基本介紹
- 中文名：柔性電路板
- 外文名：Flexible circuit board
- 類型：PCB板的一種
- 簡稱：軟板、FPC
- 特點：重量輕、厚度薄等
概述,組成材料,產前處理,生產流程,雙面板制,單面板制,特性,基本結構,優缺點,發展前景,
概述
柔性電路板(FlexiblePrintedCircuit，FPC)，又稱軟性電路板、撓性電路板，其以質量輕、厚度薄、可自由彎曲摺疊等優良特性而備受青睞…，但國內有關FPC的質量檢測還主要依靠人工目測，成本高且效率低。而隨著電子產業飛速發展，電路板設計越來越趨於高精度、高密度化，傳統的人工檢測方法已無法滿足生產需求，FPC缺陷自動化檢測成為產業發展必然趨勢。
柔性電路(FPC)是上世紀70年代美國為發展航天火箭技術鴉設員發展而來的技術，是以聚脂薄膜或聚醯亞胺為基材製成的一種具有高度可靠性，絕佳曲撓性的印刷電路，通過在可彎曲的輕薄塑膠片上，嵌入電路設計，使在窄小和有限空間中堆嵌大量精密元件，從而形成可彎曲的撓性電路。此種電路可隨意彎曲、折迭重量輕，體積小，散熱性好，安裝方便，衝破了傳統的互連技術。在柔性電路的結構中，組成的材料是是絕緣薄膜、導體和粘接劑。
組成材料
1、絕緣薄膜
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。
柔性電路板
柔性電路板在一些柔性電路中，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。另外還有一種材定煮悼拘料有時也被套用於柔性電路之中，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。聚醯亞胺材去蒸姜料具有非易燃性，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，背臘但是不耐高溫。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套用場項坑樂合的使用。在低溫套用場合，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，在乾焊接好了以後，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。採用電澱積的銅箔姜辨屑雅一側表面具有光澤，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，常常經特別處理後改善其粘接能力。鍛制銅箔除了具有柔韌性以外，還具有硬質平滑的特點，它適合於套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套用方式，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。它與採用粘接臘循戀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線路資料等工程檔案進行處理，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→ 貼乾膜 → 對位→曝光→ 顯影 → 圖形電鍍 → 脫膜 → 前處理→ 貼乾膜 →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→ 剪下→ 電測 → 沖切→ 終檢→包裝 → 出貨
單面板制
開料→ 鑽孔→貼乾膜 → 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→ 剪下→ 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.省去多餘排線的連線工作
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
基本結構
銅箔基板（Copper Film)
柔性電路板
柔性電路板銅箔：基本分成電解銅與壓延銅兩種. 厚度上常見的為1oz 1/2oz 和 1/3 oz
基板膠片：常見的厚度有1mil與1/2mil兩種.
膠（接著劑）：厚度依客戶要求而決定.
覆蓋膜保護膠片（Cover Film)
覆蓋膜保護膠片：表面絕緣用. 常見的厚度有1mil與1/2mil.
膠（接著劑）：厚度依客戶要求而決定.
離型紙：避免接著劑在壓著前沾附異物；便於作業.
補強板(PI Stiffener Film)
補強板： 補強FPC的機械強度，方便表面實裝作業.常見的厚度有3mil到9mil.
膠（接著劑）：厚度依客戶要求而決定.
離型紙：避免接著劑在壓著前沾附異物.
EMI：電磁禁止膜，保護線路板內線路不受外界（強電磁區或易受干擾區）干擾。
優缺點
多層線路板的優點:組裝密度高、體積小、質量輕,因為高密度裝配、部件(包括零部件)間的連線減少,從而增加了可靠性;能增加接線層,然後增加設計彈性;也可以構成電路的阻抗,可形成具有一定的高速傳輸電路,可以設定電路、電磁禁止層,還可安裝金屬芯層滿足特殊熱隔熱等功能與需求;安裝方便、可靠性高。
多層pcb板的缺點(不合格):成本高、周期長;需要高可靠性檢驗方法。多層印製電路是電子技術、多功能、高速度、小體積大容量方向的產物。隨著電子技術的發展,特別是大規模和超大規模積體電路的廣泛套用,多層印製電路密度較高的快速、高精度、高數改變方向出現細紋。
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。
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套用方式，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線路資料等工程檔案進行處理，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→ 貼乾膜 → 對位→曝光→ 顯影 → 圖形電鍍 → 脫膜 → 前處理→ 貼乾膜 →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→ 剪下→ 電測 → 沖切→ 終檢→包裝 → 出貨
單面板制
開料→ 鑽孔→貼乾膜 → 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→ 剪下→ 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.省去多餘排線的連線工作
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
基本結構
銅箔基板（Copper Film)柔性電路板
柔性電路板銅箔：基本分成電解銅與壓延銅兩種. 厚度上常見的為1oz 1/2oz 和 1/3 oz
基板膠片：常見的厚度有1mil與1/2mil兩種.
膠（接著劑）：厚度依客戶要求而決定.
覆蓋膜保護膠片（Cover Film)
覆蓋膜保護膠片：表面絕緣用. 常見的厚度有1mil與1/2mil.
膠（接著劑）：厚度依客戶要求而決定.
離型紙：避免接著劑在壓著前沾附異物；便於作業.
補強板(PI Stiffener Film)
補強板： 補強FPC的機械強度，方便表面實裝作業.常見的厚度有3mil到9mil.
膠（接著劑）：厚度依客戶要求而決定.
離型紙：避免接著劑在壓著前沾附異物.
EMI：電磁禁止膜，保護線路板內線路不受外界（強電磁區或易受干擾區）干擾。
優缺點
多層線路板的優點:組裝密度高、體積小、質量輕,因為高密度裝配、部件(包括零部件)間的連線減少,從而增加了可靠性;能增加接線層,然後增加設計彈性;也可以構成電路的阻抗,可形成具有一定的高速傳輸電路,可以設定電路、電磁禁止層,還可安裝金屬芯層滿足特殊熱隔熱等功能與需求;安裝方便、可靠性高。
多層pcb板的缺點(不合格):成本高、周期長;需要高可靠性檢驗方法。多層印製電路是電子技術、多功能、高速度、小體積大容量方向的產物。隨著電子技術的發展,特別是大規模和超大規模積體電路的廣泛套用,多層印製電路密度較高的快速、高精度、高數改變方向出現細紋。
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。
