关于柔性电路板FPC的相关知识

一、FPC简介

FPC：英文全拼Flexible Printed Circuit ，其中文意思是柔性印制线路板，简称软板。它是通过在一种可曲饶的基材表面利用光成像图形转移和蚀刻工艺方法而制成导体电路图形，双面和多层电路板的表层与内层通过金属化孔实现内外层电气联通 ，线路图形表面以PI与胶层保护与绝缘。

主要分为单面板、镂空板、双面板、多层板、软硬结合板。

PCB：英文全拼Printed Circuit Board，其中文意思是钢性印制线路板，简称硬板；

二、发展趋势

软板行业最早在日本兴起，时间大约是2002年。日本外的软板行业自2003年开始萌芽，2005年飞速扩展，2006年则出现下滑，2007年年中软板行业落至谷底，2008年开始复苏。

在2005年，软板行业门槛低，利润高，吸引一大批企业进入。

进入2006年，竞争变得日益激烈，供大于求的现象非常严重，很多企业为了生存不得不将价格一降再降，甚至赔本经营。同时，软板产业的下游客户，如大型的EMS厂家，增设软板部门，不再外包软板业务，导致软板行业雪上加霜。

2007年是软板行业风雨飘摇的一年。首先是利润大幅度下滑，软板大厂M-FLEX 2007财年的净利润只有300万美元，而2006财年净利润达4040万美元，净利润下滑了93%。香港上市的佳通科技2007财年亏损2980万美元，而其2006财年则盈利1240万美元。其次是销售额下降，台湾第一大软板厂嘉联益，2004年销售额77.9亿台币，之后连续3年下滑，2007年销售额为65.41亿台币。

再次是毛利率下滑，嘉联益2004年毛利率是29%，2007年下降到12%。韩国第一大软板企业Young Poong则将软板业务从上市公司里剥离，以免投资人的脸色太难看。大厂尚且如此，小厂就直接倒闭。

小厂的大量倒闭给软板行业带来了机会，软板行业自2008年初开始复苏。但是软板行业又面临了新的难题，这就是经济下滑。2008年伊始，全球经济出现了下滑的势头，高涨的油价，次贷危机，粮食价格暴涨。全球经济进入下降通道，尤其是新兴国家。软板的需求下滑源于消费类电子产品。经济处于下降通道时，首先遭受打击的就是这些非刚性需求的消费类电子产品的需求：包括手机、笔记本电脑、平板电视、液晶显示器、数码相机、DV等产品。

三、柔性电路板的特点

⒈短：组装工时短

所有线路都配置完成，省去多余排线的连接工作；

⒉ 小：体积比PCB（硬板）小

可以有效降低产品体积，增加携带上的便利性；

⒊ 轻：重量比 PCB （硬板）轻

可以减少最终产品的重量；

4. 薄：厚度比PCB（硬板）薄

可以提高柔软度，加强再有限空间内作三度空间的组装。

柔性电路板的优点

柔性印刷电路板是用柔性的绝缘基材制成的印刷电路，具有许多硬性印刷电路板不具备的优点：

1. 可以自由弯曲、卷绕、折叠，可依照空间布局要求任意安排，并在三维空间任意移动和伸缩，从而达到元器件装配和导线连接的一体化；

2. 利用FPC可大大缩小电子产品的体积和重量，适用电子产品向高密度、小型化、高可靠方向发展的需要。因此，FPC在航天、军事、移动通讯、手提电脑、计算机外设、PDA、数字相机等领域或产品上得到了广泛的应用；

3. FPC还具有良好的散热性和可焊性以及易于装连、综合成本较低等优点，软硬结合的设计也在一定程度上弥补了柔性基材在元件承载能力上的略微不足。

柔性电路板的缺点

1. 一次性初始成本高：由于柔性PCB是为特殊应用而设计、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软性PCB外，通常少量应用时，最好不采用；

2. 软性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；

3. 尺寸受限制：软性PCB在尚不普的情况下，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；

4. 操作不当易损坏：装连人员操作不当易引起软性电路的损坏，其锡焊和返工需要经过训练的人员操作。

四、FPC主要原材

其主要原材料右：1、基材，2、覆盖膜， 3、补强， 4、其它辅助材料。

1、基材

1.1有胶基材

有胶基材主要有三部分组成：铜箔、胶、和PI，有单面基材和双面基材两种类别，只有一面铜箔的材料为单面基材，有两面铜箔的材料为双面基材。

1.2 无胶基材

无胶基材即是为没有胶层的基材，其是相对于普通有胶基材而言，少了中间的胶层，只有铜箔和PI两部分组成，比有胶基材具有更薄、更好的尺寸稳定性、更高的耐热性、更高的耐弯折性，更好的耐化学性等优点，现在已被广泛使用。

铜箔：目前常用铜箔厚度有如下规格，1OZ 、1/2OZ 、1/3OZ ，现在推出1/4OZ厚度的更薄的铜箔，但目前国内已在使用此种材料，在做超细路（线宽线距为0.05MM及以下）产品。随着客户要求的越来越高，此种规格的材料在将来将会被广泛使用。

2、覆盖膜

主要有三部分组成：离型纸、胶、和PI，最终保留在产品上只有胶、和PI两部分，离型纸在生产过程中将被撕掉后不再使用（其作用保护胶上有异物）。

3、补强

为FPC特定使用材料，在产品某特定部位使用，以增加支撑强度，弥补FPC较“软”的特点。

目前常用补强材料有以下几种：

1）FR4补强：主要成分为玻璃纤维布和环氧树脂胶 组成，同PCB所用FR4材料相同；

2）钢片补强：组成成分为钢材，具有较强的硬度及 支撑强度；

3） PI补强：同覆盖膜相同，有PI和胶离型纸三部分组成，只是其PI 层更厚，从2MIL到9MIL均可配比生产。

4、其他辅材

1）纯胶：此粘合胶膜是一种热固化型丙烯酸酯类粘合胶膜有保护纸/离型膜和一层胶组成，主要用于分层板、软硬结合板、及FR-4/钢片补强板，起到粘合作用。

2）电磁保护膜：粘贴于板面起屏蔽作用。

3）纯铜箔：只有铜箔组成，主要用于镂空板生产。

五、FPC的类型

FPC类型有以下6种区分：

A、单面板：只有一面有线路。

B、双面板:两面都有线路。

C、镂空板:又称窗口板（手指面开窗）。

D、分层板:两面线路（分开）。

E、多层板:两层以上线路。

F、软硬结合板:软板与硬板相结合的产品。

六、FPC工艺流程

FPC的生产工艺主要分为"片对片"和"卷对卷"两种方式，其中生产FPC的主要原材料FCCL是成卷提供，在"片对片"生产工艺下，需要将成卷的FCCL裁剪成一片一片，费时费力、劳动强度较大；而在"卷对卷"生产工艺下，直接将成卷的FCCL加工生产，可大幅提高生产效率，及生产精度。

从全球FPC产值分布情况来看，按厂商所属地划分，全球FPC生产企业主要以日本、韩国和中国台湾为主，FPC产值分别占比37%、28%和17%，而中国大陆仅占16%。而按制造地划分，随着FPC产业逐渐向中国转移，国际厂商纷纷在国内投资设厂，大陆的FPC产值不断上升，2018年中国大陆FPC产值占比达56%。

FPC生产工艺复杂，存在一定的技术及人才壁垒，近年来全球FPC逐步朝着线宽细、布线密、工艺精的超精化方向发展。此外，FPC行业还存在着一定的技术及人才壁垒、资金壁垒、规模壁垒、客户壁垒及环保壁垒。随着FPC生产重心逐步向中国转移，大陆厂商纷纷加速建厂扩产，目前中国FPC厂商主要包括弘信电子、景旺电子、上达电子、珠海元盛、安捷利、精诚达和三德冠。

从下游应用结构来看，其中智能手机和平板电脑分别占比29%和22%，占据了FPC下游应用市场的绝大部分比重，近年来随着汽车、可穿戴式设备的迅速起量，消费类电子对FPC需求占比逐步提升，达19%。

FPC的应用及优势

FPC主要应用于手机、数码相机、笔记本电脑等多种产品上。

FPC的优势：

FPC柔性电路可以扭转、弯曲、折叠，能够提高产品的空间利用率和灵活性，和满足电子产品趋向小型化、高密度化的发展需要。

FPC能在三维空间任意移动、伸缩，达到元器件装配和导线连接一体化，有利于缩小电子产品的体积和重量，一定程度上可以减少组装工序，增强可靠性。

FPC可以承受数百万次的动态弯曲，能很好地用于产品的内部连接系统中，成为产品功能不可缺少的一部分。

FPC可实现小、轻、薄型化于一体，能提供优良的电性能，快速传输电信号，使产品组件良好运行。

FPC柔性电路测试

FPC分为单面板和双面板、多层柔性板和刚柔性板四种，主要是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基本材料制成，其他组成材料有绝缘薄膜、导体和粘接剂。

FPC生产前需要进行预处理，生产过程中，需要完成终检后才能包装出货。FPC柔性电路测试：

1. 热应力测试——验证FPC的耐热性

2. 半田付着性测试——验证FPC吃锡是否良好

3. 环境测试——验证FPC是否能在温度急剧变化的环境中保持良好性能

4. 电镀密着测试——验证FPC镀层密着性是否良好

5. 绕折测试——验证FPC绕折弯曲角度能否保持良好性能

FPC柔性电路测试连接方案

FPC测试中需要做到选择专业的测试设备、严格按照测试标准和测试流程进行测试、记录好测试数据及测试结果。

在测试设备的选择上，其中起到连接功能和导通作用的测试模组——大电流弹片微针模组，具备稳定的导电性能且能在小pitch（≤0.2mm）领域提供可靠的解决方案。

大电流弹片微针模组是一体成型的弹片式结构，体型轻薄、扁平，性能坚韧强大，在大电流测试中能通过1-50A的电流，过流稳定，电阻恒定，有着很好地连接功能。在小pitch领域的测试中，大电流弹片微针模组的可取值范围大，最小可以达到0.15mm，在0.15mm-0.4mm之间性能都很稳定。

作为一种测试连接模组，大电流弹片微针模组的平均使用寿命能达到20w次以上，在高频率的测试中也能保持长期的稳定性。弹片头型有自清洁设计，无须维护，无须频繁更换，能降低FPC测试成本，还能提高测试效率，一举两得。

FPC柔性电路发展方向

FPC柔性电路具有优良的特性，应用广泛，深受市场欢迎，有着广阔的市场前景。FPC未来的发展方向需要不断从技术上创新，做到更灵活、轻薄，选择更好地材料，使FPC的耐折性、弯曲性更强；在价格上做到更具高性价比，合理的价格区间会迎来更宽广的市场份额；在工艺水平上进行升级，使FPC达到更高的性能。