柔性電路板（FPC，F(xiàn)lexible Printed Circuit）即柔性印制線路板，簡(jiǎn)稱(chēng)軟板。它是以柔性覆銅板為基材制成的一種電路板，作為信號(hào)傳輸?shù)拿浇閼?yīng)用于電子產(chǎn)品的連接，與傳統(tǒng)PCB硬板相比，具備配線組裝密度高、彎折性好、輕量化、工藝靈活等特點(diǎn)。FPC一般可分為單層 FPC、雙層 FPC、多層 FPC 和軟硬結(jié)合版。FPC可以廣泛應(yīng)用于航天、軍事、移動(dòng)通訊，筆記本電腦，計(jì)算機(jī)外設(shè)，PDA，數(shù)字相機(jī)、汽車(chē)等行業(yè)。

柔性電路(FPC)是上世紀(jì)70年代美國(guó)為發(fā)展航天火箭技術(shù)發(fā)展而來(lái)的技術(shù)，是以聚脂薄膜或聚酰亞胺為基材制成的一種具有高度可靠性，絕佳曲撓性的印刷電路，通過(guò)在可彎曲的輕薄塑料片上，嵌入電路設(shè)計(jì)，使在窄小和有限空間中堆嵌大量精密元件，從而形成可彎曲的撓性電路。此種電路可隨意彎曲、折迭重量輕，體積小，散熱性好，安裝方便，沖破了傳統(tǒng)的互連技術(shù)。在柔性電路的結(jié)構(gòu)中，組成的材料是是絕緣薄膜、導(dǎo)體和粘接劑。

組成：

1、絕緣薄膜

絕緣薄膜形成了電路的基礎(chǔ)層，粘接劑將銅箔粘接至了絕緣層上。在多層設(shè)計(jì)中，它再與內(nèi)層粘接在一起。它們也被用作防護(hù)性覆蓋，以使電路與灰塵和潮濕相隔絕，并且能夠降低在撓曲期間的應(yīng)力，銅箔形成了導(dǎo)電層。

在一些柔性電路中，采用了由鋁材或者不銹鋼所形成的剛性構(gòu)件，它們能夠提供尺寸的穩(wěn)定性，為元器件和導(dǎo)線的安置提供了物理支撐，以及應(yīng)力的釋放。粘接劑將剛性構(gòu)件和柔性電路粘接在了一起。另外還有一種材料有時(shí)也被應(yīng)用于柔性電路之中，它就是粘接層片，它是在絕緣薄膜的兩側(cè)面上涂覆有粘接劑而形成。粘接層片提供了環(huán)境防護(hù)和電子絕緣功能，并且能夠消除一層薄膜，以及具有粘接層數(shù)較少的多層的能力。

絕緣薄膜材料有許多種類(lèi)，但是最為常用的是聚酰亞胺和聚酯材料。在美國(guó)所有柔性電路制造商中接近80%使用聚酰亞胺薄膜材料，另外約20%采用了聚酯薄膜材料。聚酰亞胺材料具有非易燃性，幾何尺寸穩(wěn)定，具有較高的抗扯強(qiáng)度，并且具有承受焊接溫度的能力，聚酯，也稱(chēng)為聚乙烯雙苯二甲酸鹽（Polyethyleneterephthalate簡(jiǎn)稱(chēng)：PET），其物理性能類(lèi)似于聚酰亞胺，具有較低的介電常數(shù)，吸收的潮濕很小，但是不耐高溫。

2、導(dǎo)體

銅箔適合于使用在柔性電路之中，它可以采用電淀積（Electrodeposited簡(jiǎn)稱(chēng)：ED），或者鍍制。采用電淀積的銅箔一側(cè)表面具有光澤，而另一側(cè)被加工的表面暗淡無(wú)光澤。它是具有柔順性的材料，可以被制成許多種厚度和寬度，ED銅箔的無(wú)光澤一側(cè)，常常經(jīng)特別處理后改善其粘接能力。鍛制銅箔除了具有柔韌性以外，還具有硬質(zhì)平滑的特點(diǎn)，它適合于應(yīng)用在要求動(dòng)態(tài)撓曲的場(chǎng)合之中。

3、粘接劑

粘接劑除了用于將絕緣薄膜粘接至導(dǎo)電材料上以外，它也可用作覆蓋層，作為防護(hù)性涂覆，以及覆蓋性涂覆。兩者之間的主要差異在于所使用的應(yīng)用方式，覆蓋層粘接覆蓋絕緣薄膜是為了形成疊層構(gòu)造的電路。粘接劑的覆蓋涂覆所采用的篩網(wǎng)印刷技術(shù)。不是所有的疊層結(jié)構(gòu)均包含粘接劑，沒(méi)有粘接劑的疊層形成了更薄的電路和更大的柔順性。它與采用粘接劑為基礎(chǔ)的疊層構(gòu)造相比較，具有更佳的導(dǎo)熱率。由于無(wú)粘接劑柔性電路的薄型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及由于消除了粘接劑的熱阻，從而提高了導(dǎo)熱率，它可以使用在基于粘接劑疊層結(jié)構(gòu)的柔性電路無(wú)法使用的工作環(huán)境之中。

FPC的分類(lèi)

表 1：FPC 分類(lèi)

FPC的產(chǎn)業(yè)

FPC 產(chǎn)業(yè)鏈上游主要原材料包括撓性覆銅板（FCCL）、覆蓋膜、元器件、屏蔽膜、膠紙、 鋼片、電鍍添加劑、干膜等八大類(lèi)，其中 FCCL 的板材膜常見(jiàn)的有聚酰亞胺膜(PI)、聚 酯(PE T)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、液晶顯示屏高聚物(LCP)等高分子材料塑料薄膜；中游為 FPC 制造；下游為各類(lèi)應(yīng)用，包括顯示/觸控模組，指紋識(shí)別模組、攝像頭模組 等，最終應(yīng)用包括消費(fèi)電子、通訊設(shè)備、汽車(chē)電子、工控醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域。

隨著汽車(chē)電動(dòng)化、智能化發(fā)展，F(xiàn)PC在彎折性、減重、自動(dòng)化程度高等優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步體現(xiàn)，F(xiàn)PC 在車(chē)載領(lǐng)域的用量不斷提升，應(yīng)用涵蓋車(chē)燈、顯示模組、BMS/VCU/MCU 三大動(dòng)力控制系統(tǒng)、傳感器、高級(jí)輔助系統(tǒng)等相關(guān)場(chǎng)景。新能源汽車(chē)的大發(fā)展帶動(dòng)車(chē)載動(dòng)力電池用 FPC 需求大幅增長(zhǎng)。

FPC在新能源汽車(chē)的應(yīng)用

采集線是新能源汽車(chē)BMS系統(tǒng)所需配備的重要部件，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控新能源動(dòng)力電池電芯的電壓和溫度；連接數(shù)據(jù)采集和傳輸并自帶過(guò)流保護(hù)功能；保護(hù)汽車(chē)動(dòng)力電池電芯，異常短路自動(dòng)斷開(kāi)等功能。

此前新能源汽車(chē)動(dòng)力電池采集線采用傳統(tǒng)銅線線束方案，常規(guī)線束由銅線外部包圍塑料而成，連接電池包時(shí)每一根線束到達(dá)一個(gè)電極，當(dāng)動(dòng)力電池包電流信號(hào)很多時(shí)，需要很多根線束配合，對(duì)空間的擠占大。Pack 裝配環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)線束依賴(lài)工人手工將端口固定在電池包上，自動(dòng)化程度低。

相較銅線線束，F(xiàn)PC 由于其高度集成、超薄厚度、超柔軟度等特點(diǎn)，在安全性、輕量化、布局規(guī)整等方面具備突出優(yōu)勢(shì)，此外 FPC 厚度薄，電池包結(jié)構(gòu)定制，裝配時(shí)可通過(guò)機(jī)械手臂抓取直接放置電池包上，自動(dòng)化程度高，適合規(guī)?；笈可a(chǎn)，F(xiàn)PC 替代銅線線束趨勢(shì)明確。

2017 年前后行業(yè)導(dǎo)入初期，由于產(chǎn)業(yè)小批量初期的高成本和汽車(chē)電子領(lǐng)域?qū)煽啃缘母咭?，?dòng)力電池企業(yè)大多還處在觀望的態(tài)度。隨著 FPC 展現(xiàn)出的優(yōu)異性能以及規(guī)?；a(chǎn)帶來(lái)的快速降本，F(xiàn)PC 替代傳統(tǒng)線束的進(jìn)程明顯提速。高工鋰電 2018 年調(diào)研顯示，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池第一梯隊(duì)的寧德時(shí)代和比亞迪已經(jīng)在 pack 環(huán)節(jié)批量化應(yīng)用 FPC。公開(kāi)信息顯示特斯拉、國(guó)軒高科、中航鋰電、塔菲爾、欣旺達(dá)、孚能等企業(yè)也均開(kāi)始應(yīng)用 FPC。目前 FPC 方案已經(jīng)成為絕大部分新能源汽車(chē)新車(chē)型的最主要選擇。

FPC 向 CCS（Cells Contact System，集成母排，線束板集成件）集成。CCS 產(chǎn)品由 FPC、塑膠結(jié)構(gòu)件、銅鋁排等組成，銅鋁排將多個(gè)電芯通過(guò)激光焊接進(jìn)行串并聯(lián)，F(xiàn)PC 通過(guò)與銅鋁排、塑膠結(jié)構(gòu)件連接從而構(gòu)成電氣連接與信號(hào)檢測(cè)結(jié)構(gòu)部件。

FPC生產(chǎn)流程

FPC的結(jié)構(gòu)

FPC的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

柔性印刷電路板是用柔性的絕緣基材制成的印刷電路，具有許多硬性印刷電路板不具備的優(yōu)點(diǎn)：

（1）可以自由彎曲、卷繞、折疊，可依照空間布局要求任意安排，并在三維空間任意移動(dòng)和伸縮，從而達(dá)到元器件裝配和導(dǎo)線連接的一體化；

（2）利用FPC可大大縮小電子產(chǎn)品的體積和重量，適用電子產(chǎn)品向高密度、小型化、高可靠方向發(fā)展的需要。因此，F(xiàn)PC在航天、軍事、移動(dòng)通訊、手提電腦、計(jì)算機(jī)外設(shè)、PDA、數(shù)字相機(jī)等領(lǐng)域或產(chǎn)品上得到了廣泛的應(yīng)用；

（3）FPC還具有良好的散熱性和可焊性以及易于裝連、綜合成本較低等優(yōu)點(diǎn)，軟硬結(jié)合的設(shè)計(jì)也在一定程度上彌補(bǔ)了柔性基材在元件承載能力上的略微不足。

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)、制造的，所以開(kāi)始的電路設(shè)計(jì)、布線和照相底版所需的費(fèi)用較高。除非有特殊需要應(yīng)用軟性PCB外，通常少量應(yīng)用時(shí)，最好不采用；

（2）軟性PCB的更改和修補(bǔ)比較困難：柔性PCB一旦制成后，要更改必須從底圖或編制的光繪程序開(kāi)始，因此不易更改。其表面覆蓋一層保護(hù)膜，修補(bǔ)前要去除，修補(bǔ)后又要復(fù)原，這是比較困難的工作；

（3）尺寸受限制：軟性PCB在尚不普的情況下，通常用間歇法工藝制造，因此受到生產(chǎn)設(shè)備尺寸的限制，不能做得很長(zhǎng)，很寬；

（4）操作不當(dāng)易損壞：裝連人員操作不當(dāng)易引起軟性電路的損壞，其錫焊和返工需要經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的人員操作。

發(fā)展前景

隨著可穿戴設(shè)備、柔性顯示和智能設(shè)備的爆發(fā)式增長(zhǎng)，對(duì)柔性電路板的需求大幅增加，行業(yè)正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，本土柔性電路板產(chǎn)業(yè)也逐漸進(jìn)入爆發(fā)期。在電子產(chǎn)品追求輕、薄、短、小設(shè)計(jì)的大背景下，超薄、可伸展型的柔性電路板蘊(yùn)含著巨大機(jī)會(huì)，促進(jìn)相關(guān)設(shè)備進(jìn)一步發(fā)展。

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