FPC(柔性印刷電路)的引入徹底改變了傳統(tǒng)的電氣互連技術(shù)，用于連接同一電路或多個(gè)電子設(shè)備的多個(gè)部分。由于連接的靈活性、緊湊性和可實(shí)現(xiàn)的高密度電氣連接，與基于剛性的同等解決方案相比，柔性FPC的解決方案可以減少空間、重量和成本。
柔性印刷電路在多種應(yīng)用中取代了許多類型的布線，這些布線通常是手工完成的，將電氣布線的總成本降低了高達(dá)70%。FPC的核心是柔性薄膜和導(dǎo)電材料薄層，它們通過取代傳統(tǒng)電線進(jìn)行電氣連接(例如，儀表微控制器板與LCD或OLED顯示器之間的連接)，并在其上電子元件可以通過焊接或?qū)щ娔z直接連接。
圖1 顯示了柔性印刷電路的示例
FPC(柔性印刷電路)的結(jié)構(gòu)
與剛性PCB一樣，F(xiàn)PC可分為單層、雙層或多層電路。單層柔性印制電路的主要元件如下：介電基板薄膜。
FPC的基材
①最常用的材料是聚酰亞胺(PI)，其特點(diǎn)是抗?fàn)恳湍透邷兀?/span>
②電導(dǎo)體：由銅制成，它們代表電路的痕跡；
③保護(hù)面漆，由覆蓋層或覆蓋層制成；
④粘合材料(聚乙烯或環(huán)氧樹脂)，用于將電路的各個(gè)部分連接在一起。
FPC制造的第一階段包括蝕刻銅以獲得跡線，同時(shí)必須鉆保護(hù)涂層(覆蓋層)以允許接觸焊盤。經(jīng)過清潔處理后，組件通過滾壓連接在一起。電路電氣連接所必需的外部端子/引腳通過浸入錫中進(jìn)行焊接或浸入金中以防止氧化。如果電路復(fù)雜度高，或需要銅接地屏蔽，則需要改用雙層或多層FPC。
制造技術(shù)與用于單層柔性電路的制造技術(shù)非常相似，不同之處在于在多層FPC中需要插入PTH(鍍通孔)，以便在需要的地方創(chuàng)建，不同導(dǎo)電層之間的電連接。這些材料的組合形成柔性電路，其中粘合劑材料用于將導(dǎo)電軌道與介電基板連接，或者在多層柔性電路中將各個(gè)層連接在一起。
此外，膠膜還可以起到保護(hù)作用，防止?jié)駳?、灰塵或其他外來物質(zhì)腐蝕或氧化柔性電路。
在圖2中，我們可以觀察到多層FPC的結(jié)構(gòu)。圖中所示的示例包括四個(gè)導(dǎo)電銅層、PTH(在圖像的右側(cè))和用于訪問導(dǎo)電材料的孔(在圖像的左側(cè)，在兩個(gè)外層上)。其中粘合劑材料用于將導(dǎo)電軌道與介電基板連接起來，或者在多層柔性電路中，將各個(gè)層連接在一起。此外，膠膜還可以起到保護(hù)作用，防止?jié)駳?、灰塵或其他外來物質(zhì)腐蝕或氧化柔性電路。
圖2 多層FPC的結(jié)構(gòu)
FPC(柔性印刷電路)的優(yōu)勢
由于柔性，F(xiàn)PC可彎曲和彎曲，從而在應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)和操作中提供更大的自由度。柔性電路還可以適應(yīng)狹小或不規(guī)則形狀的空間，這是標(biāo)準(zhǔn)剛性電路不支持的功能。柔性電路的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它們占用的空間更少，從而減輕了應(yīng)用主板的重量。可用空間的最佳使用還可以實(shí)現(xiàn)更好的熱管理，減少散發(fā)的熱量。
與剛性FPC相比，柔性印刷電路還可以證明其更加可靠和持久，特別是在電路受到持續(xù)振動和機(jī)械應(yīng)力的應(yīng)用中?；诤附泳€和手工接線連接器的標(biāo)準(zhǔn)互連技術(shù)被柔性印刷電路所取代，其特點(diǎn)是重量和厚度極輕，同時(shí)具有高機(jī)械阻力、耐高溫和大氣介質(zhì)以及良好的電磁性能免疫力(電磁干擾)。例如，汽車領(lǐng)域的多個(gè)電子設(shè)備的布線，儀表板、顯示器和人機(jī)界面(旋轉(zhuǎn)控件、按鈕等)。所有這些設(shè)備都需要在車輛的所有操作條件下可靠連接，此外還要承受持續(xù)的機(jī)械應(yīng)力和振動。在汽車領(lǐng)域，柔性印刷電路保證了可靠性、耐用性和維護(hù)干預(yù)趨于零。
圖3 FPC在汽車行業(yè)的應(yīng)用示例
此外，使用FPC可以減少布線過程中人為錯(cuò)誤的發(fā)生率，從而提高質(zhì)量并降低成本。FPC技術(shù)有助于顯著減小應(yīng)用的尺寸和重量，這是創(chuàng)建可靠、緊湊和高度集成的電子設(shè)備的關(guān)鍵因素。
FPC(柔性印刷電路)的缺點(diǎn)
盡管有以上這些優(yōu)點(diǎn)，但我們也可以看到FPC技術(shù)也存在缺點(diǎn)。首先，與傳統(tǒng)的剛性PCB相比，F(xiàn)PC的一次性初始成本較高。由于柔性電路是為非常特殊的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，因此與電路和原型設(shè)計(jì)相關(guān)的初始成本高于剛性PCB。如果成本是選擇PCB類型的決定性因素，那么最好只在生產(chǎn)量不太低的情況下使用FPC技術(shù)。
另一個(gè)缺點(diǎn)是在需要返工時(shí)難以修復(fù)或修改FPC。在這種情況下，其實(shí)首先需要撕掉包裹電路的保護(hù)膜，進(jìn)行干預(yù)，然后再恢復(fù)保護(hù)。柔性FPC是一項(xiàng)相對較新的技術(shù)，并非所有制造商都有能力向其客戶提供此類產(chǎn)品。此外，在組裝階段，必須格外小心，因?yàn)槿绻幚聿划?dāng)或被未經(jīng)授權(quán)的人員操作，電路很容易損壞。
結(jié)論
FPC柔性印刷電路用于我們?nèi)粘Ｉ钪杏龅降亩喾N應(yīng)用，例如智能手機(jī)、平板電腦、相機(jī)、打印機(jī)和筆記本電腦。它們甚至可以寄宿在我們體內(nèi)，成為制造起搏器、人工耳蝸和除顫器的基本組成部分。在過去幾年中，受越來越小、越來越輕的可穿戴設(shè)備和電子醫(yī)療設(shè)備的推動，F(xiàn)PC行業(yè)取得了長足的發(fā)展。在許多應(yīng)用中，柔性FPC可以消除連接器和電纜的需求(和成本)，提高連接可靠性并減少組裝時(shí)間、組裝成本和整體設(shè)備尺寸。
總之，我們可以肯定，柔性FPC允許實(shí)現(xiàn)新的且有趣的應(yīng)用，這是傳統(tǒng)剛性PCB無法實(shí)現(xiàn)的。然而，在對每個(gè)新設(shè)計(jì)進(jìn)行初步分析時(shí)，有必要仔細(xì)評估使用柔性FPC與剛性PCB相比的優(yōu)缺點(diǎn)；對于某些應(yīng)用，F(xiàn)PC(柔性印刷電路)的選擇也許是強(qiáng)制性的，但對于其他應(yīng)用，則取決于成本和收益分析的結(jié)果。
