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FPC種類及工藝你知道的有多少
- 2019-11-15-
什么是FPC  
柔性電路板是以聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材制成的一種具有高度可靠性,絕.佳的可撓性印刷電路板。簡稱軟板或FPC。  
特點: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。  
FPC的種類  
單層FPC  
具有一層化學蝕刻出的導電圖形,在柔性絕緣基材面上的導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又可以分成以下四個小類:  
1、無覆蓋層單面連接  
導線圖形在絕緣基材上,導線表面無覆蓋層,其互連是用錫焊、熔焊或壓焊來實現,常用在早期的電話機中。  
2、有覆蓋層單面連接  
和前類相比,只是在導線表面多了一層覆蓋層。覆蓋時需把焊盤露出來,簡單的可在端部區域不覆蓋。是單面軟性PCB中應用zui多、zui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  
連接盤接口在導線的正面和背面均可連接,在焊盤處的絕緣基材上開一個通路孔,這個通路孔可在絕緣基材的所需位置上先沖制、蝕刻或其它機械方法制成。  
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體制成。  
雙面FPC  
雙面FPC在絕緣基膜的兩面各有一層蝕刻制成的導電圖形,增加了單位面積的布線密度。金屬化孔將絕緣材料兩面的圖形連接形成導電通路,以滿足撓曲性的設計和使用功能。而覆蓋膜可以保護單、雙面導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應用較少。  
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,在不同層間形成導電通路。這樣,不需采用復雜的焊接工藝。多層電路在更高可靠性,更好的熱傳導性和更方便的裝配性能方面具有巨大的功能差異。  
其優點是基材薄膜重量輕并有優良的電氣特性,如低的介電常數。用聚酰亞胺薄膜為基材制成的多層軟性PCB板,比剛性環氧玻璃布多層PCB板的重量約輕1/3,但它失去了單面、雙面軟性PCB優良的可撓性,大多數此類產品是不要求可撓性的。多層FPC可進一步分成如下類型:  
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,其成品規定為可以撓曲。這種結構通常是把許多單面或雙面微帶可撓性PCB的兩面端粘結在一起,但其中心部分并末粘結在一起,從而具有高度可撓性。為了具有高度的可撓性,導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。  
FPC制造工藝  
迄今為止的FPC制造工藝幾乎都是采用減成法(蝕刻法)加工的。通常以覆銅箔板為出發材料,利用光刻法形成抗蝕層,蝕刻除去不要部分的銅面形成電路導體。由于側蝕之類的問題,蝕刻法存在著微細電路的加工限制。  
基于減成法的加工困難或者難以維持高合格率微細電路,人們認為半加成法是有效的方法,人們提出了各種半加成法的方案。利用半加成法的微細電路加工例。半加成法工藝以聚酰亞胺膜為出發材料,首先在適當的載體上澆鑄(涂覆)液狀聚酰亞胺樹脂,形成聚酰亞胺膜。  
接著利用濺射法在聚酰亞胺基體膜上形成植晶層,再在植晶層上利用光刻法形成電路的逆圖形的抗蝕層圖形,稱為耐鍍層。在空白部分電鍍形成導體電路。然后除去抗蝕層和不必要的植晶層,形成第.一層電路。在第.一層電路上涂布感光性的聚酰亞胺樹脂,利用光刻法形成孔,保護層或者第二層電路層用的絕緣層,再在其上濺射形成植晶層,作為第二層電路的基底導電層。重復上述工藝,可以形成多層電路。  
利用這種半加成法可以加工節距為5um、導通孔為巾10um的超微細電路。利用半加成法制作超微細電路的關鍵在于用作絕緣層的感光性聚酰亞胺樹脂的性能。  
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,并且能夠降低在撓曲期間的應力,銅箔形成了導電層。  
在一些柔性電路中,采用了由鋁材或者不銹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。另外還有一種材料有時也被應用于柔性電路之中,它就是粘接層片,它是在絕緣薄膜的兩側面上涂覆有粘接劑而形成。粘接層片提供了環境防護和電子絕緣功能,并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。  
2、導體  
銅箔適合于使用在柔性電路之中,它可以采用電淀積(ED),或者鍍制。采用電淀積的銅箔一側表面具有光澤,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,可以被制成許多種厚度和寬度,ED銅箔的無光澤一側,常常經特別處理后改善其粘接能力。鍛制銅箔除了具有柔韌性以外,還具有硬質平滑的特點,它適合于應用在要求動態撓曲的場合之中。  
3、粘接劑  
粘接劑除了用于將絕緣薄膜粘接至導電材料上以外,它也可用作覆蓋層,作為防護性涂覆,以及覆蓋性涂覆。兩者之間的主要差異在于所使用的應用方式,覆蓋層粘接覆蓋絕緣薄膜是為了形成疊層構造的電路。粘接劑的覆蓋涂覆采用的篩網印刷技術。  
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。它與采用粘接劑為基礎的疊層構造相比較,具有更佳的導熱率。由于無粘接劑柔性電路的薄型結構特點,以及由于消除了粘接劑的熱阻,從而提高了導熱率,它可以使用在基于粘接劑疊層結構的柔性電路無法使用的工作環境之中。  
基本結構  
銅箔基板:CopperFilm。銅箔:基本分成電解銅與壓延銅兩種,常見厚度為1oz、1/2oz和1/3oz。基板膠片:常見的厚度有1mil與1/2mil兩種。膠:粘接劑,厚度依客戶要求而決定。覆蓋膜保護膠片:CoverFilm,表面絕緣用,常見的厚度有1mil與1/2mil。離型紙:避免接著劑在壓著前沾附異物,便于作業。補強板:PIStiffenerFilm,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。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。  
如何焊接  
1、操作步驟  
(1)在焊接之前先在焊盤上涂上助焊劑,用烙鐵處理一遍,以免焊盤鍍錫不良或被氧化,造成不好焊,芯片則一般不需處理。  
(2)用鑷子小心地將PQFP芯片放到PCB板上,注意不要損壞引腳。使其與焊盤對齊,要保證芯片的放置方向正確。把烙鐵的溫度調到300多攝氏度,將烙鐵頭尖沾上少量的焊錫,用工具向下按住已對準位置的芯片,在兩個對角位置的引腳上加少量的焊劑,仍然向下按住芯片,焊接兩個對角位置上的引腳,使芯片固定而不能移動。在焊完對角后重新檢查芯片的位置是否對準。如有必要可進行調整或拆除并重新在PCB板上對準位置。  
(3)開始焊接所有的引腳時,應在烙鐵尖上加上焊錫,將所有的引腳涂上焊劑使引腳保持濕潤。用烙鐵尖接觸芯片每個引腳的末端,直到看見焊錫流入引腳。在焊接時要保持烙鐵尖與被焊引腳并行,防止因焊錫過量發生搭接。  
(4)焊完所有的引腳后,用焊劑浸濕所有引腳以便清洗焊錫。在需要的地方吸掉多余的焊錫,以消除任何短路和搭接。zui后用鑷子檢查是否有虛焊,檢查完成后,從電路板上清除焊劑,將硬毛刷浸上酒精沿引腳方向仔細擦拭,直到焊劑消失為止。  
(5)貼片阻容元件則相對容易焊一些,可以先在一個焊點上點上錫,然后放上元件的一頭,用鑷子夾住元件,焊上一頭之后,再看看是否放正了;如果已放正,就再焊上另外一頭。  
2、注意事項  
在布局上,電路板尺寸過大時,雖然焊接較容易控制,但印刷線條長,阻抗增大,抗噪聲能力下降,成本增加;過小時,則散熱下降,焊接不易控制,易出現相鄰線條相互干擾,如線路板的電磁干擾等情況。  
因此,必須優化PCB板設計:縮短高頻元件之間的連線、減少EMI干擾。重量大的(如超過20g)元件,應以支架固定,然后焊接。發熱元件應考慮散熱問題,防止元件表面有較大的ΔT產生缺陷與返工,熱敏元件應遠離發熱源。元件的排列盡可能平行,這樣不但美觀而且易焊接,宜進行大批量生產。電路板設計為4:3的矩形。導線寬度不要突變,以避免布線的不連續性。電路板長時間受熱時,銅箔容易發生膨脹和脫落,因此,應避免使用大面積銅箔。
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