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柔性電路板的優點及功效

2010/9/27 18:13:21 次瀏覽

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一、柔性電路板的撓曲性和可靠性

    目前盛行四種柔性電路板:單面,雙面,多層和剛-撓組合型。Friedman說:"單面柔性板的成本最低。當對電性能要求不高,而且可以單面布線時,應當選用單面柔性板。"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計算機的存儲器。單面柔性板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酰亞胺(Kapton),聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET),芳酰胺纖維紙(Nomex)和聚氯乙烯(PVC)。

    雙面柔性板是在基膜的兩個面各有一層蝕刻制成的導電圖形。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、雙面導線并指示元件安放的位置。

    多層柔性板是將三層或更多層的單面柔性電路板或雙面柔性電路板層壓在一起,通過鉆孔、電鍍形成金屬化孔,在不同層間形成了導電的通路。這樣,不需采用復雜的焊接工藝。盡管設計成這種柔性類型導電層的數量可以是無限的,但是,在設計布局時,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。

    傳統的剛-撓板是由剛性和柔性基板有選擇地層壓在一起的組成的。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,生產廠應試圖保持盡可能少的層數。

    柔性電路板工業正處于規模小但迅猛發展之中。聚合物厚膜法(PTF)是一種高效、低成本生產線路板的工藝。該工藝是在的廉價的柔性基材上,選擇性地絲印導電聚合物油墨。其代表性的柔性基材為PET。PTF導體包括絲印金屬填料或碳粉填料。PTF本身很清潔,使用無鉛的SMT 粘接劑,不必蝕刻。

    還有一種混合結構的柔性電路板,它也是一種多層板,但多層板的導電層由不同金屬構成。 這種混合結構大多用在電信號轉換與熱量轉換的關系及電性能比較苛刻的低溫的情況下。在這種情況下,柔性混合電路是唯一可行的解決方法。

    這些柔性電路板的構成是否節省成本、是否得到最佳利用,可通過內連設計的方便程度和總成本進行評價。"內連的總體方式是不一樣的,手機是分塊布局形式;便攜電腦是X-Y方向可定位布局;打印機是剛-撓PCB形式。這些產品采用價格各異的不同材料制成,以減少每根內連引線的費用。每種設計都要經過類型學的評估,以達到最佳的性能價格比"。

    二、柔性電路板的經濟性

    如果電路的設計相對簡單,總體積不大,而且空間適宜,傳統的內連方式大多要合算的多。如果線路復雜,處理許多信號,或者有特殊的電學或力學性能要求,柔性電路板是一種較好的設計選擇。柔性材料比起剛性材料還有一條潛在的節省成本的原因,就是免除了插接件。

    高成本的原材料是柔性電路板價格居高的主要原因。盡管其原料較貴,制造麻煩,但是DiPalermo仍相信,可折疊、可彎曲以及多層拼板功能,會使整體組件尺寸減小,所用材料隨之減少,總的組裝成本降低。

    三、柔性電路板的成本正在進一步降低

    盡管有上述的成本方面的因素,但柔性裝配的價格正在下降,變得和傳統的PCB相接近。這主要是引入了更新的材料、改進了生產工藝以及變更了結構的原因。有這樣一個例子,在具有很多層數的剛-撓板組件上,取消了使用丙烯酸粘合劑。

    現在一些更新的材料因銅層更薄而可以制出更精細線條。更薄的銅層促使組件越來越輕巧,而更輕巧更薄的裝配又促使柔性組件更加適合裝入更小的空間。過去,我們采用輥壓的工藝將銅箔粘附在涂有粘合劑的介質上。今天,可以不使用粘接劑直接在介質上生成銅箔。這些技術可以得到的數微米的銅層,使工業上得到3 mil甚至寬度更窄的精細線條。" 從柔性電路板中除去了粘合劑以后,使柔性電路板具有阻燃性能。

    這樣既可加速UL認證過程又可進一步降低成本。當柔性電路板持續迅速地從最初的軍事工業應用發展到民用和消費應用時,取得UL認證就更加重要。柔性板焊料掩膜和其它的表面涂料使柔性組裝成本進一步地降低。在過去的十年間,一些這樣的新材料和新工藝極大地降低了成本。同時,也正是因為該類產品得到了廣泛的認可和需求,柔性材料的成本也在下降。

 

    在未來的數年中,更孝更復雜和組裝造價更高的柔性電路板將要求組裝更新穎,并需增加混合柔性電路板。對于柔性電路板工業的挑戰是加強其技術優勢,保持與計算機、遠程通信、消費需求以及活躍的市場同步。另外,柔性電路板將在無鉛化行動中起到重要的作用。

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