依舊自我介紹,張工,NPI 工程師,如果還不知道我具體是幹什麼的,歡迎看我的第一篇文章(主頁點進去即可)。
萬變不離其宗,作為 NPI 工程師,DFM 可制造性分析涉及的範圍非常廣,今天是關于:FPCB(柔性PCB)、FPCB材料組成、FPCB工藝流程,FPCB優缺點。
一、FPCB是什麼意思? 柔性印制電路闆(Flexible Printed Circuit,簡稱FPC)又稱“軟闆”,是由柔性絕緣基闆制成的印刷電路,具有許多剛性印制電路闆所不具備的優點。
普通導體和FPCB一般是用膠粘在一起的,雖然目前也有無膠銅箔材料。由于FPCB的介電常數低于傳統PCB,因此可以為導體提供良好的絕緣性能和阻抗性能。同時,FPCB非常薄且柔韌,還具有良好的抗拉強度、通用性和散熱性。
FPCB與傳統硬質電路闆的最大區别在于FPCB可以通過多種方式彎曲、折疊或反複移動。為了實現FPCB的所有可能性,設計師大多采用單層闆、雙層闆、多層闆、剛柔結合闆等多種結構來滿足不同産品的各種需求。
目前市場上的FPCB有兩種類型:印刷(蝕刻)闆和絲印闆。絲印FPCB又稱高分子厚膜FPCB,區别于常見的印刷蝕刻技術。FPCB技術采用其他工藝,直接在介質薄膜上使用絲印導電油墨作為導體,形成我們需要的電路。雖然FPCB的應用在不斷擴大,但印刷FPCB仍是兩者中應用最廣泛的。
FPCB實物圖
FPCB實物圖
FPCB實物圖
二、FPCB的基本結構 通過對FPCB的基本結構分析,發現構成FPCB的材料有絕緣基闆、膠粘劑、金屬導電層(銅箔)和覆蓋層。
1、銅膜
(1)銅箔:基本分為電解銅和壓延銅。常見的厚度是1oz 1/2oz和1/3oz。
(2)基材薄膜:常用厚度為1mil和1/2mil。
(3)膠(粘合劑):厚度根據客戶要求而定。
2、覆蓋膜
(1)覆蓋膜:用于表面絕緣。常用厚度為 1 mil 和 1/2 mil。
(2)膠(膠):厚度根據客戶要求而定。
(3)離型紙:避免膠粘劑在壓合前粘附異物,便于操作。
3、 PI加強膜
(1) PI 加強膜:加強FPC的機械強度,便于表面貼裝操作。常見的厚度範圍為 300 萬至 900 萬。
(2)膠水(背膠):厚度根據客戶要求而定。
(3)EMI:電磁屏蔽膜,保護線路闆免受外界幹擾(強電磁區或易感區)。
三 、FPCB的分類 1、按基材與銅箔組合分類
(1)膠合FPCB
是指銅箔和基闆粘合在一起,這是常用的一種。
(2)無膠FPCB
與膠合FPCB相比,它的柔性、銅箔與基闆的結合、焊盤平整度更好,因為它是通過熱壓機将銅箔和基闆壓在一起。但是它的價格比較高,一般隻用在要求比較高的地方,比如COF(CHIP ON FLEX)。
2、按FPCB結構分類
(1)單層軟闆
單層軟闆
将單面PI覆銅闆的材料放在電路上後,再覆蓋一層保護膜,就形成了一塊隻有單層導體的軟電路闆。
(2)普通雙層FPCB
普通雙層軟闆
将雙層PI覆銅闆的材料放在雙面電路上後,再在兩面覆蓋一層保護膜,就形成了雙層導體的電路闆。
(3)單層FPCB的基闆生成
在制作電路的過程中,使用純銅箔,然後在兩面覆蓋一層保護膜,形成隻有單層導體但兩面都裸露的電路闆。
(4)雙層FPCB的基闆生成
将兩層單層PI覆銅闆用粘合膠壓在中間,成為局部具有雙層分離結構的雙層導體電路闆,實現分層高撓曲的電路闆地區。
四、FPCB工藝流程 1、單層闆
單層闆結構
FPCB工藝流程(單層闆)——切割→鑽孔→曬膜→對準→曝光→顯影→蝕刻→剝離→表面處理→覆膜→壓合→固化→表面處理→沉澱鎳金→印刷字符→剪切→電測→沖孔→終檢→包裝→出貨
單層闆的疊層組成
2、雙層闆
雙層闆結構
FPCB工藝流程(雙層闆)---切割→鑽孔→PTH→電鍍→預處理→曬膜→對準→曝光→顯影→圖案電鍍→剝離→預處理→曬膜→對準曝光→顯影→蝕刻→剝離→表面處理→覆蓋膜→壓制→固化→析鎳金字→印字→剪闆→電測→沖孔→終檢→包裝→出貨
雙層闆的疊層組成
五、FPCB的特點 1、短: 裝配時間短
所有線路都配置好,省去了冗餘線路的連接。
2、小:比PCB小
可有效縮小産品體積,增加便攜性。
3、輕:比PCB(硬闆)輕
可以減輕最終産品的重量。
4、薄:比PCB薄
可以在有限的空間内提高靈活性,加強立體空間的拼裝。
FPCB
六、FPCB的優缺點 1、優點
(1)可自由彎曲、纏繞、折疊,可根據空間布局要求任意排列,可在三維空間任意移動和展開,實現元器件組裝和導線連接一體化。
(2)使用FPC可以大大減小電子産品的體積和重量,适合電子産品向高密度、小型化、高可靠性方向發展。因此,FPC已廣泛應用于航空航天、軍事、移動通訊、筆記本電腦、電腦周邊、PDA、數碼相機等領域或産品。
(3)FPC還具有散熱性和可焊性好、組裝方便、成本低等優點。軟硬結合的設計彌補了柔性基闆在組件承載能力上的輕微不足。
2、缺點
(1)一次性啟動成本高:由于柔性PCB是為特殊應用而設計和制造的,因此啟動電路設計、布線和照相闆的成本高。除非有特殊需要應用軟闆,通常應用量不大,小批量應用時最好不要使用。
(2)軟闆改修難:軟闆一旦做出來,改起來很困難,因為必須從底圖或編譯好的光繪程序上改。表面難以覆蓋保護膜,修複前去除,修複後恢複。
(3)尺寸受限:FPCB在不普及的情況下,通常采用批量工藝生産,因此受生産設備尺寸的限制,不能做的很長很寬。
(4)操作不當容易損壞:操作人員操作不當很容易造成FPCB的損壞。所以焊接和返工需要經過培訓的人員操作。
七、FPCB的應用 由于時代的快速發展,人們對電子信息的需求越來越多,而FPCB在這其中扮演着不可或缺的角色。
1、手機
強調FPCB的輕薄,可有效節省産品體積,輕松将電池、麥克風、按鍵連接在一起。
2、電腦和液晶屏
利用FPCB的集成電路配置,以及厚度,将數字信号轉換成圖片,通過液晶屏呈現出來。
3、CD随身聽
強調FPCB的三維組裝特性和薄度,将巨大的CD變身為陪伴。
4、磁盤驅動器
無論是硬盤還是軟盤,都非常依賴FPC的高柔軟度和0.1mm的超薄厚度來完成數據的快速讀取。
原文鍊接:http://www.kynixsemiconductor.com/News/71.html
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