柔性印制电路基础

柔性印制电路基础柔性印制电路基础 1. 1. 柔性印制电路基础柔性印制电路基础 1.11.1 分类及结构分类及结构 （1） 柔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； PI 保护膜（2） 柔性双面印制板 指包含两层具有镀通孔的导电层， 可以有或无增强层。 胶结构比单面板要复杂，需经过镀覆孔的处理，控制难度较高； PI 铜箔保护膜 胶（3） 柔性多层印制板指包含三层或更多层具有镀通孔的导电层，可以有或 铜箔基材 无增强层。其结构形式就更复杂，工艺质量更难控制。铜箔 胶 胶 PI PI PI 铜箔基材保护膜1.21.2柔性电路的特性柔性电路的特性 胶 胶 柔性电路能够得到广泛的应用，有以下特点 铜箔 铜箔基材胶 铜箔 1）柔性电路体积小 重量轻 保护膜 PI 胶 柔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 纯胶 纯胶PI （cutting-edge）电子器件装配板上，柔性电路通常是满足小型化和移动要求的唯 PI 保护膜 胶一解决方法。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 铜箔 从单面导电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 铜箔基材胶 线线束方法要减少 70。 柔性电路还可以通过使用增强材料或衬板的方法增加其 PI 纯胶 强度，以取得附加的机械稳定性。 纯胶 PI 2）柔性电路可移动、弯曲、扭转 铜箔基材 胶 柔性电路可移动、弯曲、扭转而不会损坏导线，可以遵从不同形状和特殊 铜箔 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， 胶保护膜 PI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）柔性电路具有优良的电性能、介电性能及耐热性 柔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； 较高的玻璃转化温度或熔点使得组件在更高的温度下 良好运行。 4）柔性电路具有更高的装配可靠性和产量 柔性电路减少了内连所需的硬件， 如传统的电子封装上常用的焊点、 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）柔性电路可以进行三维（3-D）互连安装 许多电子设备有很多的输入和输出阵列，常常需要占据不止设备的一个面， 这样就需要三维的互连结构进行互连。柔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）柔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，柔性电路结构中短的热通道进一步提高了热的扩散。 7）低成本 用柔性 PCB 装连，能使总的成本有所降低。这是由于柔性PCB 的导线各种 参数的一致性，实行整体端接，消除了电缆导线装连时经常发生的错误和返工 , 且柔性 PCB 的更换比较方便；柔性PCB 的应用使结构设计简化，它可直接粘附 到构件上，减少线夹和其固定件；对于需要有屏蔽的导线，用柔性 PCB 价格较 低；由于柔性覆箔板可连续成卷状供应，因此可实现柔性 PCB 的连续生产，这 也有利于降低制作成本。 柔性印制电路除了有上述优点之外， 还存在一些局限之处。如一次性初始成 本高,由于柔性 PCB 是为特殊应用而设计、制造的，所以开始的电路设计、布线 和照相底版所需的费用较高。除非有特殊需要应用柔性 PCB 外，通常少量应用 时，最好不采用；柔性 PCB 的更改和修补比较困难， 柔性 PCB 一旦制成后， 要更改必须从底图或编制的光绘程序开始，因此不易更改。其表面覆盖一层保护 膜，修补前要去除，修补后又要复原，这是比较困难的工作；尺寸受限制， 柔 性 PCB 在目前还不是很普遍的情况下，通常用间歇法工艺制造，因此受到生产 设备尺寸的限制，不能做得很长，很宽； 装连人员操作不当易引起柔性电路的 损坏，其锡焊和返工需要经过训练的人员操作。 1.31.3柔性印制电路技术的应用柔性印制电路技术的应用 柔性电路有二大类别的使用柔性安装（flex-to-fit or flex-to-install）和动态 挠曲（dynamic flexing） 。到目前为止，柔性安装的应用占目前柔性电路的绝大多 数，该类产品设计成仅一次挠曲，当它们在安装应用时而进行的挠曲，这类产品 最常见的例子是在喷墨打印机中的应用， 墨盒有一个柔性电路连接到机架来控制 油墨， 该柔性电路提供系列的连接盘来与打印机电缆连接，与喷嘴互连就可以打 印出图形来。 用于动态挠曲的柔性电路的设计常常是希望能够在其使用寿命内可以进行 很多次的挠曲，要么是间歇式的，如在电子产品或牵引中用作枢纽的柔性电路， 要么是连续的，如用于磁盘驱动读写头的柔性电路。 柔性印制电路板下游应用极为广泛，信息产品包括有笔记本电脑（NB） 、硬 盘驱动器（HDD） 、PDA，通讯产品有手机、无线通讯，视讯产品有摄像机，消费 性电子产品有照相机，监视器有 LCD、PDP 等。其中应用于 NB、手机及 LCD 监视 器的柔性印刷电路板是市场成长最快速的领域。 手机使用柔性印制电路板的部分，包括 LCD 面板、按键、Voice 弹片等。 2.2. 柔性印制板的材料柔性印制板的材料 从柔性印制电路板的结构分析， 构成柔性印制电路板的材料有绝缘基材、胶 粘剂、金属导体层（铜箔） 、覆盖层以及增强材料。 2.12.1 导体层导体层 用于柔性覆箔的金属导体有铜箔、铝箔和铜-铍合金箔等，在选择金属箔 导体时，应综合考虑其电载荷容量、最终组件的挠曲能力、连接的形式、工作温 度、 耐化学性能以及在组装和加工过程中的性能，同时还应考虑金属在最终使用 时的物理和化学性能。 2.1.12.1.1 铜箔的分类及性质铜箔的分类及性质 柔性印制板最常用的导体层是铜箔， 分为压延铜箔 （RA） 和电解铜箔 （ED） ， 它是覆盖粘结在绝缘基材上的导体层，经过最后选择性蚀刻成为所需要的图形。 选择何种类型的铜箔作为柔性板的导体，要根据图形的精度要求和应用范围 所决定。但从两种铜箔性能上的比较，各有优点，压延铜箔的延展性、抗弯曲性 能要优越于电解铜箔，它的延伸率达 20－45％，电解铜箔为 4－40％。 2.1.22.1.2 铜箔的规格铜箔的规格 铜箔的厚度规格有 1）18 微米或单位面积重 0.5 OZ/ft2; 2）35 微米或单位面积重 1 OZ/ft2; 3）70 微米或单位面积重 2 OZ/ft2。 2.22.2 绝缘基材绝缘基材 柔性板的绝缘基材， 必须是可挠曲的绝缘薄膜，作为载体它应具有良好的物 理和化学性能。 应用比较多的柔性板的载体是聚酰亚胺薄膜系列，其次是聚酯薄 膜系列。 2.2.12.2.1．聚酯薄膜．聚酯薄膜 聚酯薄膜是最为广泛使用的一种薄膜，用于柔性覆铜板中的聚酯应具有以下 基本特征 1）良好的介电性能； 2）较好的耐化学性和较低的吸湿性； 3）较好的尺寸稳定性和热稳定性，并要求可在 105℃以下连续使用。 与聚酰亚胺相比，聚酯材料具有价格低廉的优点，较佳的耐湿性能，有类似 的电气和物理性能。聚酯基材的厚度通常为1-5mil，适用于-40℃～55℃的工作 环