
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。基于柔性的特點、優勢,FPC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進步,可實現高密度化設計。
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,大大節省了產品空間。隨之而來的缺點是FPC較硬板散熱性略差,FPC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的設計對產品的EMC效果較好,主要原因是PCB可以實現多層設計;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板層數越多,支撐的信號、數據就越多,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生如下圖示的翹曲問題。

PCB廠講翹曲會對我們產生什么樣的影響呢?為什么我們關注此問題?
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,會引發元器件嘯叫,加速元器件的失效。
5、FPC的材料構成及其作用

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,所生產的產品可靠性佳。
FPC根據銅層構成可以分為單層板和雙層板。
6、PCB的材料構成及其作用

PCB的主要材料
銅箔:單位OZ,在PCB行業指厚度。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等生產信息。
我們常說PCB的材質為FR4,嚴格來說并不正確,FR4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、發展趨勢
FPC的今后發展趨勢,首先是厚度方面,FPC的厚度必須更加靈活,必須做到更薄;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;
現階段,FPC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,FPC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。
綜述國內外對未來印制板生產制造技術發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,薄型方向發展,在生產上同時向提高生產率,降低成本,減少污染,適應多品種、小批量生產方向發展。印制電路的技術發展水平,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有什么區別
在FPC柔性線路板上組裝組件要求,隨著智能可穿戴行業變得越來越流行,由于組裝空間的限制,SMD在FPC上的表面安裝已成為SMT技術的發展趨勢之一。但是,FPC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別。

1. 焊接過程
像PCB工藝一樣,通過鋼網和焊膏打印機的操作,焊膏被覆蓋在FPC和軟硬結合板上。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別。除了柔性材料的尺寸不穩定性外,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
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,技術相對也不成熟。相對目前來說,FPC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
線路板廠講在項目設計中,根據客戶不同的需求,我們可以選用不同的設計方案,若客戶對成本比較關心且EMC的要求高,則可選用PCB設計方案;若客戶對產品結構有要求,厚度空間小,則可選用FPC設計方案,FPC的柔性特點,可以充分利用有限的空間。
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