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【转帖】柔性电路板种类及应用介绍
Ameya360芯片 | 2018-05-18 16:03:02    阅读:140   发布文章

什么是柔性电路板

柔性电路板(Flexible Printed Circuit Board)又称“软板”,是用柔性的绝缘基材制成的印刷电路,具有许多硬性印刷电路板不具备的优点。例如它可以自由弯曲、卷绕、折叠,可依照空间布局要求任意安排,并在三维空间任意移动和伸缩,从而达到元器件装配和导线连接的一体化。利用FPC可大大缩小电子产品的体积,适用电子产品向高密度、小型化、高可靠方向发展的需要。因此,FPC在航天、军事、移动通讯、手提电脑、计算机外设、PDA、数字相机等领域或产品上得到了广泛的应用。

FPC还具有良好的散热性和可焊性以及易于装连、综合成本较低等优点,软硬结合的设计也在一定程度上弥补了柔性基材在元件承载能力上的略微不足。

柔性印刷线路板有单面、双面和多层板之分。所采用的基材以聚酰亚胺覆铜板为主。此种材料耐热性高、尺寸稳定性好,与兼有机械保护和良好电气绝缘性能的覆盖膜通过压制而成最终产品。双面、多层印制线路板的表层和内层导体通过金属化实现内外层电路的电气连接。

柔性线路板的功能可区分为四种,分别为引线路 (Lead Line)、印刷电路 (Printed Circuit)、连接器 (Connector) 以及多功能整合系统 (IntegraTIon of FuncTIon),用途涵盖了电脑、电脑周边辅助系统、消费性民生电器及汽车等范围。

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柔性电路板种类

1、单面板

采用单面PI敷铜板材料于线路完成之后,再覆盖一层保护膜,形成一种只有单层导体的软性电路板。

2、普通双面板

使用双面PI板敷铜板材料于双面电路完成后,两面分别加上一层保护膜,成为一种具有双层导体的电路板。

3、基板生成单面板

使用纯铜箔材料在电路制程中,分别在先后在两面各加一层保护膜,成为一种只有单层导体但在电路板的双面都有导体露出的电路板。

4、基板生成双面板

使用两层单面PI敷铜板材料中间辅以在特定位置开窗的粘结胶进行压合,成为在局部区域压合,局部区域两层分离结构的双面导体线路板以达到在分层区具备高挠曲性能的电路板。

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柔性电路板的优点及功效

一、柔性电路板的挠曲性和可靠性

目前盛行四种柔性电路板:单面,双面,多层和刚-挠组合型。Friedman说:“单面柔性板的成本最低。当对电性能要求不高,而且可以单面布线时,应当选用单面柔性板。”这种最常见的形式已经得到了商业应用,如打印机的喷墨盒和计算机的存储器。单面柔性板具有一层化学蚀刻出的导电图形,在柔性绝缘基材面上的导电图形层为压延铜箔。用作柔性装配的绝缘基材可以是聚酰亚胺(Kapton),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),芳酰胺纤维纸(Nomex)和聚氯乙烯(PVC)。

双面柔性板是在基膜的两个面各有一层蚀刻制成的导电图形。金属化孔将绝缘材料两面的图形连接起来形成导电通路,以满足挠曲性的设计和使用功能。而覆盖膜可以保护单、双面导线并指示元件安放的位置。

多层柔性板是将三层或更多层的单面柔性电路板或双面柔性电路板层压在一起,通过钻孔、电镀形成金属化孔,在不同层间形成了导电的通路。这样,不需采用复杂的焊接工艺。尽管设计成这种柔性类型导电层的数量可以是无限的,但是,在设计布局时,为了保证装配方便,应当考虑到装配尺寸、层数与柔性的相互影响。

传统的刚-挠板是由刚性和柔性基板有选择地层压在一起的组成的。结构紧密,以金属化孔形成导电连接。考虑到可靠性和价格因素,生产厂应试图保持尽可能少的层数。

柔性电路板工业正处于规模小但迅猛发展之中。聚合物厚膜法(PTF)是一种高效、低成本生产线路板的工艺。该工艺是在的廉价的柔性基材上,选择性地丝印导电聚合物油墨。其代表性的柔性基材为PET。PTF导体包括丝印金属填料或碳粉填料。PTF本身很清洁,使用无铅的SMT 粘接剂,不必蚀刻。

还有一种混合结构的柔性电路板,它也是一种多层板,但多层板的导电层由不同金属构成。 这种混合结构大多用在电信号转换与热量转换的关系及电性能比较苛刻的低温的情况下。在这种情况下,柔性混合电路是唯一可行的解决方法。

这些柔性电路板的构成是否节省成本、是否得到最佳利用,可通过内连设计的方便程度和总成本进行评价。“内连的总体方式是不一样的,手机是分块布局形式;便携电脑是X-Y方向可定位布局;打印机是刚-挠PCB形式。这些产品采用价格各异的不同材料制成,以减少每根内连引线的费用。每种设计都要经过类型学的评估,以达到最佳的性能价格比”。

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二、柔性电路板的经济性

如果电路的设计相对简单,总体积不大,而且空间适宜,传统的内连方式大多要合算的多。如果线路复杂,处理许多信号,或者有特殊的电学或力学性能要求,柔性电路板是一种较好的设计选择。柔性材料比起刚性材料还有一条潜在的节省成本的原因,就是免除了插接件。

高成本的原材料是柔性电路板价格居高的主要原因。尽管其原料较贵,制造麻烦,但是DiPalermo仍相信,可折叠、可弯曲以及多层拼板功能,会使整体组件尺寸减小,所用材料随之减少,总的组装成本降低。

三、柔性电路板的成本正在进一步降低

尽管有上述的成本方面的因素,但柔性装配的价格正在下降,变得和传统的PCB相接近。这主要是引入了更新的材料、改进了生产工艺以及变更了结构的原因。有这样一个例子,在具有很多层数的刚-挠板组件上,取消了使用丙烯酸粘合剂。

现在一些更新的材料因铜层更薄而可以制出更精细线条。更薄的铜层促使组件越来越轻巧,而更轻巧更薄的装配又促使柔性组件更加适合装入更小的空间。过去,我们采用辊压的工艺将铜箔粘附在涂有粘合剂的介质上。今天,可以不使用粘接剂直接在介质上生成铜箔。这些技术可以得到的数微米的铜层,使工业上得到3 mil甚至宽度更窄的精细线条。“ 从柔性电路板中除去了粘合剂以后,使柔性电路板具有阻燃性能。

这样既可加速UL认证过程又可进一步降低成本。当柔性电路板持续迅速地从最初的军事工业应用发展到民用和消费应用时,取得UL认证就更加重要。柔性板焊料掩膜和其它的表面涂料使柔性组装成本进一步地降低。在过去的十年间,一些这样的新材料和新工艺极大地降低了成本。同时,也正是因为该类产品得到了广泛的认可和需求,柔性材料的成本也在下降。

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柔性电路板的应用

1、动电话

着重柔性电路板轻的重量与薄的厚度。可以有效节省产品体积,轻易的连接电池,话筒,与按键而成一体。

2、电脑与液晶荧幕

利用柔性电路板的一体线路配置,以及薄的厚度。将数位讯号转成画面,透过液晶荧幕呈现

3、CD随身听

着重柔性电路板的三度空间组装特性与薄的厚度。 将庞大的CD化成随身携带的良伴

4、磁碟机

无论硬碟或软碟,都十分依赖FPC的高柔软度以及0.1mm的超薄厚度,完成快速的读取资料。 不管是PC或NOTEBOOK.

5、最新用途

硬盘驱动器(HDD,hard disk drive)的悬置电路(Su印ensi。n cireuit)和xe封装板等的构成要素

无线充电线圈阵列,将电磁集中在一定区域,降低空间传递消耗,从而提高电能转换效率。

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