FPC概述及仿真

柔性印刷电路(FPC)是由聚酰亚胺或聚酯薄膜制成的高可靠性和优异的柔性印刷电路板。它具有布线密度高、重量轻、厚度薄、可弯曲性好等特点。

概述

FPC，也被称为柔性印刷电路，因其重量轻，厚度薄，自由弯曲和折叠等优异特性而受到青睐。随着电子工业的飞速发展，电路板设计越来越向高精度、高密度方向发展。传统的人工检测方法已不能满足生产需要，FPC缺陷自动检测已成为工业发展的必然趋势。

柔性印刷电路(FPC)是20世纪70年代美国为发展航天火箭技术而开发的一项技术。它由聚酯薄膜或聚酰亚胺作为基材制成，可靠性高，柔韧性好。通过在柔性薄塑料片上嵌入电路设计，可以在狭窄有限的空间内堆叠大量精密元件，形成柔性电路。这种电路可以随意弯曲、折叠，重量轻，体积小，散热好，安装方便，突破了传统的互连技术。在柔性电路的结构中，材料有绝缘薄膜、导体和粘合剂。柔性印刷电路是满足电子产品小型化和移动化要求的唯一解决方案。柔性印刷电路可以大大减小电子产品的体积和重量，适合电子产品向高密度、小型化、高可靠性方向发展。

FPC合成材料

1 绝缘膜, 绝缘膜形成电路的基础层，胶粘剂将铜箔粘接在绝缘层上。在多层设计中，它被粘合到内层。它们也用作保护盖，使电路免受灰尘和湿气的影响，并减少弯曲时的压力。铜箔形成导电层。

在一些柔性电路中，使用由铝或不锈钢制成的刚性元件，可以提供尺寸稳定性，为元件和导线的放置提供物理支撑，并消除应力。粘合剂将刚性元件和柔性电路粘合在一起。此外，柔性电路中有时还会用到另一种材料，那就是粘接层，它是在绝缘膜的两面涂上粘合剂形成的。粘接层提供环保和电绝缘功能，并可消除一层薄膜，具有用少量层粘合多层的能力。

绝缘薄膜材料的种类很多，但最常用的是聚酰亚胺和聚酯材料。美国所有柔性电路制造商中近80%使用聚酰亚胺薄膜材料，约20%使用聚酯薄膜材料。聚酰亚胺材料不易燃，几何稳定，撕裂强度高，耐焊接温度。聚酯，又称聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，其物理性能与聚酰亚胺相似，介电常数较低，吸湿少，但不耐高温。聚酯的熔点为250°C，玻璃化转变温度(Tg)为80°C，这限制了它们在需要大量端焊的应用中的使用。在低温应用中，它们表现出刚性。然而，它们适用于手机和其他不需要暴露在恶劣环境中的产品。聚酰亚胺绝缘膜通常与聚酰亚胺或丙烯酸胶粘剂组合，聚酯绝缘材料一般与聚酯胶粘剂组合。

2 导体, 铜箔适合用在柔性电路中。它可以电沉积(ED)或电镀。电沉积铜箔的一面表面有光泽，而另一面的加工表面是暗淡的。它是一种柔韧的材料，可以制成许多厚度和宽度。ED铜箔的哑光面往往经过特殊处理，以提高其粘接能力。锻造铜箔除了具有柔韧性外，还具有刚性和光滑度的特点。适用于需要动态偏转的应用场合。

3 胶粘剂, 胶粘剂除了将绝缘膜粘接到导电材料上外，还可以作为覆盖层，作为保护涂层，作为覆盖涂层。两者的主要区别在于使用的应用方法。所述覆盖层与所述覆盖绝缘膜粘结形成具有层压结构的电路。网印技术用于胶粘剂的覆盖和涂布。并非所有的层压板结构都含有粘合剂，没有粘合剂的层压板形成更薄的电路和更大的灵活性。与基于胶粘剂的层压结构相比，具有更好的导热性。由于无粘合剂柔性电路的薄结构和消除了粘合剂的热阻，从而提高了导热性。它可以用于基于粘接层压结构的柔性电路不能使用的工作环境。

FPC生产工艺

FPC的的类型比较多，有单面FPC，双面以及多层。

1 双面或者多层板电路板的工艺流程，切割→钻孔→PTH→电镀→预处理→干贴膜→对准→曝光→显影→图文电镀→剥离→预处理→干贴膜→对准曝光→显影→蚀刻→剥离→表面处理→粘贴盖板膜→压制→固化→浸镀镍金→印刷文字→剪切→电试→冲孔→终检→包装→装运

2 单面板电路板的工艺流程，切割→钻孔→粘贴干膜→对准→曝光→显影→蚀刻→剥离→表面处理→覆盖膜→压制→固化→表面处理→浸镍金→印刷字→切割→电测→冲孔切割→终检→包装→装运

这些工艺并不是一尘不变的，可以根据实际的情况增减部分流程。

FPC的优缺点

1 柔性印刷电路的优点

柔性印刷电路板是采用柔性绝缘基板制成的印刷电路，具有刚性印刷电路板所不具备的许多优点:

1. 可自由弯曲、绕线、折叠，可根据空间布局要求任意排列，并可在三维空间中移动、扩展，从而实现组件装配与电线连接的一体化。

2. 使用FPC可以大大减小电子产品的体积和重量，适合电子产品向高密度、小型化、高可靠性方向发展。因此，FPC已广泛应用于航空航天、军事、移动通信、笔记本电脑、计算机外围设备、pda、数码相机等领域或产品。

3.FPC还具有良好的散热性和可焊性，易于组装，整体成本低等优点。软硬结合的设计也在一定程度上弥补了柔性基板在元器件承载能力上的轻微不足。

2 柔性印刷电路的缺点

1. 一次性初始成本高:由于柔性PCB是为特殊应用而设计和制造的，因此初始电路设计，布线和摄影大师需要更高的成本。除非有特殊需要应用柔性PCB，否则通常最好不要在少量应用中使用。

2. FPC的更换和维修困难:柔性PCB一旦制作完成，必须从底图或编好的绘光程序进行更改，因此不容易更改。表面覆盖一层保护膜，修复前必须将其去除，修复后必须恢复，这是一项相对困难的任务。

3.尺寸受限制:柔性印制板在尚未普及时通常采用批量方法制造。因此，由于生产设备的大小，它们不能做得很长很宽。

4. 易损坏:安装和连接人员操作不当，易造成电路损坏，其焊接和返工需要经过培训的人员操作。

FPC焊接操作步骤

1. 焊接前应先在焊盘上涂上助焊剂，并用烙铁进行处理，以免焊盘镀锡不良或氧化而导致焊接不良。芯片一般不需要加工。

2. 使用镊子小心地将PQFP芯片放置在PCB板上，以免损坏引脚。将其与pad对齐，并确保芯片放置在正确的方向。将烙铁的温度调到300摄氏度以上，在烙铁的尖端沾上少量焊锡，用工具将对齐好的芯片压下，在两个对角引脚上加入少量焊锡。按住芯片，焊接两个对角线位置上的引脚，使芯片固定不动。焊接对角后，重新检查芯片位置的对齐。如有必要，调整或移除并重新调整PCB板上的位置。

3.当开始焊接所有引脚时，在烙铁的尖端添加焊料，并在所有引脚上涂上助焊剂，以保持引脚湿润。用烙铁的尖端触摸芯片的每个引脚的末端，直到你看到焊料流入引脚。焊接时，应使烙铁的尖端与焊接引脚平行，防止因焊接过多而重叠。

4. 焊接所有引脚后，用助焊剂湿润所有引脚以清洁焊料。吸掉多余的焊料，以消除任何短路和重叠。最后用镊子检查是否有误焊现象。检查完成后，将焊料从电路板上取下，用酒精浸泡硬毛刷，沿引脚方向仔细擦拭，直至焊料消失。