近年來,以智能手機(jī)、平板電腦等移動電子設(shè)備為首的消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場高速增長,設(shè)備小型化、輕薄化的趨勢愈加明顯。這也就意味著,傳統(tǒng)PCB逐漸無法滿足產(chǎn)品的要求,為此,各大廠商開始研究全新的技術(shù)用以替代PCB,而這其中FPC作為最受青睞的技術(shù),正在成為電子設(shè)備的主要連接配件。
另外,可穿戴智能設(shè)備、無人機(jī)等新興消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場的快速興起也為FPC產(chǎn)品帶來新的增長空間。同時(shí),各類電子產(chǎn)品顯示化、觸控化的趨勢也使得FPC借助中小尺寸液晶屏及觸控屏進(jìn)入到了更為廣闊的應(yīng)用空間,市場需求日益增長。
最新報(bào)告顯示,未來柔性電子技術(shù)將帶動萬億規(guī)模市場,是我國爭取電子產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的機(jī)會,可成為國家支柱產(chǎn)業(yè)。
下面小編帶大家了解一下這個(gè)傳說中將替代傳統(tǒng)PCB的FPC:
一.FPC是什么?
PCB(印刷電路板)幾乎用于所有的電子產(chǎn)品上,被認(rèn)為是"電子系統(tǒng)產(chǎn)品之母"。FPC(撓性電路板)又被稱為"軟板"、"軟性線路板"、"軟性電路板",是PCB的一種,以聚酰亞胺或聚酯薄膜等柔性基材制成。
二. FPC的特性與優(yōu)勢
FPC具有配線密度高、重量輕、厚度薄、可彎曲、靈活度高等優(yōu)點(diǎn),能承受數(shù)百萬次的動態(tài)彎曲而不損壞導(dǎo)線,依照空間布局要求任意移動和伸縮,實(shí)現(xiàn)三維組裝,達(dá)到元器件裝配和導(dǎo)線連接一體化的效果。
FPC因?yàn)楦呙芏妊b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,然后增加設(shè)計(jì)彈性;也可以構(gòu)成電路的阻抗,可形成具有一定的高速傳輸電路,可以設(shè)定電路、電磁屏蔽層,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,具有其他類型電路板無法比擬的優(yōu)勢。
1.體積小
在FPC的體積比傳統(tǒng)PCB小,可節(jié)約空間月60%~90%,可以有效降低產(chǎn)品體積、增加攜帶上的便利性。
2.重量輕
在相同載流量下,與傳統(tǒng)PCB相比,F(xiàn)PC重量減輕90%,可以減少最終產(chǎn)品的重量。
3.厚度薄、可彎曲
FPC厚度比傳統(tǒng)PCB薄,可以提高柔軟度,加強(qiáng)在有限空間內(nèi)做三維空間的組裝。
4.裝連一致性
FPC易于裝連,組裝工時(shí)短,在裝連接線時(shí)不會發(fā)生錯(cuò)接,電子失效概率低,所有線路都配置完成.省去多余排線的連接工作。
5.可控性
FPC的電氣參數(shù)設(shè)計(jì)具有可控性,可控制電容、電感、特性阻抗、延遲和衰減等。
6.成本低
FPC端口連接、更換方便,而且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單,減少了線夾和其他固定件,減少了成本。
三.FPC的分類
FPC按照基材薄膜的類型可分為PI、PET和PEN等。其中,PI覆蓋膜FPC是最常見的軟板類型,可進(jìn)一步將其細(xì)分為單面PI覆蓋膜FPC、雙面PI覆蓋膜FPC、多層PI覆蓋膜FPC和剛撓結(jié)合PI覆蓋膜FPC。
(一)單層FPC
具有一層化學(xué)蝕刻出的導(dǎo)電圖形,在柔性絕緣基材面上的導(dǎo)電圖形層為壓延銅箔。絕緣基材可以是聚酰亞胺,聚對苯二甲酸乙二醇酯,芳酰胺纖維酯和聚氯乙烯。單層FPC重量輕、厚度薄,適用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品。
單層FPC又可以分成以下四個(gè)小類:
1.無覆蓋層單面連接
導(dǎo)線圖形在絕緣基材上,導(dǎo)線表面無覆蓋層,其互連是用錫焊、熔焊或壓焊來實(shí)現(xiàn),常用在早期的電話機(jī)中。
2.有覆蓋層單面連接
和前類相比,只是在導(dǎo)線表面多了一層覆蓋層。覆蓋時(shí)需把焊盤露出來,簡單的可在端部區(qū)域不覆蓋。是單面軟性PCB中應(yīng)用最多、最廣泛的一種,使用在汽車儀表、電子儀器中。
3.無覆蓋層雙面連接
連接盤接口在導(dǎo)線的正面和背面均可連接,在焊盤處的絕緣基材上開一個(gè)通路孔,這個(gè)通路孔可在絕緣基材的所需位置上先沖制、蝕刻或其它機(jī)械方法制成。
4.有覆蓋層雙面連接
前類不同處,表面有一層覆蓋層,覆蓋層有通路孔,允許其兩面都能端接,且仍保持覆蓋層,由兩層絕緣材料和一層金屬導(dǎo)體制成。
(二)雙面FPC
雙面FPC在絕緣基膜的兩面各有一層蝕刻制成的導(dǎo)電圖形,增加了單位面積的布線密度,在同樣體積下,雙面FPC傳輸能力大于單層FPC,金屬化孔將絕緣材料兩面的圖形連接形成導(dǎo)電通路,以滿足撓曲性的設(shè)計(jì)和使用功能,而覆蓋膜可以保護(hù)單、雙面導(dǎo)線并指示元件安放的位置。按照需求,金屬化孔和覆蓋層可有可無,這一類FPC應(yīng)用較少。
(三)多層FPC
多層FPC是將3層或更多層的單面或雙面柔性電路層壓在一起,通過鉆孑L、電鍍形成金屬化孔,在不同層間形成導(dǎo)電通路,這樣不需采用復(fù)雜的焊接工藝。多層電路在更高可靠性,更好的熱傳導(dǎo)性和更方便的裝配性能方面具有巨大的功能差異,具備單層FPC的優(yōu)勢,通過迭層使單位面積上能夠負(fù)載的高精度和穩(wěn)定性數(shù)量倍增。
其優(yōu)點(diǎn)是基材薄膜重量輕并有優(yōu)良的電氣特性,如低的介電常數(shù)。用聚酰亞胺薄膜為基材制成的多層軟性PCB板,比剛性環(huán)氧玻璃布多層PCB板的重量約輕1/3,但它失去了單面、雙面軟性PCB優(yōu)良的可撓性,大多數(shù)此類產(chǎn)品是不要求可撓性的。多層FPC可進(jìn)一步分成如下類型:
1.可撓性絕緣基材成品
這一類是在可撓性絕緣基材上制造成的,其成品規(guī)定為可以撓曲。這種結(jié)構(gòu)通常是把許多單面或雙面微帶可撓性PCB的兩面端粘結(jié)在一起,但其中心部分并末粘結(jié)在一起,從而具有高度可撓性。為了具有高度的可撓性,導(dǎo)線層上可用一層薄的、適合的涂層,如聚酰亞胺,代替一層較厚的層壓覆蓋層。
2.軟性絕緣基材成品
這一類是在軟性絕緣基材上制造成的,其成品末規(guī)定可以撓曲。這類多層FPC是用軟性絕緣材料,如聚酰亞胺薄膜,層壓制成多層板,在層壓后失去了固有的可撓性。
四、生產(chǎn)流程
1. 雙面板制
開料→鉆孔→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→印字符→剪切→電測→沖切→終檢→包裝→出貨
2. 單面板制
開料→鉆孔→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→印字符→剪切→電測→沖切→終檢→包裝→出貨
五.發(fā)展方向
FPC未來要從四個(gè)方面方面去不斷創(chuàng)新,主要在:
1. 厚度:FPC的厚度必須更加靈活,必須做到更??;
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(qiáng),必須超過1萬次,當(dāng)然,這就需要有更好的基材;
3. 價(jià)格:現(xiàn)階段,F(xiàn)PC的價(jià)格較PCB高很多,如果FPC價(jià)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,F(xiàn)PC的工藝必須進(jìn)行升級,最小孔徑、最小線寬/線距必須達(dá)到更高要求。