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FPC种类及工艺你知道的有多少
- 2019-11-15-
什么是FPC  
柔性电路板是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性,绝.佳的可挠性印刷电路板。简称软板或FPC。  
特点:具有配线密度高、重量轻、厚度薄的特色;主要使用在手机、笔记本电脑、PDA、数码相机、LCM等很多产品。  
FPC的种类  
单层FPC  
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。单层FPC又可以分成以下四个小类:  
1、无覆盖层单面连接  
导线图形在绝缘基材上,导线表面无覆盖层,其互连是用锡焊、熔焊或压焊来实现,常用在早期的电话机中。  
2、有覆盖层单面连接  
和前类相比,只是在导线表面多了一层覆盖层。覆盖时需把焊盘露出来,简单的可在端部区域不覆盖。是单面软性PCB中应用zui多、zui广泛的一种,使用在汽车仪表、电子仪器中。  
3、无覆盖层双面连接  
连接盘接口在导线的正面和背面均可连接,在焊盘处的绝缘基材上开一个通路孔,这个通路孔可在绝缘基材的所需位置上先冲制、蚀刻或其它机械方法制成。  
4、有覆盖层双面连接  
前类不同处,表面有一层覆盖层,覆盖层有通路孔,允许其两面都能端接,且仍保持覆盖层,由两层绝缘材料和一层金属导体制成。  
双面FPC  
双面FPC在绝缘基膜的两面各有一层蚀刻制成的导电图形,增加了单位面积的布线密度。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。按照需求,金属化孔和覆盖层可有可无,这一类FPC应用较少。  
多层FPC  
多层FPC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。  
其优点是基材薄膜重量轻并有优良的电气特性,如低的介电常数。用聚酰亚胺薄膜为基材制成的多层软性PCB板,比刚性环氧玻璃布多层PCB板的重量约轻1/3,但它失去了单面、双面软性PCB优良的可挠性,大多数此类产品是不要求可挠性的。多层FPC可进一步分成如下类型:  
1、可挠性绝缘基材成品  
这一类是在可挠性绝缘基材上制造成的,其成品规定为可以挠曲。这种结构通常是把许多单面或双面微带可挠性PCB的两面端粘结在一起,但其中心部分并末粘结在一起,从而具有高度可挠性。为了具有高度的可挠性,导线层上可用一层薄的、适合的涂层,如聚酰亚胺,代替一层较厚的层压覆盖层。  
2、软性绝缘基材成品  
这一类是在软性绝缘基材上制造成的,其成品末规定可以挠曲。这类多层FPC是用软性绝缘材料,如聚酰亚胺薄膜,层压制成多层板,在层压后失去了固有的可挠性。  
FPC制造工艺  
迄今为止的FPC制造工艺几乎都是采用减成法(蚀刻法)加工的。通常以覆铜箔板为出发材料,利用光刻法形成抗蚀层,蚀刻除去不要部分的铜面形成电路导体。由于侧蚀之类的问题,蚀刻法存在着微细电路的加工限制。  
基于减成法的加工困难或者难以维持高合格率微细电路,人们认为半加成法是有效的方法,人们提出了各种半加成法的方案。利用半加成法的微细电路加工例。半加成法工艺以聚酰亚胺膜为出发材料,首先在适当的载体上浇铸(涂覆)液状聚酰亚胺树脂,形成聚酰亚胺膜。  
接着利用溅射法在聚酰亚胺基体膜上形成植晶层,再在植晶层上利用光刻法形成电路的逆图形的抗蚀层图形,称为耐镀层。在空白部分电镀形成导体电路。然后除去抗蚀层和不必要的植晶层,形成第.一层电路。在第.一层电路上涂布感光性的聚酰亚胺树脂,利用光刻法形成孔,保护层或者第二层电路层用的绝缘层,再在其上溅射形成植晶层,作为第二层电路的基底导电层。重复上述工艺,可以形成多层电路。  
利用这种半加成法可以加工节距为5um、导通孔为巾10um的超微细电路。利用半加成法制作超微细电路的关键在于用作绝缘层的感光性聚酰亚胺树脂的性能。  
组成材料  
1、绝缘薄膜  
绝缘薄膜形成了电路的基础层,粘接剂将铜箔粘接至了绝缘层上。在多层设计中,它再与内层粘接在一起。它们也被用作防护性覆盖,以使电路与灰尘和潮湿相隔绝,并且能够降低在挠曲期间的应力,铜箔形成了导电层。  
在一些柔性电路中,采用了由铝材或者不锈钢所形成的刚性构件,它们能够提供尺寸的稳定性,为元器件和导线的安置提供了物理支撑,以及应力的释放。粘接剂将刚性构件和柔性电路粘接在了一起。另外还有一种材料有时也被应用于柔性电路之中,它就是粘接层片,它是在绝缘薄膜的两侧面上涂覆有粘接剂而形成。粘接层片提供了环境防护和电子绝缘功能,并且能够消除一层薄膜,以及具有粘接层数较少的多层的能力。  
2、导体  
铜箔适合于使用在柔性电路之中,它可以采用电淀积(ED),或者镀制。采用电淀积的铜箔一侧表面具有光泽,而另一侧被加工的表面暗淡无光泽。它是具有柔顺性的材料,可以被制成许多种厚度和宽度,ED铜箔的无光泽一侧,常常经特别处理后改善其粘接能力。锻制铜箔除了具有柔韧性以外,还具有硬质平滑的特点,它适合于应用在要求动态挠曲的场合之中。  
3、粘接剂  
粘接剂除了用于将绝缘薄膜粘接至导电材料上以外,它也可用作覆盖层,作为防护性涂覆,以及覆盖性涂覆。两者之间的主要差异在于所使用的应用方式,覆盖层粘接覆盖绝缘薄膜是为了形成叠层构造的电路。粘接剂的覆盖涂覆采用的筛网印刷技术。  
不是所有的叠层结构均包含粘接剂,没有粘接剂的叠层形成了更薄的电路和更大的柔顺性。它与采用粘接剂为基础的叠层构造相比较,具有更佳的导热率。由于无粘接剂柔性电路的薄型结构特点,以及由于消除了粘接剂的热阻,从而提高了导热率,它可以使用在基于粘接剂叠层结构的柔性电路无法使用的工作环境之中。  
基本结构  
铜箔基板:CopperFilm。铜箔:基本分成电解铜与压延铜两种,常见厚度为1oz、1/2oz和1/3oz。基板胶片:常见的厚度有1mil与1/2mil两种。胶:粘接剂,厚度依客户要求而决定。覆盖膜保护胶片:CoverFilm,表面绝缘用,常见的厚度有1mil与1/2mil。离型纸:避免接着剂在压着前沾附异物,便于作业。补强板:PIStiffenerFilm,补强FPC的机械强度,方便表面实装作业,常见的厚度有3mil到9mil。EMI:电磁屏蔽膜,保护线路板内线路不受外界(强电磁区或易受干扰区)干扰。  
如何焊接  
1、操作步骤  
(1)在焊接之前先在焊盘上涂上助焊剂,用烙铁处理一遍,以免焊盘镀锡不良或被氧化,造成不好焊,芯片则一般不需处理。  
(2)用镊子小心地将PQFP芯片放到PCB板上,注意不要损坏引脚。使其与焊盘对齐,要保证芯片的放置方向正确。把烙铁的温度调到300多摄氏度,将烙铁头尖沾上少量的焊锡,用工具向下按住已对准位置的芯片,在两个对角位置的引脚上加少量的焊剂,仍然向下按住芯片,焊接两个对角位置上的引脚,使芯片固定而不能移动。在焊完对角后重新检查芯片的位置是否对准。如有必要可进行调整或拆除并重新在PCB板上对准位置。  
(3)开始焊接所有的引脚时,应在烙铁尖上加上焊锡,将所有的引脚涂上焊剂使引脚保持湿润。用烙铁尖接触芯片每个引脚的末端,直到看见焊锡流入引脚。在焊接时要保持烙铁尖与被焊引脚并行,防止因焊锡过量发生搭接。  
(4)焊完所有的引脚后,用焊剂浸湿所有引脚以便清洗焊锡。在需要的地方吸掉多余的焊锡,以消除任何短路和搭接。zui后用镊子检查是否有虚焊,检查完成后,从电路板上清除焊剂,将硬毛刷浸上酒精沿引脚方向仔细擦拭,直到焊剂消失为止。  
(5)贴片阻容元件则相对容易焊一些,可以先在一个焊点上点上锡,然后放上元件的一头,用镊子夹住元件,焊上一头之后,再看看是否放正了;如果已放正,就再焊上另外一头。  
2、注意事项  
在布局上,电路板尺寸过大时,虽然焊接较容易控制,但印刷线条长,阻抗增大,抗噪声能力下降,成本增加;过小时,则散热下降,焊接不易控制,易出现相邻线条相互干扰,如线路板的电磁干扰等情况。  
因此,必须优化PCB板设计:缩短高频元件之间的连线、减少EMI干扰。重量大的(如超过20g)元件,应以支架固定,然后焊接。发热元件应考虑散热问题,防止元件表面有较大的ΔT产生缺陷与返工,热敏元件应远离发热源。元件的排列尽可能平行,这样不但美观而且易焊接,宜进行大批量生产。电路板设计为4:3的矩形。导线宽度不要突变,以避免布线的不连续性。电路板长时间受热时,铜箔容易发生膨胀和脱落,因此,应避免使用大面积铜箔。
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