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文档简介

FPC是什么FPC是FlexiblePrintedCircuit的简称,又称软性线路板、柔性印刷电路板,挠性线路板,简称软板或FPC,具有配线密度高、重量轻、厚度薄的特点. 主要使用在手机、笔记本电脑、PDA、数码相机、LCM等很多产品. FPC软性印制电路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。 产品特点: 1.可自由弯曲、折叠、卷绕,可在三维空间随意移动及伸缩。 2.散热性能好,可利用F-PC缩小体积。 3.实现轻量化、小型化、薄型化,从而达到元件装置和导线连接一体化。 FPC应用领域 MP3、MP4播放器、便携式CD播放机、家用VCD、DVD、数码照相机、手机及手机电池、医疗、汽车及航天领域 FPC成为环氧覆铜板重要品种 具有柔性功能、以环氧树脂为基材的挠性覆铜板(FPC),由于拥有特殊的功能而使用越来越广泛,正在成为环氧树脂基覆铜板的一个重要品种。但我国起步较晚有待迎头赶上。 环氧挠性印制线路板自实现工业生产以来,至今已经历了30多年的发展历程。从20世纪70年代开始迈入了真正工业化的大生产,直至80年代后期,由于一类新的聚酰亚胺薄膜材料的问世及应用,挠性印制电路板使FPC出现了无粘接剂型的FPC(一般将其称为“二层型FPC”)。进入90年代世界上开发出与高密度电路相对应的感光性覆盖膜,使得FPC在设计方面有了较大的转变。由于新应用领域的开辟,它的产品形态的概念又发生了不小的变化,其中把它扩展到包括TAB、COB用基板的更大范围。在90年代的后半期所兴起的高密度FPC开始进入规模化的工业生产。它的电路图形急剧向更加微细程度发展,高密度FPC的市场需求量也在迅速增长。 FPC也可以称为:柔性线路板 PCB称为硬板 最常有的材料如: 美资:杜邦ROGERS日资:有泽TORAY信越京瓷 台资:台虹宏仁律胜四维新杨佳胜 国产:九江华弘PCB/FPC常用单位的互换关系1inch(英寸)=25.4mm(毫米)=1000mils(千分之一英寸); 1m(米)=3.28foot(英尺);1foot(英尺)=12inch(英寸); 1mils(千分之一英寸)=25.4um(微米)=1000uinch(微英寸); 1M2(平方米)=10.7638SF(平方英尺);1SF(英尺)=144squareinch(平方英寸); 1OZ(盈司)=35um(微米);1OZ(盈司)=1.38mils(千分之一英寸); 1Lt(公升)=1dm3(立方分米);1Lt(公升)=61.026cubicinch(立方英寸); 1Kg(公斤)=1000g(克);1LB(英镑)=453.92g(克); 1Kg(公斤)=1000g(克);1Kg(公斤)=2.20LB(英镑); 1Kg(公斤)=9.8N(牛顿);1m(米)=10dm(分米)=100cm(厘米)=1000mm(毫米) 1mm(毫米)=1000um(微米);1um(微米)=1000nm(纳米); 1Gal(加仑)=4.546Lt(公升)英制;1Gal(加仑)=3.785Lt(公升)美制; 1PSI(磅/平方英寸)=0.006895Mpa(兆帕斯卡);1Pa(帕斯卡)=1N/m2(牛顿/平方米); 1bar(巴)=0.101Mpa(兆帕斯卡);1克=5克拉. 1、Access Hole 露出孔(穿露孔,露底孔) (FPC、软板相关术语)常指软板外表的保护层 Coverlay(须先冲切出的穿露孔),用以贴合在软板线路表面做为防焊膜的用途。但却须刻意露出焊接所需要的孔环孔壁或方型焊垫,以便于零件的焊接。所谓Access Hole原文是指表层有了穿露孔,使外界能够接近表护层下面之板面焊点的意思。某些多层板也具有这种露出孔。 2、Acrylic 压克力(FPC、软板相关术语)是聚丙烯酸树脂的俗称,大部份的软板均使用其薄膜,当成接着之胶片用途。 3、Adhesive 胶类或接着剂(FPC、软板相关术语)能使两接口完成黏合的物质,如树脂或涂料等。 4、Anchoring Spurs 着力爪(FPC、软板相关术语)中板或单面板上,为使孔环焊垫在板面上有更强力的附着性质起见,可在其孔环外多余的空地上,再另行加附几只指爪,使孔环更为巩固,以减少自板面浮离的可能。如附图就是软板表护层下所隐约见到的着力爪示意图。 5、Bandability 弯曲性,弯曲能力(FPC、软板相关术语)为动态软板(Dynamic Flex Board)板材之一种特性,例如计算机磁盘驱动器的打印头Print Heads)所接续之软板,其品质即应达到十亿次的 弯曲性试验。 6、Bonding Layer 结合层,接着层(FPC、软板相关术语)常指多层板之胶片层,或 TAB 卷带,或软板之板材,其铜皮与聚亚醯胺(PI)基材间的接着剂层。 7、Coverlay/Cover Coat 表护层、保护层(FPC、软板相关术语)软板的外层线路,其防焊不易采用硬板所用的绿漆,因在弯折时可能会出现脱落的情形。需改用一种软质的压克力层压合在板面上,既可当成防焊膜又可保护外层线路,及增强软板的抵抗力及耐用性,这种专用的外膜特称为表护层或保护层。 8、Dynamic Flex(FPC)动态软板(FPC、软板相关术语)指需做持续运动用途的软性电路板,如磁盘驱动器读写头中的软板即是。此外另有静态软板(Static FPC),系指组装妥善后即不再有动作之软板类。 9、Film Adhesive接着膜,黏合膜(FPC、软板相关术语)指干式薄片化的接着层,可含补强纤维布的胶片,或不含补强材只有接着剂物料的薄层,如FPC的接着层即是。 10、Flexible Printed Circuit,FPC 软板(FPC、软板相关术语)是一种特殊的电路板,在下游组装时可做三度空间的外形变化,其底材为可挠性的聚亚醯胺(PI)或聚酯类(PE)。这种软板也像硬板一样,可制作镀通孔或表面黏垫,以进行通孔插装或表面黏装。板面还可贴附软性具保护及防焊用途的表护层(Cover Layer),或加印软性的防焊绿漆。 11、Flexural Failure 挠曲损坏(FPC、软板相关术语)由于反复不断的弯折挠曲动作,而造成材料(板材)的断裂或损坏,称为Flexural Failure。 12、Kapton 聚亚醯胺软材(FPC、软板相关术语)此为杜邦公司产品的商名,是一种聚亚醯胺薄片状的绝缘软材,在贴附上压延铜箔或电镀铜箔后,即可做成软板(FPC)的基材。 13、Membrane Switch 薄膜开关(FPC、软板相关术语)以利用透明的聚酯类(Mylar)薄膜做为载体,采网印法将银胶(Silver Pastes或称银浆)印上厚膜线路,再搭配挖空垫片,与凸出的面板或 PCB 结合,成为触控式的开关或键盘。此种小型的按键器件,常用于手执型计算器、电子字典,以及一些家电遥控器等,均称为薄膜开关。 14、Polyester Films聚酯类薄片(FPC、软板相关术语)简称PET薄片,最常见的是杜邦公司的商品Mylar Films,是一种耐电性良好的材料。电路板工业中其成像干膜表面的透明保护层,与软板(FPC)表面防焊的Coverlay都是PET薄膜,且其本身亦可以当成银膏印刷薄膜线路(Membrane Circuit)的底材,其它在电子工业中也可当成电缆、变压器、线圈的绝缘层或多枚IC的管状存于器等用途。 15、Polyimide (PI)聚亚醯胺(FPC、软板相关术语)是一种由Bismaleimide与Aromatic diamine所共同聚合而成的优良树脂,最早是由法国Rhone-Poulenc公司所推出的粉状树脂商品Kerimid 601而著称。杜邦公司将之做成片材,称为Kapton。此种PI板材之耐热性及抗电性都非常优越,是软板(FPC)及卷带自动结合(TAB)的重要原料,也是高级军用硬板及超级计算机主机板的重要板材,此材料大陆之译名是聚并胺。 16、Reel to Reel卷轮(盘)连动式操作(FPC、软板相关术语)某些电子零件组件,可采卷轮(盘)收放式的制程进行生产,如 TAB、IC的金属脚架 (Lead Frame)、某些软板(FPC)等,可利用卷带收放之方便,完成其联机自动作业,以节省单件式作业之时间及人工的成本。 17、Release Agent Release Sheets脱模剂,离型膜(FPC、软板相关术语)一般模造塑料制品,须在模子壁内涂抹一层脱模剂,以方便成型后之脱模。电路板工业早期多层板之压合制程,尚未用到铜箔直接叠合,而只采用单面或双面薄基板之成品,进行所谓的再压合(Relamination)工作。在此之前需于钢板与铜面之间,多垫一张碳氟树脂的离型膜以预防树脂沾污到钢板上,如杜邦的商品Tedlar即是。亦称为 Release Film。 如今多层板的层压制程,绝大多数已直接采用铜箔与胶片,以代替早期的单面薄基板,不但成本降低而且多层板的结合(Bonding)品质也更好。只要将铜箔刻意剪裁大一些,即可防止溢胶,因而价格不菲的Tedlar也可省掉了。 18、Rigid-Flex Printed Board硬软合板(FPC、软板相关术语)是一种硬板与软板组合而成的电路板,硬质部份可组装零件,软板部份则可弯折连通,以减少接头的麻烦与密集组装的体积,并可增加互连的可靠度。美式用语简称为Rigid-Flex,英国人却叫做Flex-Rigid。 19、Steel Rule Die(钢)刀模(FPC、软板相关术语)是软板制程中切外形用的刀模,其做法是将薄钢刀片,按板子外形嵌入厚木板中做成为切模,再垫以软橡皮组合的另一片垫板,以冲压方式切出软板的外形,其作业方式与一般纸器工业所用的刀模切外形者相似。 20、Stiffener补强条,补强板(FPC、软板相关术语)某些软板在其零件组装处,需另加贴一片补强用的绝缘板材,称为Stiffener。但此种做法与软硬合板不同,所谓 Regid-Flex 其硬板部份也有线路及通孔的分布。而Stiffener则无任何电性功能,只做为补强用途而已。 21、Wrought foil锻碾金属箔(FPC、软板相关术语)将铸造的金属锭块,经多次加温辊碾(Rolling)而成的薄片,称之Wrought Foil。一般动态软板(Dynamic FPC)所用的压延铜皮就是此类产品。不过业界较少使用此词,反而多称为 R.A.Foil (Rolled Annealed Foil)。FPC Flexible Printed Circutits ; 软性电路板 (软板)(大陆术语称为挠性印制板)PI Ployimide; 聚亚醯胺是一种Tg高达 260的优良高功能树脂,可用以制造高价位的特殊板材,大陆术语称为聚醯并胺。FPC增强板的加工胶黏剂一般都是膜状,二面用离型膜保护。把撕去一面离型膜的粘接膜贴于增强板上,然后进行外形和孔的加工,而后将其与柔性印制板用热辊层压法层压在一起。所用材料不同,形状的尺寸精度也不同。环氧玻布层压板和纸基酚醛层压板的刚性板可用数控钻铣床或模具加工外形和孔。聚酯和聚酰亚胺膜也可以用刀模进行简易外形加工,一般薄膜状增强板不需要加工微细孔,可用数控钻孔和模具加工。如果能在较短时间内进行处理或自动化,那么会降低制造成本。把增强板对好定位贴在已加工好外形和孔的柔性印制板上,这一工序很难实现自动化,而且所占加工费用中的比例大,由于这一作业不得不依靠人工进行,如果一片柔性印制板上需要多片不同材质的增强板,因而成本升高,相反如果设计简单或者使用易于操作的夹具,就会明显地提高生产效率,从而降低成本。各厂都为改善这一工艺而努力,但仍需要有一定生产技能的人员进行操作。 增强板的粘接有压敏型(PSA)和热固型,其加工所需要的人工也大不相同。使用压敏型非常简单,撕去压敏型上的离型膜,与柔性印制板上的位置重合对位之后,在短时间内就可以进行加压,甚至只要用手压下也可以。当需要一定的粘接强度时用简单的压机施加数秒的压力或通过热压辊就可以了。 使用热固胶黏剂就不那么简单了。一般需要35MPa(3050kgcm。)的压力和160180的高温,必须压制3060min。为了不使柔性印制板受到应力影响,增强板部位的压力必须均匀,如果单纯地对增强板部位加压,增强板部位端部因受应力影响有可能造成断线,通常的做法如下图所示。 另外,两面都有离型膜的双面黏结膜,可以用来把柔性印制板、与柔性印制板或柔性印制与刚性印制板黏合在一起,相当于刚性印制板所用的半固片,其加工固化工艺与增强板的层压工艺相同。 FPC外形和孔加工一、FPC外形和孔加工的技术 目前批量加工FPC使用最多的还是冲切,小批量FPC和FPC样品主要还是采用数控钻铣加工。这些技术很难满足今后对尺寸精度特别是位置精度标准的要求,现在新的加工技术也正逐步应用,如:激光蚀刻法、等离子体蚀刻法、化学蚀刻法等技术。这些新的外形加工技术具有非常高的位置精度,特别是化学蚀刻法不仅位置精度高且大批量生产效率较高,工艺成本较低。然而这些技术很少单独使用,一般是与冲切法组合使用。 使用目的分类有FPC外形加工、FPC钻孔、FPC槽加工及有关部位的修整等。形状简单精度要求不太高的都是采用一次性冲切加工。而对于精度要求特别高的、形状复杂的基板,若用一副模具加工效率不一定达到要求的情况下,可以分几步进行加工FPC,具体的例子如插入狭小节距连接器的插头部位和高密度安装元件的定位孔等。 二FPC导向孔 又称定位孔,一般孔的加工是独立的工序,但必须有和线路图形之间进行定位的导向孔。自动化工艺是利用CCD摄像机直接识别定位标记进行定位,但这种设备费用高,适用范围有限,一般不使用。现在使用最多的方法还是以柔性印制板铜箔上的定位标识为基准钻定位孔,这虽然不是新技术,但可以明显地提高精度和生产效率。 为了提高冲切精度,使用精度高且碎屑少的冲孔法加工定位孔。 三、FPC冲切 冲切是用事先备好的专用模具在油压冲床或曲柄冲床上进行孔和外形加工。现在模具多种多样,其他的工序有时也使用模具。 四、FPC铣切加工 铣切加工的处理时间是以秒为单位,非常短,成本也低。制作模具不但价格高而且要有一定的周期,很难适应急件的试制和设计更改。数控铣切加工的数控数据如果和CAD数据一起提供就可以立即进行作业。每一个工件的铣切加工时间长短直接影响加工成本的高低,时间长加工成本也高,所以统调加工适用于价格高量少或试制时间短的产品。 FPC定义及分类概述: 挠性印制电路板作为一种特殊的电子互连技术,有着十分显著的优越性。它具有轻、薄、短、小、结构灵活的特点,它作可静态弯曲外,还能作动态弯曲、卷曲和折叠等。挠性负责制电路板的功能可区分为四种,分别为引脚线路、印制电路、连接器以及多功能整合系统,用途涵盖了电脑、电脑周边辅助系统、医疗器械、军事和航天、消费性民用电器及汽车等范围。 随着微电子技术日新月异,电子设备越来越向着轻、薄、短、小且多功能化的方向发展。推动其发展的主要是大众化消费类电子产品,如:电子计算机用的驱动器、软盘驱动器、手机、笔记本电脑、照相机、摄录机、PDA等便携式电子产品。特别是高密度互连结构(HDI)用的挠性板的应用,将极大地带动挠性印制电路技术的迅猛发展。 定义: (1)挠性印制板Flexibleprintedcircuitboard(俗称柔性线路板) 在IPC-TM-650中对挠性电路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,可以覆盖层,也可以没有覆盖层。 (2)刚挠印制板(俗称软硬结合板) 刚挠结合印制板,它是由刚性和挠性基板有选择地层压在一起组成,结构紧密,以金属化孔形成导电连接。每块刚挠印制板上有一个或多个刚性区和个或多个挠性区。 挠性电路的特性: 挠性电路能够得到广泛的应用,有以下特点: 1)挠性电路体积小,重量轻,挠性电路板最初的设计是用于替代体积较大的线束导线。在目前的接插电子器件装配板上,挠性电路通常是满足小型化和移动要求的唯一解决方法。对于既薄又轻、其结构紧凑复杂的器件而言,其设计解决方案包括从单面导恨线路到复杂的多层三维组装。柔性组装的总重量和体积比传统的圆导线线束方法要减少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。 2)挠性电路可移动,弯曲,扭转:挠性电路可称动,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。其仅有的限制是体积空间问题。由于可以承受数万次的动态弯曲,柔性电路可很好地适用于连续运动或定期运动的内连系统中,成为最终产品功能的一部分。 3)挠性电路具有优良的电性能、介电性能及耐热性:挠性电路提供了优良的电性能。较低的介电常数允许电信号快速传输;良好的热性能使组件易于降温;较高的或熔点使得组件在更高的温度下良好运行。 4)挠性电路具有更高的装配可靠性和产量:挠性电路减少了内连所需的硬件,如传统的电了封装上常用的焊点,中继线,底板线路及线缆,使柔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互连安装:许多电子设备有很多的输入和输出阵列,常常占据不止一个面,这样应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。 6)挠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,另外,挠性电路结构中短的热通道进一步提高了热的扩散。 分类: (1)按线路层数分类 A挠性单面印制板: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,其质量也最容易控制; B挠性双面印制板:指包含两层具有镀通孔的导电层,可以有或无增强层。结构比单面板要复杂,需经过镀覆孔的处理,控制难度较高; C挠性多层印制板:指包含三层或更多层镀通孔的导电层,可以有或无增强层。其结构形式就更复杂,工艺质量更难控制。 挠性多层印制板又分为分层型挠性多层印制板和一体型挠性多层印制板。 分层型挠性多层印制板:指线路层局部是分开的,不粘合在一起,有利于弯曲,折叠。 一体型挠性印制板:指线路层与层完全粘合在一起。 (2)按物理强度的软硬分类 A挠性印制板 B刚挠印制板 在具体的应用中,又出现了经济型刚挠印制板。所谓经济型刚挠印制板是指挠性印制板与刚性印制板不是用粘结材料粘结成一体,也不是用接插件连接成一体,而是用焊接的方法装配成一体。这种焊接的方法有热压焊接方法、手工拖焊方法等。 (3)按基材分类 A聚酰亚胺挠性印制板:基材为聚酰亚胺的挠性印制板。 B聚酯型挠性印制板:基材为聚酯的挠性印制板。 C环氧聚酯玻璃纤维混合型挠性印制板:基材为环氧增强的玻璃纤维聚酯膜。 D芳香族聚酰胺型挠性印制板:基材为聚酰胺纸的挠性印制板。 E陌生四氟乙烯介质薄膜:基材为聚四氟乙烯介质薄膜的挠性印制。 (4)按有无增强层分类 A无增强层挠性印制板:是指在挠性印制板的板面上没有粘结硬质片材对其进行补强。 B有增强层挠性印制板:是指在挠性印制板的一处或多处,一面或两面粘接硬质片材。增强增强层的目的,通常是增加机械强度,足以支撑较重的元器件,或形成平整的面,有利于装配。 (5)按有无胶粘层分类 A有胶粘层挠性印制板:就是通常所说的挠性印制板,在导体层与绝缘基材和覆盖层之间是通过粘结层连接起来。 B无胶粘层挠性印制板:是指彩铜箔与基材之间雪胶粘层的覆铜板而制成的挠性印制板。无粘接层的挠性印制板可大大提高动态弯曲次数。 (6)按线路密度分类 A普通型挠性印制板:指常规线路密度和孔径的挠性印制板。 B高密度型挠性印制板:高密度挠性印制板是一种超细线距的新型挠性印刷线路板。 TechSearchInternational定义HDI电路为:节距小于8mil(200um),孔径小于10mil(250um)。超HDIHDI的一个分支,是指节距小于4mil(100um),孔径小于3mil(75um)的精细线路。 构成FPC柔性印制板的材料柔性印制板的材料一、绝缘基材 绝缘基材是一种可挠曲的绝缘薄膜。作为电路板的绝缘载体,选择柔性介质薄膜,要求综合考察材料的耐热性能、覆形性能、厚度、机械性能和电气性能等。现在工程上常用的是聚酰亚胺(PI:Polyimide,商品名Kapton)薄膜、聚酯(PET:Polyester,商品名Mylar)薄膜和聚四氟乙烯(PTFE:Ployterafluoroethylene)薄膜。一般薄膜厚度选择在O.0127O.127mm(O55mil)范围内。聚酰亚胺薄膜、聚酯薄膜和聚四氟乙烯薄膜性能 柔性印制板的材料二、黏结片 黏结片的作用是黏合薄膜与金属箔,或黏结薄膜与薄膜(覆盖膜)。针对不同薄膜基材可采用不同类型的黏结片,如聚酯用黏结片与聚酰亚胺用黏结片就不一样,聚酰亚胺基材的黏结片有环氧类和丙烯酸类

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