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    東莞市德奧電子科技有限公司

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    FPC柔性線路板基礎知識

    2020-11-20 09:50:18

    跟著軟性PCB產量比的不斷增加及剛撓性PCB的運用與推行,現在比較常見在說PCB時加上軟性、剛性或剛撓性再說它是幾層的FPC。一般,用軟性絕緣基材制成的FPC稱為軟性FPC或撓性FPC,剛撓復合型的PCB稱剛撓性PCB。它習氣了當今電子產品向高密度及高可靠性、小型化、輕量化方向開展的需求,還滿意了嚴格的經濟要求及商場與技術競賽的需求。

    在國外,軟性PCB在六十年代初已廣泛運用。我國,則在六十年代中才初步出產運用。近年來,跟著全球經濟一體化與敞開市嘗引入技術的促進其運用量不斷地在增加,有些中小型剛性FPC廠瞄準這一機會選用軟性硬做工藝,運用現有設備對工裝東西及工藝進行改善,轉型出產軟性PCB與習氣軟性PCB用量不斷增加的需求。為進一步知道PCB,這兒對軟性PCB工藝作一評論性介紹。

    一、軟性PCB分類及其優缺點

    1.軟性PCB分類

    軟性PCB一般根據導體的層數和結構進行如下分類:

    1.1單面軟性PCB

    單面軟性PCB,只有一層導體,外表能夠有掩蓋層或沒有掩蓋層。所用的絕緣基底材料,隨產品的運用的不同而不同。一般常用的絕緣材料有聚酯、聚酰亞胺、聚四氟乙烯、軟性環氧-玻璃布等。

    單面軟性PCB又可進一步分為如下四類:

    1)無掩蓋層單面聯接的

    這類軟性PCB的導線圖形在絕緣基材上,導線外表無掩蓋層。像一般的單面剛性FPC一樣。這類產品是廉價的一種,一般用在非要害且有環境保護的運用場合。其互連是用錫焊、熔焊或壓焊來完結。它常用在前期的電話機中。

    2)有掩蓋層單面聯接的

    這類和前類比較,只是根據客戶要求在導線外表多了一層掩蓋層。掩蓋時需把焊盤露出來,簡略的可在端部區域不掩蓋。要求精密的則可選用余隙孔形式。它是單面軟性PCB中運用Z多、Z廣泛的一種,在轎車外表、電子儀器中廣泛運用。

    3)無掩蓋層雙面聯接的

    這類的聯接盤接口在導線的正面和不和均可聯接。為了做到這一點,在焊盤處的絕緣基材上開一個通路孔,這個通路孔可在絕緣基材的所需位置上先沖制、蝕刻或其它機械方法制成。它用于雙面設備元、器件和需求錫焊的場合,通路處焊盤區無絕緣基材,此類焊盤區一般用化學方法去除。

    4)有掩蓋層雙面聯接的

    這類與前類不同處是外表有一層掩蓋層。但掩蓋層有通路孔,也答應其雙面都能端接,且仍堅持掩蓋層。這類軟性PCB是由兩層絕緣材料和一層金屬導體制成。被用在需求掩蓋層與周圍設備互相絕緣,并自身又要互相絕緣,結束又需求正、不和都聯接的場合。

    1.2雙面軟性PCB

    雙面軟性PCB,有兩層導體。這類雙面軟性PCB的運用和利益與單面軟性PCB相同,其主要利益是增加了單位面積的布線密度。它可按有、無金屬化孔和有、無掩蓋層分為:a無金屬化孔、無掩蓋層的;b無金屬化孔、有掩蓋層的;c有金屬化孔、無掩蓋層的;d有金屬化孔、有掩蓋層的。無掩蓋層的雙面軟性PCB較少運用。

    1.3多層軟性PCB

    軟性多層PCB如剛性多層PCB那樣,選用多層層壓技術,可制成多層FPC柔性線路板。簡略的多層軟性PCB是在單面PCB雙面覆有兩層銅屏蔽層而構成的三層軟性PCB。這種三層軟性PCB在電特性上相當于同軸導線或屏蔽導線。常用的多層軟性PCB結構是四層結構,用金屬化孔完結層間互連,中心二層一般是電源層和接地層。

    多層軟性PCB的利益是基材薄膜重量輕并有優異的電氣特性,如低的介電常數。用聚酰亞胺薄膜為基材制成的多層軟性PCB板,比剛性環氧玻璃布多層PCB板的重量約輕1/3,但它失去了單面、雙面軟性PCB優異的可撓性,大多數此類產品是不要求可撓性的。

    多層軟性PCB可進一步分紅如下類型:

    1)撓性絕緣基材上構成多層PCB,其制品規矩為能夠撓曲:這種結構一般是把許多單面或雙面微帶可撓性PCB的雙面端粘結在一起,但其中心部分并末粘結在一起,然后具有高度可撓性。為了具有所期望的電氣特性,如特性阻抗性能和它所互連的剛性PCB相匹配,多層軟性PCB部件的每個線路層,有必要在接地面上規劃信號線。為了具有高度的可撓性,導線層上可用一層薄的、適合的涂層,如聚酰亞胺,替代一層較厚的層壓掩蓋層。金屬化孔使可撓性線路層之間的z面完結所需的互連。這種多層軟性PCB適合用于要求可撓性、高可靠性和高密度的規劃中。

    2)在軟性絕緣基材上構成多層PCB,其制品末規矩能夠撓曲:這類多層軟性PCB是用軟性絕緣材料,如聚酰亞胺薄膜,層限制成多層板。在層壓后失去了固有的可撓性。當規劃要求大極限地運用薄膜的絕緣特性,如低的介電常數、厚度均勻介質、較輕的重量和能連續加工等特性時,就選用這類軟性PCB。例如,用聚酰亞胺薄膜絕緣材料制造的多層PCB比環氧玻璃布剛性PCB的重量大約輕三分之一。

    3)在軟性絕緣基材上構成多層PCB,其制品有必要能夠成形,而不是可連續撓曲的:這類多層軟性PCB是由軟性絕緣材料制成的。雖然它用軟性材料制造,但因受電氣規劃的束縛,如為了所需的導體電阻,要求用厚的導體,或為了所需的阻抗或電容,要求在信號層和接地層之間有厚的絕緣阻隔,因此,在制品運用時它已成形。術語“可成型的”定義為:多層軟性PCB部件具有做成所要求的形狀的才能,并在運用中不能再撓曲。在航空電子設備單元內部布線中運用。這時,要求帶狀線或三維空間規劃的導體電阻低、電容耦合或電路噪聲極小以及在互連端部能滑潤地曲折成90°。用聚酰亞胺薄膜材料制成的多層軟性PCB完結了這種布線使命。由于聚酰亞胺薄膜耐高溫、有可撓性、而且總的電氣和機械特性杰出。為了完結這個部件截面的全部互連,其中走線部分進一步可分紅多個多層撓性線路部件,并用膠粘帶合在一起,構成一條印制電路束。

    1.4剛性-軟性多層PCB

    該類型一般是在一塊或二塊剛性PCB上,包含有構成整體所必不可少的軟性PCB。軟性PCB層被層壓在剛性多層PCB內,這是為了具有特別電氣要求或為了要延伸到剛性電路外面,以朝代Z平面電路裝連才能。這類產品在那些把緊縮重量和體積作為要害,且要確保高可靠性、高密度組裝和優異電氣特性的電子設備中得到了廣泛的運用。

    剛性-軟性多層PCB也可把許多單面或雙面軟性PCB的結束粘合限制在一起成為剛性部分,而中心不粘合成為軟性部分,剛性部分的Z面用金屬化孔互連??砂芽蓳闲跃€路層壓到剛性多層板內。這類PCB越來越多地用在那些要求超高封裝密度、優異電氣特性、高可靠性和嚴格束縛體積的場合。

    已經有一系列的混合多層軟性PCB部件規劃用于軍用航空電子設備中,在這些運用場合,重量和體積是至關重要的。為了符合規矩的重量和體積極限,內部封裝密度有必要極高。除了電路密度高以外,為了使串擾和噪聲小,全部信號傳輸線有必要屏蔽。若要運用屏蔽的分別導線,則實際上不可能經濟地封裝到體系中。這樣,就運用了混合的多層 

    軟性PCB來完結其互連。這種部件將屏蔽的信號線包含在扁平帶狀線軟性PCB中,而后者又是剛性PCB的一個必要組成部分。在比較高水平的操作場合,制造完結后,PCB構成一個90°的S形曲折,然后供應了z平面互連的途徑,并且在x、y和z平面振動應力作用下,可在錫焊點上消除應力-應變。

    2.利益 剛性區域 剛性區域

    2.1可撓性

    運用柔性FPC的一個顯著利益是它能更便當地在三維空間走線和裝連,也可曲折或折疊起來運用。只需在容許的曲率半徑范圍內曲折,可飽嘗幾千至幾萬次運用而不至損壞。

    2.2減小體積

    在組件裝連中,同運用導線纜比,軟性PCB的導體截面薄而扁平,減少了導線標準,并可沿著機殼成形,使設備的結構愈加緊湊、合理,減小了裝連體積。與剛性PCB比,空間可節省60~90%。

    2.3減輕重量

    在相同體積內,軟性PCB與導線電纜比,在相同載流量下,其重量可減輕約70%,與剛性PCB比,重量減輕約90%。

    2.4裝連的一致性

    用軟性PCB裝連,消除了用導線電纜接線時的差錯。只需加工圖紙經過校對通往后,全部往后出產出來的繞性電路都是相同。裝聯接線時不會產生錯接。

    2.5增加了可靠性

    當選用軟性PCB裝連時,由于可在X、Y、Z三個平面上布線,減少了轉接互連,使整體系的可靠性增加,且對毛病的查看,供應了便當。

    2.6電氣參數規劃可控性

    根據運用要求,規劃師在進行軟性PCB規劃時,可控制電容、電感、特性阻抗、延遲和衰減等。能規劃成具有傳輸線的特性。由于這些參數與導線寬度、厚度、距離、絕緣層厚度、介電常數、損耗角正切等有關,這在選用導線電纜時是難于辦到的。2.7結束可整體錫焊

    軟性PCB象剛性PCB一樣,具有終端焊盤,可消除導線的剝頭和搪錫,然后節約了本錢。終端焊盤與元、器件、插頭聯接,可用浸焊或波峰焊來替代每根導線的手藝錫焊。

    2.8材料運用可選擇

    軟性PCB可根據不同的運用要求,選用不同的基底材料來制造。例如,在要求本錢低的裝連運用中,可運用聚酯薄膜。在要求高的運用中,需求具有優異的性能,可運用聚酰亞薄膜。

    2.9低本錢

    用軟性PCB裝連,能使總的本錢有所下降。這是由于:

    1)由于軟性PCB的導線各種參數的一致性;實行整體端接,消除了電纜導線裝連時常常產生的錯誤和返工,且軟性PCB的替換比較便當。

    2)軟性PCB的運用使結構規劃簡化,它可直接粘附到構件上,減少線夾和其固定件。

    3)對于需求有屏蔽的導線,用軟性PCB價格較低。

    2.10加工的連續性

    由于軟性覆箔板可連續成卷狀供應,因此可完結FPC打樣的連續出產。這也有利于下降本錢。

    3.缺點

    3.1一次性初始本錢高

    由于軟性PCB是為特別運用而規劃、制造的,所以初步的電路規劃、布線和照相底版所需的費用較高。除非有特別需求運用軟性PCB外,一般少量運用時,Z好不選用。

    3.2軟性PCB的更改和修補比較困難

    軟性PCB一旦制成后,要更改有必要從底圖或編制的光繪程序初步,因此不易更改。其外表掩蓋一層保護膜,修補前要去除,修補后又要康復,這是比較困難的作業。

    3.3標準受束縛

    軟性PCB在尚不普的情況下,一般用間歇法工藝制造,因此遭到出產設備標準的束縛,不能做得很長,很寬。

    3.4操作不妥易損壞

    裝連人員操作不妥易引起軟性電路的損壞,其錫焊和返工需求經過訓練的人員操作。


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