電池軟板廠講FPC(柔性線路板)與PCB(線路板)廣泛用于產(chǎn)品零部件直接的連接,主要起到電流、電壓、信號的傳輸作用;在LCM領(lǐng)域,F(xiàn)PC&PCB主要起到一個連接panel和客戶端整機的一個連接作用,客戶通過在整機端輸入電信號來Control panel的顯示。
1、FPC&PCB各自特點
FPC具有配線密度高、重量輕、厚度薄、彎折性好的特點?;谌嵝缘奶攸c、優(yōu)勢,F(xiàn)PC板一般被用于需要重復撓曲的應用場景。
PCB的應用也十分廣泛,提供集成電路等各種電子元器件固定裝配的機械支撐;實現(xiàn)集成電路等各種電子元器件之間的電氣連接或電絕緣,提供所要求的電氣特性,如特性阻抗等;隨著集成電路集成度提高和安裝技術(shù)進步,可實現(xiàn)高密度化設計。
PCB通常采用FR4玻纖板做基材,是不能彎折、撓曲的。而FPC一般用PI聚酰亞胺做基材,這是一種柔性材料,因此可以任意進行彎折、撓曲,因此FPC的基材我們稱為FCCL(Flexible Copper Clad Laminate) 撓性覆銅板。比如滑蓋手機連接屏幕的FPC可以耐折彎達10萬次左右。
PCB的厚度通常為0.8mm到1.6mm,而FPC的厚度一般為0.3mm,大大節(jié)省了產(chǎn)品空間。隨之而來的缺點是FPC較硬板散熱性略差,F(xiàn)PC的成本也要比PCB板高,所以為了降低成本,在空間足夠的情況下,越來越傾向于使用PCB板的設計方案。
另外一個重要原因是:PCB的設計對產(chǎn)品的EMC效果較好,主要原因是PCB可以實現(xiàn)多層設計;可以將信號線、電源線、GND分層布置,減少信號之間的干擾和耦合作用,具有較好的電磁兼容性,PCB板層數(shù)越多,支撐的信號、數(shù)據(jù)就越多,設備功能也就越強大。其分層布置如下圖:
2、FPC的工藝流程
3、PCB的工藝流程
4、PCB&FPC翹曲問題
當基材,保護膜,補強板膨脹率不一致時就容易發(fā)生如下圖示的翹曲問題。
FPC廠講翹曲會對我們產(chǎn)生什么樣的影響呢?為什么我們關(guān)注此問題?
主要有兩方面原因:
1.FPC或PCB翹曲過大,影響bonding工序的有效進行,我們FPC&PCB主要是起連接作用的,bonding就是和其他部件建立連接的工序,翹曲過大,設備無法識別FPC&PCB的對位Mark,或者bonding后偏位,都將嚴重影響產(chǎn)品的良率。
2.FPC或PCB翹曲過大,在表面焊接元器件后會對其產(chǎn)生一定應力,一方面影響元器件的性能和壽命,另一方面,在電場的同步作用下,會引發(fā)元器件嘯叫,加速元器件的失效。
5、FPC的材料構(gòu)成及其作用
FPC主要由基材(一般簡稱為FCCL:Flexible Copper Clad Laminate, 即柔性覆銅板)和保護膜(一般簡稱為C/L:Coverlay)組成,其它還包括補強板,鍍鎳層,鍍金層等。
基材是FPC的主要構(gòu)成材料,是電路的載體,主要由PI+(膠)+銅層組成。
保護膜是貼在基材銅層的表面起到保護線路的作用,由PI+膠組成。
PI為FPC主要材料,主要作用是絕緣,特點為耐高溫,彎折性能佳,所生產(chǎn)的產(chǎn)品可靠性佳。
FPC根據(jù)銅層構(gòu)成可以分為單層板和雙層板。
6、PCB的材料構(gòu)成及其作用
PCB的主要材料
銅箔:單位OZ,在PCB行業(yè)指厚度。1OZ的定義:一平方英尺面積單面覆蓋銅箔重量1OZ(28.35g)的銅層厚度,1OZ銅箔厚度為35um。一般薄銅箔指0.5OZ(18um)以下厚度的銅箔。
基材:覆銅箔層壓板(Copper Clad Laminates,簡寫為CCL),簡稱覆銅箔板或覆銅板,是制造PCB的基板材料。由介電層(樹脂Resin,玻璃纖維Glass fiber),及高純度的導體銅箔二者構(gòu)成的復合材料。
膠片或半固化片(PP):樹脂與載體合成的一種片狀粘結(jié)材料,壓合銅箔與CCL用。
阻焊劑:PCB上的綠色或是棕色,是阻焊漆(soldermask)的顏色。這層是絕緣的防護層,可以保護銅線,也可以防止零件被焊到不正確的地方。
絲印:在阻焊層上另外會印刷上一層絲網(wǎng)印刷面(silk screen)。通常在這上面會印上文字與符號(大多是白色的),以此標示出各零件在板子上的位置,板廠LOGO等生產(chǎn)信息。
我們常說PCB的材質(zhì)為FR4,嚴格來說并不正確,F(xiàn)R4只是PCB中的基材,其本身還有其他多層材料組成,PCB是多層復合板,不能用單一材料去定義。FPC也為多層復合材料。
7、發(fā)展趨勢
FPC的今后發(fā)展趨勢,首先是厚度方面,F(xiàn)PC的厚度必須更加靈活,必須做到更??;可以彎折是FPC與生俱來的特性,未來的FPC耐折性必須更強,必須超過1萬次,當然,這就需要有更好的基材;
現(xiàn)階段,F(xiàn)PC的價格較PCB高很多,如果FPC價格下來了,市場必定又會寬廣很多。為了滿足多方面的要求,F(xiàn)PC的工藝必須進行升級,最小孔徑、最小線寬/線距必須達到更高要求。
綜述國內(nèi)外對未來印制板生產(chǎn)制造技術(shù)發(fā)展動向的論述基本是一致的,即向高密度,高精度,細孔徑,細導線,細間距,高可靠,多層化,高速傳輸,輕量,薄型方向發(fā)展,在生產(chǎn)上同時向提高生產(chǎn)率,降低成本,減少污染,適應多品種、小批量生產(chǎn)方向發(fā)展。印制電路的技術(shù)發(fā)展水平,一般以印制板上的線寬,孔徑,板厚/孔徑比值為代表。
8、焊接FPC和PCB有什么區(qū)別
在FPC柔性線路板上組裝組件要求,隨著智能可穿戴行業(yè)變得越來越流行,由于組裝空間的限制,SMD在FPC上的表面安裝已成為SMT技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。但是,F(xiàn)PC比PCB更難組裝,因為組裝起來不那么堅固。今天,讓我們了解組裝柔性板和剛性板之間的區(qū)別。
1. 焊接過程
像PCB工藝一樣,通過鋼網(wǎng)和焊膏打印機的操作,焊膏被覆蓋在FPC和軟硬結(jié)合板上。但是FPC的表面不是平坦的,因此我們需要使用一些固定裝置或加補強進行固定。通常我們會在FPC的元件區(qū)域粘貼補強。
2. SMT元件放置
在當前SMT組件小型化的趨勢下,小的組件將在回流焊接過程中引起一些問題。如果FPC很小,則延伸和皺紋將不是一個嚴重的問題,從而可以縮小SMT框架或增加標記點。如果您不想將加強筋粘在組件的底部,則組裝后可能需要靈活性。因此,SMT夾具將是一個不錯的選擇。
3. 回流焊工藝
在回流焊接之前,必須將FPC干燥。這是FPC與PCB組件放置過程之間的重要區(qū)別。除了柔性材料的尺寸不穩(wěn)定性外,它們還相對吸濕。它們像海綿一樣吸收水。一旦FPC吸收了水分,就必須停止回流焊接。PCB也有同樣的問題,但是具有更高的容差。FPC需要在225°-250°的溫度下進行預熱和烘烤。這種預熱和烘烤必須在1小時內(nèi)迅速完成。如果未及時烘烤,則需要將其存儲在干燥或氮氣存儲室中。
9、總結(jié)
雖然柔性線路板具有配線密度高、重量輕、厚度薄、彎折性好的特點,當前還不能普遍廣泛應用,技術(shù)相對也不成熟。相對目前來說,F(xiàn)PC柔性線路板還不能取代PCB線路板。原因主要有以下幾個方面:
1、設計因素
對于需要使用插件元件的PCB,只能采用剛性板,就是你說的硬板;不少有受力要求的PCB,只能使用剛性板
2、成本因素
柔性板的成本目前還是比剛性板高很多,不止一倍。
3、制造因素
剛性板的直通率比柔性板更高
柔性電路板廠講在項目設計中,根據(jù)客戶不同的需求,我們可以選用不同的設計方案,若客戶對成本比較關(guān)心且EMC的要求高,則可選用PCB設計方案;若客戶對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有要求,厚度空間小,則可選用FPC設計方案,F(xiàn)PC的柔性特點,可以充分利用有限的空間。