FPC基础知识简介

copper adhesive substrate
7.FPC常用材料的基本结构 单面板无胶基材
•
copper substrate
铜箔:基本分为电解 铜（有的材料是高延电解铜 箔）与压延铜两种. 厚度上 常见的为1/3oz 1/2oz与1oz.
基底材料:一般分为聚酰亚胺 （PI)、聚酯（PET）、聚萘二甲酸 乙二醇酯 (PEN)，其常见的厚度为 厚度的有1mil与1/2mil两种.
什么叫 FPC？
1. FPC 的术语和定义
1.2刚挠印制板的定义（Rigid-Flex Printed Board)：刚挠印制板现在通俗的叫法为软硬结合 板，是由刚性和挠性基材有选择地层压在一起组 成，以镀通孔（PTH）形成导电连接。每块软硬 结合板上有一个或多个刚性区和一个或多个挠性 区。
2.挠性印制板的性能等级及安装使用类别
• IC封装
6 FPC的分类
• 6.1 FPC按结构分类 • 6.2 FPC按照线路层数分类 分单面板、双面板、多层板 • 6.3 FPC按照物理强度的分类 分柔性板（软性板）和软硬结合板
6.1 FPC按结构分类
• 1型——包含一层导电层的单面挠性印制板，带有 或不带增强片（板）。 • 2型——包含两层导电层和镀覆孔的双面挠性印制 板，带有或不带增强片（板）。 • 3型——包含三层或三层以上导电层及镀覆孔的多 层挠性印制板，带有或不带增强片（板）。 • 4型——包含三层或三层以上导电层及镀覆孔的刚 挠结合多层印制板。 • 5型——包含两层或两层以上导电层、无镀覆孔的 挠性或刚挠结合多层印制板。
镂空或假双面板-结构示意图
6.2.3 FPC按线路层数分类:双面板
• 挠性双面印制电路板: 指包含两层具有镀通孔的 导电层,可以有或无增强层 • 优点是增加了单位面积的 布线密度,结构比单面板 复杂,需经过钻孔、沉铜、 镀铜制作导通孔以实现双 面互连。
挠性双面印制电路板-构成示意图
• 挠性双面印制电路板
7.FPC常用材料的基本结构 单面板有胶基材
铜箔:基本分为电解 铜（有的材料是高延电解铜箔）与 压延铜两种. 厚度上常见的为 1/3oz 1/2oz与1oz. • 基底材料:一般分为聚酰亚胺 （PI)、聚酯（PET）、聚萘二甲酸 乙二醇酯 (PEN)，其常见的厚度为 厚度的有1mil与1/2mil两种.PEN软 化温度比PET高30℃左右。 • 粘接剂:常用的是20um,12.5um. 欧美一般采用丙稀酸胶，日系一般 采用改性环氧胶 •
8.2 FPC的特性要求：耐热性
• 一般软板的零件装配条件雷同于硬板,现在都是采用无 铅制程，因此选择的材料就必须可耐正常SMT装配步 骤的温度而不会有板变形扭曲或爆板发生。如果采用 热压（hot bar）工艺，一般设定320+/-20℃,3~5秒， 对原材料的要求会更高。之前出现过热压后粘接胶变 色的情况。
• 软硬结合版： 在挠性板两面再粘结两个刚 性的外层，刚性和挠性板上 的电路通过金属化孔相互连 通，每个刚-挠印制板上有一 个或多个刚性区和挠性区。 • 刚-挠结合板改变了传统的平面式的设计概 念，扩大到立体的3维空间概念，其可弯 曲、可折叠的特点，可得到最大化的空间 利用率。
软硬结合板-构成示意图
copper adhesive substrate adhesive copper
7.FPC常用材料的基本结构 双面板无胶铜箔基材
铜箔:基本分为电解 铜（有的材料是高延电解 铜箔）与压延铜两种. 厚度 上常见的为1/3oz 1/2oz与 1oz. 基底材料（PI、 PET、PEN）:常见的厚度 有1mil，0.8mil与1/2mil三 种.
FPC基础知识简介
博罗县精汇电子科技有限公司 高秀江
源自文库
www.jinghuidz.com
目录
• • • • • • • • • • • • 1.FPC 的定义 2.挠性印制板的性能等级及安装使用类别 3.FPC的产品特性 4.FPC产品应用领域 5.FPC产品应用实例 6.FPC结构分类 7.FPC常用材料的基本结构 8.FPC的期望特性要求 9.软板材料新趋势 10.FPC的常见加工流程 11. FPC的发展趋势 12. 软板应用对材料的特殊要求
8.3 FPC的特性要求：抗撕强度
• 由于厚度薄以及材料本身的特性,因此抗撕 裂能力一直是材料商努力改善的重点，制 造者则从材料的选择以及设计上来提高抗 撕强度.零件的内角一般都采用倒圆弧或加 铜堤的方式防止后续装配或使用时容易撕 裂的问题。
8.4 FPC的特性要求：耐折能力
• 很多的电子产品在使用软板进行装配的时候，需要将软板 对折成180度，这种情况下，弯折半径就非常重要。IPC6013B-2009版的3.10.13条款里面有实验方法，弯折半径 的选取参考IPC-2223的5.2.3.4条款。有兴趣的可以看一 看。但是大部分的客户装配时弯折成死折或员工不小心操 作搞断，有的时候也会投诉供应商。
3.FPC 的产品特性
1）体积小、重量轻 软性电路板最初的设计是用于代替体积较大的线束导线。 挠性组装的总重量和体积比传统的圆导线线束方法要减少 约70%，挠性电路还可以通过使用增强材料或衬板的方法 增加其强度，以取得附加的机械稳定性。软板可以满足高 密度、小型化、轻量化、薄型化、高可靠方向发展的需要 2）可移动、弯曲、扭转 软性电路可以在三维空间内移动、弯曲、扭转而不会损坏 导线，可以遵从不同形状和特殊的封装尺寸，可以承受数 万次的动态弯曲，可以很好的是用于连续运动或定期运动 的内连系统中。 3）软性电路具有优良的电性能、介电性能及耐热性。
6.2.1 FPC按线路层数分类:单面板
• 单面板: 指包含一个导电层, 可以有或无增强层 • 特点是结构简单 制作方便
挠性单面印制电路板-构成示意图
• 一、单面板（单面覆铜板可以有或无粘接胶）
6.2.2 FPC按线路层数分类:镂空或假双面板 • 镂空或假双面板: 包含一个导电层,且在同 一层线路作出两面连结 结构,可在两面进行组装, 可以有或无增强层 • 特点是结构简单, 可代替简单双面板,且 结构比普通双面板更 有利弯曲操作.
3. FPC 的产品特性
6）软性电路有利于热扩散 平面导体比圆形导线有更大的面积/体积比率，这 样就有利于导体中热的扩散。 • 低成本 用挠性电路装连，能使总的成本有所降低。这是 因为FPC的应用使结构设计简化，他可以直接粘 附到机构件上，减少线夹和其固定件。 由于软性覆铜箔可连续成卷状供应，因此可实现 挠性FPC的自动化连续生产，这也有利于降低成 本。 由于FPC可以弯曲及同时用一个模板生产出来， 所以，产品的一致性很好，消除了线束导线装连 时经常发生的错误和返工。
• 挠性印制板应根据其最终用途而具有不同的性能要求。将印制 板性能等级分为1、2、3三级。 • 1级 一般电子产品 包括消费类产品、某些计算机及其外部设 备，适合用于对外观缺陷并不重要而主要要求是成品的印制板 功能的场合。 • 2级 耐用电子产品 包括通讯设备、复杂的商用机器、仪器，这 些设备要求高性能及长寿命，需要不间断工作但非关键。印制 板的某些外观缺陷是允许的。 • 3级 高可靠性电子产品 包括那些连续功能或一旦需要立即工作 的功能，是关键性的设备。那些设备不允许有停机时间，当需 要时必须能正常工作，例如生命维持设施或航空控制系统。本 级的印制板适用于需要可靠性水平，应用于至关重要的场合。 （例如：心脏起搏器、飞机、卫星、运载火箭等） • 安装使用类别 • A 类 安装过程中能承受弯曲 • B 类 能承受采购文件规定的动态弯曲 • C 类 耐高环境温度( 超过 105 °C ) • D 类 经UL认证
4.FPC 产品应用领域
5.FPC 产品应用实例
• 消费性电子
5.FPC 产品应用实例
• 电脑及周边设备
5.FPC 产品应用实例
• 通信设备
5.FPC 产品应用实例
• 医疗器材
5.FPC 产品应用实例
• 汽车工业
5.FPC 产品应用实例
• 军方武器及航空设备（火星探测器上用）
5.FPC 产品应用实例
copper subtrate copper
7.FPC常用材料的基本结构 覆盖膜(Coverlay)
基底材料（PI、PET、 PEN）:常见的厚度有1mil， 与1/2mil三种.
substrate adhesive Releasing film
粘接剂:厚度依客戶要求 而決定. 离形纸:避免粘接剂在压 着前沾附异物;便于作业.
1. FPC 的术语和定义
1.1 挠性印制电路板定义： 英文Flexible Printed Circuit Board，缩写为 FPC，简称挠性印制板，国内又称软性板；在IPCT-50(电子电路互连与封装术语及定义)中对挠性电 路板的定义是：使用挠性的基材制作的单层、双层 或多层线路的印制电路板，可以有覆盖层，也可以 没有覆盖层。
• PI材料: 补强FPC的 机械强度, 方便表面实 装作业.常见的厚度为 1mil~6mil. • 粘接剂：厚度一般是 12.5um和25um两种 • 离形纸:避免接着剂 在压着前沾附异物. • 做双面镂空板使用的情 况比较多。
Releasing film adhesive PI adhesive Releasing film
7.FPC常用材料的基本结构 补强胶片(PI Stiffener)
•
PI adhesive Releasing film
补强胶片: 补强 FPC的机械强度, 方 便表面实装作业.常 见的PI厚度有3~9mil. • 粘接剂:一般25um. • 离形纸:避免接着 剂在压着前沾附异物.
7.FPC常用材料的基本结构 纯胶膜(Adhesive Sheet)
•
7.FPC常用材料的基本结构 双面板有胶铜箔基材
铜箔:基本分为电解 铜（有的材料是高延电解铜箔） 与压延铜两种. 厚度上常见的为 1/3oz 1/2oz与1oz. 基底材料（PI、PET、 PEN）:常见的厚度有1mil与 1/2mil两种. 粘接剂:常用的是20um， 13um.欧美一般采用丙稀酸胶， 日系一般采用改性环氧胶
3. FPC 的产品特性
4)软性电路具有更高的装配可靠性和产量 软性电路减少了内连所需要的硬件,如传统的电子 封装上常用的焊点、中继线、底板线路及线缆， 使的软性电路可以提供更高的装配可靠性和产 量。 5）挠性电路可以进行三维（3-D）互连安装 许多电子设备有很多的输入和输出阵列，常常需 要占据不止设备的一个面，这样就需要三维的互 连结构进行互连。挠性电路在二维上进行设计和 制作，但可以进行三维的安装。
8.5 FPC的特性要求：极限温度下的柔软度
6.2.4 FPC按线路层数分类:多层软板
• 挠性多层印制电路板: 是将三层或更多层的单面 挠性电路或双面挠性电路 层压在一起，通过钻孔、 电镀形成金属化孔，在不 同层间形成导电的通路。 多层板其孔设计可以有通 孔、埋孔、盲孔。
挠性多层印制电路板-构成示意图
• 挠性多层印制电路板
6.3 FPC按物理强度分类:软硬结合板
•
Releasing film adhesive Releasing film
离形紙:避免接着剂 在压着前沾附异物. • 粘接胶:厚度一般是 25um或12.5um. 功能在于 分层板、多层板、软硬结 合版的粘接，补强材料和 软板的粘接等等，分为丙 稀酸和改性环氧两种类 型。
7.FPC常用材料的基本结构 双面粘接胶片(Bond-Ply)
8.FPC的期望特性要求
• 以下所列八点乃是理想的软板特性，期望 能符合不同最终产品作业的需求，但至目 前为止，还没有任何材料可以完全满足这 些要求，可作为材料供应商参考的改善方 向。
8.1 FPC的特性要求：尺寸稳定性
• FPC基材和覆盖膜的涨缩，是FPC制造者 与使用者最关心的议题，因为它会影响制 作与装配的品质.因此如何从材料与制程方 面的改善来提高软板尺寸的稳定性，是 FPC原材料供应商一直努力的方向。同 时，不同的生产线生产同一种型号的产品 的尺寸涨缩一致性也非常重要，尤其多层 板和软硬结合板的生产，要求相对更高。