柔性印刷電路(Flexible Printed Circuit，F(xiàn)PC）是高可靠性和優(yōu)異的柔性印刷電路板，是一種采用柔性基材制成的電路板，通常使用聚酯薄膜、聚酰亞胺（PI）或聚酰胺（PA）等高性能材料。相比于傳統(tǒng)的硬板，F(xiàn)PC 具有彎曲性和柔韌性，使其適用于需要彎曲或復(fù)雜形狀的電子設(shè)備和產(chǎn)品。它具有布線(xiàn)密度高、重量輕、厚度薄、可彎曲性好等特點(diǎn)。

概述

FPC，也被稱(chēng)為柔性印刷電路，因其重量輕，厚度薄，自由彎曲和折疊等優(yōu)異特性而受到青睞。隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，電路板設(shè)計(jì)越來(lái)越向高精度、高密度方向發(fā)展。傳統(tǒng)的人工檢測(cè)方法已不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，F(xiàn)PC缺陷自動(dòng)檢測(cè)已成為工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

柔性電路板（Flexible Printed Circuit，F(xiàn)PC）是一種采用柔性基材制成的電路板，通常使用聚酯薄膜、聚酰亞胺（PI）或聚酰胺（PA）等高性能材料。相比于傳統(tǒng)的硬板，F(xiàn)PC 具有彎曲性和柔韌性，使其適用于需要彎曲或復(fù)雜形狀的電子設(shè)備和產(chǎn)品。以下是 FPC 的一些主要特點(diǎn)和應(yīng)用：

柔性和薄型設(shè)計(jì)： FPC 由柔性基材制成，可以在不影響性能的情況下彎曲和彎折。這使得 FPC 適用于一些狹小空間和復(fù)雜形狀的電子設(shè)備，例如可穿戴設(shè)備、折疊手機(jī)、攝像頭模塊等。

輕量化： 由于采用了柔性基材，F(xiàn)PC 相對(duì)于傳統(tǒng)硬板更輕巧。這對(duì)于要求產(chǎn)品輕量化的應(yīng)用非常有優(yōu)勢(shì)，如航空航天領(lǐng)域和便攜式電子設(shè)備。

高密度連接： FPC 上可以實(shí)現(xiàn)高密度的電氣連接和導(dǎo)線(xiàn)布線(xiàn)，有助于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電路設(shè)計(jì)。這使得 FPC 特別適用于一些需要大量連接和細(xì)密導(dǎo)線(xiàn)的應(yīng)用，如平板顯示器、數(shù)碼相機(jī)等。

抗振動(dòng)和抗沖擊性： 由于 FPC 的柔性特性，它對(duì)振動(dòng)和沖擊有較好的抵抗能力。這使得 FPC 適用于一些需要高度可靠性和抗干擾性的場(chǎng)合，如汽車(chē)電子、醫(yī)療設(shè)備等。

自動(dòng)化制造： FPC 的生產(chǎn)通常采用印刷電路板（PCB）的類(lèi)似工藝，具有一定的自動(dòng)化制造能力，提高了生產(chǎn)效率。

FPC 的應(yīng)用范圍非常廣泛，包括但不限于以下領(lǐng)域：

移動(dòng)設(shè)備： 折疊手機(jī)、平板電腦等。

醫(yī)療設(shè)備： 醫(yī)療傳感器、醫(yī)療成像設(shè)備等。

汽車(chē)電子： 車(chē)載顯示屏、車(chē)載攝像頭等。

航空航天： 航空電子設(shè)備、航天器內(nèi)部連接等。

消費(fèi)電子： 數(shù)碼相機(jī)、耳機(jī)、智能手表等。

柔性印刷電路(FPC)是20世紀(jì)70年代美國(guó)為發(fā)展航天火箭技術(shù)而開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)技術(shù)。它由聚酯薄膜或聚酰亞胺作為基材制成，可靠性高，柔韌性好。通過(guò)在柔性薄塑料片上嵌入電路設(shè)計(jì)，可以在狹窄有限的空間內(nèi)堆疊大量精密元件，形成柔性電路。這種電路可以隨意彎曲、折疊，重量輕，體積小，散熱好，安裝方便，突破了傳統(tǒng)的互連技術(shù)。在柔性電路的結(jié)構(gòu)中，材料有絕緣薄膜、導(dǎo)體和粘合劑。柔性印刷電路是滿(mǎn)足電子產(chǎn)品小型化和移動(dòng)化要求的唯一解決方案。柔性印刷電路可以大大減小電子產(chǎn)品的體積和重量，適合電子產(chǎn)品向高密度、小型化、高可靠性方向發(fā)展。

FPC合成材料 1 絕緣膜：

絕緣膜形成電路的基礎(chǔ)層，膠粘劑將銅箔粘接在絕緣層上。在多層設(shè)計(jì)中，它被粘合到內(nèi)層。它們也用作保護(hù)蓋，使電路免受灰塵和濕氣的影響，并減少?gòu)澢鷷r(shí)的壓力。銅箔形成導(dǎo)電層。

在一些柔性電路中，使用由鋁或不銹鋼制成的剛性元件，可以提供尺寸穩(wěn)定性，為元件和導(dǎo)線(xiàn)的放置提供物理支撐，并消除應(yīng)力。粘合劑將剛性元件和柔性電路粘合在一起。此外，柔性電路中有時(shí)還會(huì)用到另一種材料，那就是粘接層，它是在絕緣膜的兩面涂上粘合劑形成的。粘接層提供環(huán)保和電絕緣功能，并可消除一層薄膜，具有用少量層粘合多層的能力。

絕緣薄膜材料的種類(lèi)很多，但最常用的是聚酰亞胺和聚酯材料。美國(guó)所有柔性電路制造商中近80%使用聚酰亞胺薄膜材料，約20%使用聚酯薄膜材料。聚酰亞胺材料不易燃，幾何穩(wěn)定，撕裂強(qiáng)度高，耐焊接溫度。聚酯，又稱(chēng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)，其物理性能與聚酰亞胺相似，介電常數(shù)較低，吸濕少，但不耐高溫。聚酯的熔點(diǎn)為250°C，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為80°C，這限制了它們?cè)谛枰罅慷撕傅膽?yīng)用中的使用。在低溫應(yīng)用中，它們表現(xiàn)出剛性。然而，它們適用于手機(jī)和其他不需要暴露在惡劣環(huán)境中的產(chǎn)品。聚酰亞胺絕緣膜通常與聚酰亞胺或丙烯酸膠粘劑組合，聚酯絕緣材料一般與聚酯膠粘劑組合。

2 導(dǎo)體

銅箔適合用在柔性電路中。它可以電沉積(ED)或電鍍。電沉積銅箔的一面表面有光澤，而另一面的加工表面是暗淡的。它是一種柔韌的材料，可以制成許多厚度和寬度。ED銅箔的啞光面往往經(jīng)過(guò)特殊處理，以提高其粘接能力。鍛造銅箔除了具有柔韌性外，還具有剛性和光滑度的特點(diǎn)。適用于需要?jiǎng)討B(tài)偏轉(zhuǎn)的應(yīng)用場(chǎng)合。

3 膠粘劑

膠粘劑除了將絕緣膜粘接到導(dǎo)電材料上外，還可以作為覆蓋層，作為保護(hù)涂層，作為覆蓋涂層。兩者的主要區(qū)別在于使用的應(yīng)用方法。所述覆蓋層與所述覆蓋絕緣膜粘結(jié)形成具有層壓結(jié)構(gòu)的電路。網(wǎng)印技術(shù)用于膠粘劑的覆蓋和涂布。并非所有的層壓板結(jié)構(gòu)都含有粘合劑，沒(méi)有粘合劑的層壓板形成更薄的電路和更大的靈活性。與基于膠粘劑的層壓結(jié)構(gòu)相比，具有更好的導(dǎo)熱性。由于無(wú)粘合劑柔性電路的薄結(jié)構(gòu)和消除了粘合劑的熱阻，從而提高了導(dǎo)熱性。它可以用于基于粘接層壓結(jié)構(gòu)的柔性電路不能使用的工作環(huán)境。

FPC生產(chǎn)工藝

FPC的的類(lèi)型比較多，有單面FPC，雙面以及多層。

1 雙面或者多層板電路板的工藝流程，切割→鉆孔→PTH→電鍍→預(yù)處理→干貼膜→對(duì)準(zhǔn)→曝光→顯影→圖文電鍍→剝離→預(yù)處理→干貼膜→對(duì)準(zhǔn)曝光→顯影→蝕刻→剝離→表面處理→粘貼蓋板膜→壓制→固化→浸鍍鎳金→印刷文字→剪切→電試→沖孔→終檢→包裝→裝運(yùn)

2 單面板電路板的工藝流程，切割→鉆孔→粘貼干膜→對(duì)準(zhǔn)→曝光→顯影→蝕刻→剝離→表面處理→覆蓋膜→壓制→固化→表面處理→浸鎳金→印刷字→切割→電測(cè)→沖孔切割→終檢→包裝→裝運(yùn)

這些工藝并不是一塵不變的，可以根據(jù)實(shí)際的情況增減部分流程。

FPC的優(yōu)缺點(diǎn)

柔性印刷電路的優(yōu)點(diǎn)

柔性印刷電路板是采用柔性絕緣基板制成的印刷電路，具有剛性印刷電路板所不具備的許多優(yōu)點(diǎn):

1. 可自由彎曲、繞線(xiàn)、折疊，可根據(jù)空間布局要求任意排列，并可在三維空間中移動(dòng)、擴(kuò)展，從而實(shí)現(xiàn)組件裝配與電線(xiàn)連接的一體化。

2. 使用FPC可以大大減小電子產(chǎn)品的體積和重量，適合電子產(chǎn)品向高密度、小型化、高可靠性方向發(fā)展。因此，F(xiàn)PC已廣泛應(yīng)用于航空航天、軍事、移動(dòng)通信、筆記本電腦、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、pda、數(shù)碼相機(jī)等領(lǐng)域或產(chǎn)品。

3.FPC還具有良好的散熱性和可焊性，易于組裝，整體成本低等優(yōu)點(diǎn)。軟硬結(jié)合的設(shè)計(jì)也在一定程度上彌補(bǔ)了柔性基板在元器件承載能力上的輕微不足。

柔性印刷電路的缺點(diǎn) 

1. 一次性初始成本高:由于柔性PCB是為特殊應(yīng)用而設(shè)計(jì)和制造的，因此初始電路設(shè)計(jì)，布線(xiàn)和攝影大師需要更高的成本。除非有特殊需要應(yīng)用柔性PCB，否則通常最好不要在少量應(yīng)用中使用。

2. FPC的更換和維修困難:柔性PCB一旦制作完成，必須從底圖或編好的繪光程序進(jìn)行更改，因此不容易更改。表面覆蓋一層保護(hù)膜，修復(fù)前必須將其去除，修復(fù)后必須恢復(fù)，這是一項(xiàng)相對(duì)困難的任務(wù)。

3.尺寸受限制:柔性印制板在尚未普及時(shí)通常采用批量方法制造。因此，由于生產(chǎn)設(shè)備的大小，它們不能做得很長(zhǎng)很寬。

4. 易損壞:安裝和連接人員操作不當(dāng)，易造成電路損壞，其焊接和返工需要經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的人員操作。

FPC焊接操作步驟

1. 焊接前應(yīng)先在焊盤(pán)上涂上助焊劑，并用烙鐵進(jìn)行處理，以免焊盤(pán)鍍錫不良或氧化而導(dǎo)致焊接不良。芯片一般不需要加工。

2. 使用鑷子小心地將PQFP芯片放置在PCB板上，以免損壞引腳。將其與pad對(duì)齊，并確保芯片放置在正確的方向。將烙鐵的溫度調(diào)到300攝氏度以上，在烙鐵的尖端沾上少量焊錫，用工具將對(duì)齊好的芯片壓下，在兩個(gè)對(duì)角引腳上加入少量焊錫。按住芯片，焊接兩個(gè)對(duì)角線(xiàn)位置上的引腳，使芯片固定不動(dòng)。焊接對(duì)角后，重新檢查芯片位置的對(duì)齊。如有必要，調(diào)整或移除并重新調(diào)整PCB板上的位置。

3.當(dāng)開(kāi)始焊接所有引腳時(shí)，在烙鐵的尖端添加焊料，并在所有引腳上涂上助焊劑，以保持引腳濕潤(rùn)。用烙鐵的尖端觸摸芯片的每個(gè)引腳的末端，直到你看到焊料流入引腳。焊接時(shí)，應(yīng)使烙鐵的尖端與焊接引腳平行，防止因焊接過(guò)多而重疊。

4. 焊接所有引腳后，用助焊劑濕潤(rùn)所有引腳以清潔焊料。吸掉多余的焊料，以消除任何短路和重疊。最后用鑷子檢查是否有誤焊現(xiàn)象。檢查完成后，將焊料從電路板上取下，用酒精浸泡硬毛刷，沿引腳方向仔細(xì)擦拭，直至焊料消失。

5. SMD電阻-電容元件相對(duì)容易焊接。可以先把它放在焊點(diǎn)上，然后把元件的一端放上去，用鑷子夾住元件，一端焊好后再看放置是否正確。如果它已經(jīng)對(duì)齊，然后焊接另一端。
 

FPC金手指工藝

ZIF（Zero Insertion Force）插接是一種用于連接柔性電路板（FPC）到設(shè)備主板或其他電子組件的插接方式。這種插接方式的特點(diǎn)是在插入或拔出 FPC 時(shí)無(wú)需施加額外的插入力，因此稱(chēng)為"零插入力"。以下是關(guān)于 ZIF 插接和 FPC 金手指的一些關(guān)鍵信息：

ZIF 插接機(jī)制： ZIF 插接通常涉及一個(gè)帶有夾口的插座，F(xiàn)PC 的金手指通過(guò)夾口插入插座中。這種插座具有一個(gè)可移動(dòng)的夾口，通過(guò)拉動(dòng)或旋轉(zhuǎn)夾口可以打開(kāi)或關(guān)閉插座。在插入或拔出 FPC 時(shí)，用戶(hù)無(wú)需額外的插入或拔出力，因?yàn)閵A口的設(shè)計(jì)可以自動(dòng)夾住或釋放金手指。

FPC 金手指： FPC 的一端通常具有金屬導(dǎo)體形成的金手指，它們與插座的引腳相對(duì)應(yīng)。金手指的設(shè)計(jì)和排列與特定的插座兼容，確保正確的電氣連接。

對(duì)準(zhǔn)和位置： 在進(jìn)行 ZIF 插接時(shí)，非常重要的一步是確保 FPC 的金手指正確對(duì)準(zhǔn)插座的引腳，并且在插入時(shí)保持正確的位置。對(duì)準(zhǔn)不良可能導(dǎo)致連接不可靠，影響電氣性能。

ZIF 插接應(yīng)用： ZIF 插接廣泛應(yīng)用于對(duì)連接可靠性和插拔次數(shù)要求較高的場(chǎng)景，如便攜式設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)、醫(yī)療設(shè)備等。由于 ZIF 插接不需要額外的插入力，可以降低對(duì) FPC 和相關(guān)連接器的磨損，提高可靠性。

注意事項(xiàng)： 在進(jìn)行 ZIF 插接時(shí)，需要小心操作，避免彎曲 FPC，確保金手指和引腳的清潔，以維持良好的電氣連接。此外，要注意插接的次數(shù)，因?yàn)?ZIF 插接的次數(shù)有限，過(guò)多的插拔可能導(dǎo)致連接不可靠。

FPC金手指常用于排線(xiàn)類(lèi)產(chǎn)品，如ZIF連接器等，這類(lèi)金手指也稱(chēng)為插拔金手指。FPC金手指處的厚度需要與連接器座子的厚度匹配，太薄了會(huì)導(dǎo)致接觸不良，甚至脫落，太厚了也會(huì)無(wú)法插入到座子里面，厚度公差一般要求+/-0.03mm。

FPC仿真

FPC上傳輸?shù)男盘?hào)速率越來(lái)越高，尤其是在一些光模塊或者高速消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品上，比如手機(jī)、筆記本電腦等。對(duì)于特別高速的產(chǎn)品，在使用FPC的時(shí)候，為了減少一些網(wǎng)格銅對(duì)信號(hào)的影響，通常在信號(hào)線(xiàn)下采用實(shí)銅作為參考。不管使用什么樣的設(shè)計(jì)，F(xiàn)PC的仿真就顯得非常重要。下面是在ADS中進(jìn)行模塊的FPC仿真：

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