什麼是FPC(Flex-Printed Circuit Board)軟性電路板?

關鍵字 :PCBFPC軟板

  軟性電路板(FPCB),簡稱軟板,是 Flex-PCB 的縮寫,有時也被稱為 FPC。FPC 與 PCB 在功能和結構上相似,而 PCB(Printed Circuit Board)通常指的是硬性電路板。不論是 FPC 還是 PCB,它們的表層和內層都設計有銅箔電路,用於傳輸電子訊號。兩者最大的不同在於它們的基材材質。PCB 的基材類似玻璃,使其變得堅硬且剛性高,而 FPC 的基材則類似紙張,在平面上柔軟且可彎曲。

 

FPC 具有輕薄、可繞曲和易於彎折的特點,這也成為其優點和獨特之處。因此,它特別適用於一些空間有限、無法使用單一片硬性 PCB 完成所有設計需求的產品。有些產品可能因需要充分利用內部有限空間而上下交疊多片 PCB,因此需要可以彎折的 FPC 來連接。有些可能為了節省板材而需使用軟板來連接遠距離的其他 PCB 進行訊號傳遞,而另一些可能是某些 PCB 需要以垂直或不同角度與其他 PCB 交叉。

 

一般來說,FPC上面不適合設計複雜的線路與焊接精密的電子零件,因為

  1. 焊接電子零件的焊錫在容易彎曲的FPC上很容易破裂。
  2. 相較PCB來說,FPC較不耐高溫。高溫下容易拱起或剝離。
  3. FPC的防焊精度較PCB難以控制,因為它使用PI膜(你可以先把它想成類似塑膠袋的薄膜),而PI膜的焊墊開窗一般會使用刀模沖壓,然後再將之附膜於FPC,精度上比PCB的網印來得差,也就是開窗容易偏移、不平整。
  4. FPC不適合設計多層銅箔電路。當銅箔電路層數增加時,FPC會變較硬,而且其彎繞能力也會減弱,這麼一來就低銷了FPC的主要優勢。同時,為了製作精準的焊墊,可能需要使用比較先進的鐳射技術在P膜模上進行開窗,這將會增加成本。

 

FPC軟板常用於連接電子元件,適用於小型設備,並提供空間節省、靈活性和可靠性。 FPC種類在不同領域的應用廣泛,為現代電子設備提供了更多設計靈活性和可靠性。 常見的FPC軟板主要有以下四種類型:

 

1、單面FPC軟板
單面軟板成本最低。 當對電效能要求不高,而且可以單面佈線時,應當選用單面FPC。 這種最常見的形式已經得到了商業應用,如打印機的噴墨盒和電腦的記憶體。 單面FPC具有一層化學蝕刻出的導電圖形,在柔性絕緣基材面上的導電圖形層為壓延銅箔。 用作柔性裝配的絕緣基材可以是聚醯亞胺(Kapton),聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET),芳醯胺纖維紙(Nomex)和聚氯乙烯(PVC)。

 

2、雙面FPC軟板

雙面FPC是在基膜的兩個面各有一層蝕刻製成的導電圖形。 金屬化孔將絕緣材料兩面的圖形連接起來形成導電通路,以滿足撓曲性的設計和使用功能。 而覆蓋膜可以保護單、雙面導線並訓示元件安放的位置。

 

3、多層FPC軟板

多層FPC是將三層或更多層的單面FPC軟板或雙面FPC軟板層壓在一起,通過鑽孔、電鍍形成金屬化孔,在不同層間形成了導電的通路。 這樣,不需採用複雜的焊接工藝。 儘管設計成這種FPC類型導電層的數量可以是無限的,但是,在設計佈局時,為了保證裝配方便,應當考慮到裝配尺寸、層數與柔性的相互影響。

 

4、剛柔結合PCB

傳統的PCB電路板是由剛性電路基板和柔性電路基板有選擇地層壓在一起的組成的。 它的結構緊密,以金屬化孔形成導電連接。 考慮到可靠性和價格因素, PCB生產廠商應試圖保持盡可能少的層數。

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參考來源

工作熊: https://www.researchmfg.com/2024/04/fpcb-introduction/#google_vignette