 → 脫膜 → 前處理→ 貼干膜 →對位曝光→ 顯影 →蝕刻 → 脫膜→ 表面處理 → 貼覆蓋膜 → 壓制 → 固化→ 沉鎳金→ 印字元→ 剪切→ 電測 → 沖切→ 終檢→包裝 → 出貨
單面板制
開料→ 鑽孔→貼干膜 → 對位→曝光→ 顯影 →蝕刻 → 脫膜→ 表面處理 → 貼覆蓋膜 → 壓制 → 固化→表面處理→沉鎳金→ 印字元→ 剪切→ 電測 → 沖切→ 終檢→包裝 → 出貨

特性


1、短:組裝工時短
所有線路都配置完成。省去多餘排線的連接工作
2、小:體積比PCB小
可以有效降低產品體積。增加攜帶上的便利性
3、輕:重量比 PCB (硬板)輕
可以減少最終產品的重量
4、薄:厚度比PCB薄
可以提高柔軟度。加強再有限空間內作三度空間的組裝

種類


1、單面板 採用單面PI敷銅板材料於線路完成之後,再覆蓋一層保護膜,形成一種只有單層導體的軟性電路板。 2、普通雙面板 使用雙面PI板敷銅板材料於雙面電路完成後,兩面分別加上一層保護膜,成為一種具有雙層導體的電路板。 3、基板生成單面板 使用純銅箔材料在電路製程中,分別在先後在兩面各加一層保護膜,成為一種只有單層導體但在電路板的雙面都有導體露出的電路板。 4、基板生成雙面板 使用兩層單面PI敷銅板材料中間輔以在特定位置開窗的粘結膠進行壓合,成為在局部區域壓合,局部區域兩層分離結構的雙面導體線路板以達到在分層區具備高撓曲性能的電路板

優缺點


1、優點: (1)可以自由彎曲、卷繞、摺疊,可依照空間布局要求任意安排,並在三維空間任意移動和伸縮,從而達到元器件裝配和導線連接的一體化; (2)利用FPC可大大縮小電子產品的體積和重量,適用電子產品向高密度、小型化、高可靠方向發展的需要。因此,FPC柔性板在航天、軍事、移動通訊、手提電腦、計算機外設、PDA、數字相機等領域或產品上得到了廣泛的應用; (3)FPC柔性板還具有良好的散熱性和可焊性以及易於裝連、綜合成本較低等優點,軟硬結合的設計也在一定程度上彌補了柔性基材在元件承載能力上的略微不足。
2、缺點: (1)一次性初始成本高 由於軟性PCB是為特殊應用而設計、製造的,所以開始的電路設計、布線和照相底版所需的費用較高。除非有特殊需要應用軟性PCB外,通常少量應用時,最好不採用。 (2)軟性PCB的更改和修補比較困難 軟性PCB一旦製成后,要更改必須從底圖或編製的光繪程序開始,因此不易更改。其表面覆蓋一層保護膜,修補前要去除,修補后又要復原,這是比較困難的工作。 (3)尺寸受限制 軟性PCB在尚不普及的情況下,通常用間歇法工藝製造,因此受到生產設備尺寸的限制,不能做得很長,很寬。 (4)操作不當易損壞 裝連人員操作不當易引起軟性電路的損壞,其錫焊和返工需要經過訓練的人員操作.

名片


FPC柔性板具有節省空間、減輕重量及靈活性高等諸多優點,全球對柔性線路板的需求正逐年增加。柔性線路板獨有的特性使其在多種場合成為剛性線路板及傳統布線方案的替代方式,同時它也推動了很多新領域的發展,成長最快的部份是計算機硬碟驅動器(HDD)內部連接線,成長速度位居第二的領域是新型集成電路封裝,柔性線路技術在便攜設備(如行動電話)中的市場潛力非常大。

分類


按照基材和銅箔的結合方式劃分,柔性電路板可分為兩種:有膠柔性板和無膠柔性板。其中無膠柔性板的價格比有膠的柔性板要高得多,但是它的柔韌性、銅箔和基材的結合力、焊盤的平面度等參數也比有膠柔性板要好。所以它一般只用於那些要求很高的場合,如:COF(CHIP ON FLEX,柔性板上貼裝裸露晶元,對焊盤平面度要求很高)等。由於其價格太高,目前在市場上應用的絕大部分柔性板還是有膠的柔性板。由於柔性板主要用於需要彎折的場合,若設計或工藝不合理,容易產生微裂紋、開焊等缺陷。

結構


按照導電銅箔的層數劃分,分為單層板、雙層板、多層板、雙面板等。單層板的結構:這種結構的柔性板是最簡單結構的柔性板。通常基材+透明膠+銅箔是一套買來的原材料,保護膜+透明膠是另一種買來的原材料。首先,銅箔要進行刻蝕等工藝處理來得到需要的電路,保護膜要進行鑽孔以露出相應的焊盤。清洗之後再用滾壓法把兩者結合起來。然後再在露出的焊盤部分電鍍金或錫等進行保護。這樣,大板就做好了。一般還要衝壓成相應形狀的小電路板。也有不用保護膜而直接在銅箔上印阻焊層的,這樣成本會低一些,但電路板的機械強度會變差。除非強度要求不高但價格需要盡量低的場合,最好是應用貼保護膜的方法。雙層板的結構:當電路的線路太複雜、單層板無法布線或需要銅箔以進行接地屏蔽時,就需要選用雙層板甚至多層板。多層板與單層板最典型的差異是增加了過孔結構以便連結各層銅箔。一般基材+透明膠+銅箔的第一個加工工藝就是製作過孔。先在基材和銅箔上鑽孔,清洗之後鍍上一定厚度的銅,過孔就做好了。之後的製作工藝和單層板幾乎一樣。雙面板的結構:雙面板的兩面都有焊盤,主要用於和其他電路板的連接。雖然它和單層板結構相似,但製作工藝差別很大。它的原材料是銅箔,保護膜+透明膠。先要按焊盤位置要求在保護膜上鑽孔,再把銅箔貼上,腐蝕出焊盤和引線后再貼上另一個鑽好孔的保護膜即可。
FPC柔性板
FPC柔性板

用途


FPC柔性板主要應用於電子產品的連接部位,比如手機排線,液晶模組等,相比硬板,它體積更小,重量更輕,可以實現彎折撓曲,立體三維組裝等好處。一般大部分的軟板都要貼元器件。

發展前景


FPC未來要從四個方面方面去不斷創新,主要在:
1、厚度。FPC的厚度必須更加靈活,必須做到更薄;
2、耐折性。可以彎折是FPC與生俱來的特性,未來的FPC耐折性必須更強,必須超過1萬次,當然,這就需要有更好的基材;
3、價格。現階段,FPC的價格較PCB高很多,如果FPC價格下來了,市場必定又會寬廣很多。
4、工藝水平。為了滿足多方面的要求,FPC的工藝必須進行升級,最小孔徑、最小線寬/線距必須達到更高要求。