FPC柔性電路板基本結構及又優缺點

一、FPC概念

FPC：英文全拼Flexible Printed Circuit ，其中文意思是柔性印制線路板，簡稱軟板。它是通過在一種可曲饒的基材表面利用光成像圖形轉移和蝕刻工藝方法而制成導體電路圖形，雙面和多層電路板的表層與內層通過金屬化孔實現內外層電氣聯通 ，線路圖形表面以PI與膠層保護與絕緣。

具有配線密度高、重量輕、厚度薄的特色；主要使用在手機、筆記本電腦、PDA、數碼相機、LCM等很多產品。

二、FPC主要原材

其主要原材料右：1、基材，2、覆蓋膜， 3、補強， 4、其它輔助材料。

1、基材

1.1?有膠基材

有膠基材主要有三部分組成：銅箔、膠、和PI，有單面基材和雙面基材兩種類別，只有一面銅箔的材料為單面基材，有兩面銅箔的材料為雙面基材。

1.2 無膠基材

無膠基材即是為沒有膠層的基材，其是相對于普通有膠基材而言，少了中間的膠層，只有銅箔和PI兩部分組成，比有膠基材具有更薄、更好的尺寸穩定性、更高的耐熱性、更高的耐彎折性，更好的耐化學性等優點，現在已被廣泛使用。?

銅箔：目前常用銅箔厚度有如下規格，1OZ 、1/2OZ 、1/3OZ ，現在推出1/4OZ厚度的更薄的銅箔，但目前國內已在使用此種材料，在做超細路（線寬線距為0.05MM及以下）產品。隨著客戶要求的越來越高，此種規格的材料在將來將會被廣泛使用。

2、覆蓋膜

主要有三部分組成：離型紙、膠、和PI，最終保留在產品上只有膠、和PI兩部分，離型紙在生產過程中將被撕掉后不再使用（其作用保護膠上有異物）。

3、補強

為FPC特定使用材料，在產品某特定部位使用，以增加支撐強度，彌補FPC較“軟”的特點。

目前常用補強材料有以下幾種：

1）FR4補強：主要成分為玻璃纖維布和環氧樹脂膠組成，同PCB所用FR4材料相同；

2）鋼片補強：組成成分為鋼材，具有較強的硬度及 支撐強度；

3）PI補強：同覆蓋膜相同，有PI和膠離型紙三部分組成，只是其PI 層更厚，從2MIL到9MIL均可配比生產。

4、其他輔材

1）純膠：此粘合膠膜是一種熱固化型丙烯酸酯類粘合膠膜有保護紙/離型膜和一層膠組成，主要用于分層板、軟硬結合板、及FR-4/鋼片補強板，起到粘合作用。

2）電磁保護膜：粘貼于板面起屏蔽作用。

3）純銅箔：只有銅箔組成，主要用于鏤空板生產。

三、基本結構

銅箔基板（Copper Film)

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；便于作業.

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：電磁屏蔽膜，保護線路板內線路不受外界（強電磁區或易受干擾區）干擾。

三、柔性電路板的特點及優缺點

⒈?短：組裝工時短

所有線路都配置完成，省去多余排線的連接工作；

⒉ ?。后w積比PCB（硬板）小

可以有效降低產品體積，增加攜帶上的便利性；

⒊ 輕：重量比 PCB （硬板）輕

可以減少最終產品的重量；

4. ?。汉穸缺萈CB（硬板）薄

可以提高柔軟度，加強再有限空間內作三度空間的組裝。

柔性電路板的優點

柔性印刷電路板是用柔性的絕緣基材制成的印刷電路，具有許多硬性印刷電路板不具備的優點：

1. 可以自由彎曲、卷繞、折疊，可依照空間布局要求任意安排，并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還具有良好的散熱性和可焊性以及易于裝連、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。

柔性電路板的缺點

1. 一次性初始成本高：由于柔性PCB是為特殊應用而設計、制造的，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，最好不采用；

2. 軟性PCB的更改和修補比較困難：柔性PCB一旦制成后，要更改必須從底圖或編制的光繪程序開始，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在尚不普的情況下，通常用間歇法工藝制造，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。

四、FPC的類型

比較常見的

單面柔性（IPC-6013 類型 1）覆蓋層（聚酰亞胺 + 粘合劑）粘合到無粘合劑單面 FPC 芯上。帶或不帶加強筋。

雙面柔性（IPC-6013 類型 2）覆蓋層粘合到帶電鍍通孔的無粘合劑雙面 FPC 芯（兩個導電層）的兩側。帶或不帶加強筋。

多層柔性（IPC-6013 類型 3）覆蓋層粘合在無粘合劑結構的兩側，該結構包含三個或更多個帶電鍍通孔的導電層。帶或不帶加強筋。

我們目前的多層 Flex PCB 制造能力高達 12 層。

其他的

鏤空板:又稱窗口板（手指面開窗）。

分層板:兩面線路（分開）。

軟硬結合板:軟板與硬板相結合的產品。

五、FPC軟板的彎曲半徑如何計算

FPC柔性線路板在彎曲時，其中心線兩邊所受的應力類型是不一樣的。彎曲曲面的內側是壓力，外側是拉力。所受應力的大小與FPC柔性線路板的厚度和彎曲半徑有關。過大的應力會使得FPC柔性線路板分層、銅箔斷裂等等。因此在設計時應合理安排FPC柔性線路板的層壓結構，使得彎曲面中心線兩端層壓盡量對稱。同時還要根據不同的應用場合來計算最小彎曲半徑。

FPC軟板的彎曲半徑計算方法介紹：

情況1、對單面柔性電路板的最小彎曲如下圖所示：

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它的最小彎曲半徑可以由下面公式計算：R=(c/2)[(100-Eb)/Eb]-D其中：R=最小彎曲半徑(單位μm)、c=銅皮厚度(單位μm)、D=覆蓋膜厚度(單位μm)、EB=銅皮允許變形量(以百分數衡量)不同類型銅，銅皮變形量不同。

A、壓碾銅的銅皮變形量最大值是≤16%

B、電解銅的銅皮變形量最大值是≤11%。

而且在不同的使用場合，同一材料的銅皮變形量取值也不一樣。對于一次性彎曲的的場合，使用折斷臨界狀態的極限值(對延碾銅，該值為16%)。對于彎曲安裝設計情況，使用IPC-MF-150規定的最小變形值(對延碾銅，該值為10%)。對于動態柔性應用場合，銅皮變形量用0.3%。而對于磁頭應用，銅皮變形量用0.1%。通過設置銅皮允許的變形量，就可以算出彎曲的最小半徑。

動態柔性：這種銅皮應用的場景是通過變形實現功能的，打個比方:IC卡座內的磷銅彈片，就是IC卡插入后與芯片接觸的部位，插的過程彈片不斷的形變，這種應用場景就是柔性動態的。

情況2、雙面板

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其中：R=最小彎曲半徑、單位μm、c=銅皮厚度、單位μm、D=覆蓋膜厚度、單位μm、EB=銅皮變形量，以百分數衡量。

EB的取值與上面的一樣。

d=層間介質厚度，單位μm

軟板最小彎曲半徑及撓曲強度! [& w) ]# J7 U* T& J3 L

種類最小彎曲半徑：

1.單面板 導線厚度之 3~6倍4 [1 Z- C2 n9 g

2.雙面板 導線厚度之 6~10倍4 c) q* ~( e5 x

3.多層軟板 導線厚度之 10~15倍. p Y, E+ M9 Z/ H

4.動態單面板 導線厚度之 20~40倍

六、FPC生產工藝流程

FPC單雙面板的生產流程如下：

單面板：開料→烘烤→貼干膜 →曝光→ 顯影 →蝕刻 → 脫膜→ 前處理 → 貼覆蓋膜 → 壓合 → 固化→表面處理→ 電測 → 裝配 → 壓合 → 固化→ 文字 → 外形→ 終檢→包裝 出貨

雙面板：開料→ 烘烤→ 鉆孔→ 黑孔 → VCP→ 前處理→ 貼干膜 →曝光→ 顯影 → 蝕刻 → 脫膜 → 前處理→ 貼覆蓋膜 → 壓合 → 固化→ 表面處理→ 電測→ 裝配 → 壓合 → 固化→ 文字 →外形→ 終檢→包裝 出貨。

審核編輯：黃飛

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