偶看新闻大太刀公式:柔性线路板知识
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/04/28 00:45:41
1、概述 柔性印刷电路板（Flexible Printed Circuit Board）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。 早期软性印刷电路板 (以下简称软板) 主要应用在小型或薄形电子机构及硬板间的连接等领域。1970 年代末期则逐渐应用在计算机、照相机、印表机、汽车音响及硬碟机等电子资讯产品。 目前日本软板应用市场仍以消费性电子产品为主，而美国则由以往的军事用途逐渐转成消费性民生用途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。 柔性线路板特性：
具高度曲挠性，可立体配线，依空间限制改变形状。耐高低温，耐燃。叠而不影响讯号传递功能，可防止静电干扰。化学变化稳定，安定性、可信赖度高。利於相关产品之设计，可减少装配工时及错误，并提高有关产品之使用寿命。使应用产品体积缩小，重量大幅减轻，功能增加，成本降低。
软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。
引线路
硬式印刷电路板间之连接、立体电路、可动式电路、高密度电路。
商用电子设备、汽车仪表板、印表机、硬碟机、软碟机、传真机、车用行动电话、一般电话、笔记型电脑等。
印刷电路
高密度薄型立体电路
照相机、摄影机、CD-ROM、硬碟、手表等。
连接器
低成本硬板间之连接
各类电子产品
多功能整合系统
硬板引线路及连接器之整合
电脑、照相机、医疗仪器设备2、柔性电路板的结构
柔性印刷线路板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。
按照基材和铜箔的结合方式划分，柔性电路板可分为两种： 有胶柔性板和无胶柔性板。 其中无胶柔性板的价格比有胶的柔性板要高得多，但是它的柔韧性、铜箔和基材的结合力、焊盘的平面度等参数也比有胶柔性板要好。所以它一般只用于那些要求很高的场合，如：COF(CHIP ON FLEX，柔性板上贴装裸露芯片，对焊盘平面度要求很高)等。
由于其价格太高，目前在市场上应用的绝大部分柔性板还是有胶的柔性板。 下面我们要介绍和讨论的也是有胶的柔性板。由于柔性板主要用于需要弯折的场合，若设计或工艺不合理，容易产生微裂纹、开焊等缺陷。下面就是关于柔性电路板的结构及其在设计、工艺上的特殊要求。
按照导电铜箔的层数划分，分为单层板、双层板、多层板、双面板等。
3、柔性电路的挠曲性和可靠性
目前FPC有：单面、双面、多层柔性板和刚柔性板四种。
①单面柔性板是成本最低，当对电性能要求不高的印制板。在单面布线时，应当选用单面柔性板。其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。绝缘基材可以是聚酰亚胺，聚对苯二甲酸乙二醇酯，芳酰胺纤维酯和聚氯乙烯。
⑤混合结构的柔性电路是一种多层板，导电层由不同金属构成。一个8层板使用FR-4作为内层的介质，使用聚酰亚胺作为外层的介质，从主板的三个不同方向伸出引线，每根引线由不同的金属制成。康铜合金、铜和金分别作独立的引线。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情况下，是惟一可行的解决方法。
可通过内连设计的方便程度和总成本进行评价，以达到最佳的性能价格比。
4、柔性电路的经济性
如果电路设计相对简单，总体积不大，而且空间适宜，传统的内连方式大多要便宜很多。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，柔性电路是一种较好的设计选择。当应用的尺寸和性能超出刚性电路的能力时，柔性组装方式是最经济的。在一张薄膜上可制成内带5mil通孔的12mil焊盘及3mil线条和间距的柔性电路。因此，在薄膜上直接贴装芯片更为可靠。因为不含可能是离子钻污源的阻燃剂。这些薄膜可能具有防护性，并在较高的温度下固化，得到较高的玻璃化温度。柔性材料比起刚性材料节省成本的原因是免除了接插件。
高成本的原材料是柔性电路价格居高的主要原因。原材料的价格差别较大，成本最低的聚酯柔性电路所用原材料的成本是刚性电路所用原材料的1．5倍；高性能的聚酰亚胺柔性电路则高达4倍或更高。同时，材料的挠性使其在制造过程中不易进行自动化加工处理，从而导致产量下降；在最后的装配过程中易出现缺陷，这些缺陷包括剥下挠性附件、线条断裂。当设计不适合应用时，这类情况更容易发生。在弯曲或成型引起的高应力下，常常需选择增强材料或加固材料。尽管其原料成本高，制造麻烦，但是可折叠、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，使总的组装成本降低。
柔性电路产业正处于规模小但迅猛发展之中。聚合物厚膜法是一种高效、低成本的生产工艺。该工艺在廉价的柔性基材上，选择性地网印导电聚合物油墨。其代表性的柔性基材为PET。聚合物厚膜法导体包括丝印金属填料或碳粉填料。聚合物厚膜法本身很清洁，使用无铅的SMT胶黏剂，不必蚀刻。因其使用加成工艺且基材成本低，聚合物厚膜法电路是铜聚酰亚胺薄膜电路价格的1／10；是刚性电路板价格的1／2～1／3。聚合物厚膜法尤其适用于设备的控制面板。在移动电话和其他的便携产品上，聚合物厚膜法适合将印制电路主板上的元件、开关和照明器件转变成聚合物厚膜法电路。既节省成本，又减少能源消耗。
一般说来，柔性电路的确比刚性电路的花费大，成本较高。柔性板在制造时，许多情况下不得不面对这样一个事实，许多的参数超出了公差范围。制造柔性电路的难处就在于材料的挠性。
5、柔性电路的成本
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，变得和传统的刚性电路相接近。其主要原因是引入了更新的材料，改进了生产工艺以及变更了结构。现在的结构使得产品的热稳定性更高，很少有材料不匹配。一些更新的材料因铜层更薄而可以制出更精密线条，使组件更轻巧，更加适合装入小的空间。过去，采用辊压工艺将铜箔黏附在涂有胶黏剂的介质上，如今，可以不使用胶黏剂直接在介质上生成铜箔。这些技术可以得到数微米厚的铜层，得到3m．1甚至宽度更窄的精密线条。除去了某些胶黏剂以后的柔性电路具有阻燃性能。这样既可加速uL认证过程又可进一步降低成本。柔性电路板焊料掩膜和其他的表面涂料使柔性组装成本进一步地降低。
在未来数年中，更小、更复杂和组装造价更高的柔性电路将要求更新颖的方法组装，并需增加混合柔性电路。对于柔性电路工业的挑战是利用其技术优势，保持与计算机、远程通信、消费需求以及活跃的市场同步。另外，柔性电路将在无铅化行动中起到重要的作用。
具高度曲挠性，可立体配线，依空间限制改变形状。耐高低温，耐燃。叠而不影响讯号传递功能，可防止静电干扰。化学变化稳定，安定性、可信赖度高。利於相关产品之设计，可减少装配工时及错误，并提高有关产品之使用寿命。使应用产品体积缩小，重量大幅减轻，功能增加，成本降低。
软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。
引线路
硬式印刷电路板间之连接、立体电路、可动式电路、高密度电路。
商用电子设备、汽车仪表板、印表机、硬碟机、软碟机、传真机、车用行动电话、一般电话、笔记型电脑等。
印刷电路
高密度薄型立体电路
照相机、摄影机、CD-ROM、硬碟、手表等。
连接器
低成本硬板间之连接
各类电子产品
多功能整合系统
硬板引线路及连接器之整合
电脑、照相机、医疗仪器设备2、柔性电路板的结构
柔性印刷线路板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。
按照基材和铜箔的结合方式划分，柔性电路板可分为两种： 有胶柔性板和无胶柔性板。 其中无胶柔性板的价格比有胶的柔性板要高得多，但是它的柔韧性、铜箔和基材的结合力、焊盘的平面度等参数也比有胶柔性板要好。所以它一般只用于那些要求很高的场合，如：COF(CHIP ON FLEX，柔性板上贴装裸露芯片，对焊盘平面度要求很高)等。
由于其价格太高，目前在市场上应用的绝大部分柔性板还是有胶的柔性板。 下面我们要介绍和讨论的也是有胶的柔性板。由于柔性板主要用于需要弯折的场合，若设计或工艺不合理，容易产生微裂纹、开焊等缺陷。下面就是关于柔性电路板的结构及其在设计、工艺上的特殊要求。
按照导电铜箔的层数划分，分为单层板、双层板、多层板、双面板等。
3、柔性电路的挠曲性和可靠性
目前FPC有：单面、双面、多层柔性板和刚柔性板四种。
①单面柔性板是成本最低，当对电性能要求不高的印制板。在单面布线时，应当选用单面柔性板。其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。绝缘基材可以是聚酰亚胺，聚对苯二甲酸乙二醇酯，芳酰胺纤维酯和聚氯乙烯。
②双面柔性板是在绝缘基膜的两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。
③多层柔性板是将3层或更多层的单面或双面柔性电路层压在一起，通过钻孑L、电镀形成金属化孔，在不同层间形成导电通路。这样，不需采用复杂的焊接工艺。多层电路在更高可靠性，更好的热传导性和更方便的装配性能方面具有巨大的功能差异。在设计布局时，应当考虑到装配尺寸、层数与挠性的相互影响。
⑤混合结构的柔性电路是一种多层板，导电层由不同金属构成。一个8层板使用FR-4作为内层的介质，使用聚酰亚胺作为外层的介质，从主板的三个不同方向伸出引线，每根引线由不同的金属制成。康铜合金、铜和金分别作独立的引线。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情况下，是惟一可行的解决方法。
可通过内连设计的方便程度和总成本进行评价，以达到最佳的性能价格比。
4、柔性电路的经济性
如果电路设计相对简单，总体积不大，而且空间适宜，传统的内连方式大多要便宜很多。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，柔性电路是一种较好的设计选择。当应用的尺寸和性能超出刚性电路的能力时，柔性组装方式是最经济的。在一张薄膜上可制成内带5mil通孔的12mil焊盘及3mil线条和间距的柔性电路。因此，在薄膜上直接贴装芯片更为可靠。因为不含可能是离子钻污源的阻燃剂。这些薄膜可能具有防护性，并在较高的温度下固化，得到较高的玻璃化温度。柔性材料比起刚性材料节省成本的原因是免除了接插件。
高成本的原材料是柔性电路价格居高的主要原因。原材料的价格差别较大，成本最低的聚酯柔性电路所用原材料的成本是刚性电路所用原材料的1．5倍；高性能的聚酰亚胺柔性电路则高达4倍或更高。同时，材料的挠性使其在制造过程中不易进行自动化加工处理，从而导致产量下降；在最后的装配过程中易出现缺陷，这些缺陷包括剥下挠性附件、线条断裂。当设计不适合应用时，这类情况更容易发生。在弯曲或成型引起的高应力下，常常需选择增强材料或加固材料。尽管其原料成本高，制造麻烦，但是可折叠、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，使总的组装成本降低。
柔性电路产业正处于规模小但迅猛发展之中。聚合物厚膜法是一种高效、低成本的生产工艺。该工艺在廉价的柔性基材上，选择性地网印导电聚合物油墨。其代表性的柔性基材为PET。聚合物厚膜法导体包括丝印金属填料或碳粉填料。聚合物厚膜法本身很清洁，使用无铅的SMT胶黏剂，不必蚀刻。因其使用加成工艺且基材成本低，聚合物厚膜法电路是铜聚酰亚胺薄膜电路价格的1／10；是刚性电路板价格的1／2～1／3。聚合物厚膜法尤其适用于设备的控制面板。在移动电话和其他的便携产品上，聚合物厚膜法适合将印制电路主板上的元件、开关和照明器件转变成聚合物厚膜法电路。既节省成本，又减少能源消耗。
一般说来，柔性电路的确比刚性电路的花费大，成本较高。柔性板在制造时，许多情况下不得不面对这样一个事实，许多的参数超出了公差范围。制造柔性电路的难处就在于材料的挠性。
5、柔性电路的成本
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，变得和传统的刚性电路相接近。其主要原因是引入了更新的材料，改进了生产工艺以及变更了结构。现在的结构使得产品的热稳定性更高，很少有材料不匹配。一些更新的材料因铜层更薄而可以制出更精密线条，使组件更轻巧，更加适合装入小的空间。过去，采用辊压工艺将铜箔黏附在涂有胶黏剂的介质上，如今，可以不使用胶黏剂直接在介质上生成铜箔。这些技术可以得到数微米厚的铜层，得到3m．1甚至宽度更窄的精密线条。除去了某些胶黏剂以后的柔性电路具有阻燃性能。这样既可加速uL认证过程又可进一步降低成本。柔性电路板焊料掩膜和其他的表面涂料使柔性组装成本进一步地降低。
在未来数年中，更小、更复杂和组装造价更高的柔性电路将要求更新颖的方法组装，并需增加混合柔性电路。对于柔性电路工业的挑战是利用其技术优势，保持与计算机、远程通信、消费需求以及活跃的市场同步。另外，柔性电路将在无铅化行动中起到重要的作用。