柔性印刷电路板（FPCB），又称软板，在现今电子产品设计中变得越来越常见。它与硬质PCB或高密度互连（HDI）板形成了鲜明的材料对比，具备独特的软性、薄型、轻盈的特质。
本文将从材料、制程和关键组件的角度来讨论FPCB的特性，同时探讨其应用限制。
文章目录
1. FPCB材料特性
FPCB具有柔软的材料特性，非常轻盈，构型极薄。它的材料可以经过多次挠曲而不会出现像硬质PCB那样的绝缘材断裂现象。然而，由于软板的软性塑料基材和导线布设方式，它无法承受高导通电流和电压。因此，在高功率的电子电路应用中，很少见到FPCB的设计。相反，在小电流、小功率的消费性电子产品中，FPCB的应用相当广泛。
2. FPCB的历史：从高科技到消费性电子
在20世纪60年代，FPCB的使用非常普遍，但当时FPCB的成本仍然很高，主要用于高科技、航天和军事领域。
然后，到了20世纪90年代末，FPCB开始大规模用于消费性电子产品，如移动电话、数码相机和便携式音乐播放器。
然而，2000年前后，FPCB的生产主要由美国和日本控制，这主要是因为FPCB的关键材料PI在这些国家的供应商控制下，加上材料本身的限制，导致FPCB的成本仍然很高。
3. FPCB的材料：PI（聚亚酰胺）的独特性能
PI又称聚亚酰胺，是FPCB的关键材料之一。它具有出色的耐热性，根据其分子构造和耐热性的不同，可以分为全芳香族PI和半芳香族PI。全芳香族PI属于直链型，具有不融和热塑性的特性，可以通过压缩和烧结成型。另一种半芳香族PI，如聚醚酰胺（Polyetherimide），一般具有热塑性，可以通过射出成型进行制造。
PI还可以作为垫圈、衬垫和密封材料使用，而bismale型PI可以用于FPCB的多层回路电路基板。全芳香族PI具有最高的耐热性，耐热温度可达250~360°C，而bismale型PI的耐热性稍低，一般在200°C左右。这些材料在高温环境下保持高度稳定，具有优异的耐药品性和摩擦磨耗特性，使它们成为FPCB的理想选择。
4. FPCB基板结构
FPCB的基板结构相对简单，由上方的保护层、中间的导线层以及绝缘基材组成。绝缘基材通常使用聚酯（PET）和PI这两种材料，每种材料都有其优点和缺点。PET具有一定的耐热性和可挠性，而PI的耐热性更高。FPCB的基板结构关键在于绝缘特性，因为这决定了它的电气性能。
5. FPCB的制作材料与程序
制作FPCB涉及多个步骤，包括铜箔与基板的制备、穿孔、电镀、光阻涂布、曝光显影、溶剂蚀刻、接着剂涂布、覆盖层贴附、外型加工和连接点处理。其中，接着剂的选择和厚度占据了重要位置，压克力和环氧树脂是常用的接着剂类型。环氧树脂具有较低的耐热性，通常用于民用产品，而压克力具有高耐热性但较差的绝缘性能。
6. 针对高度挠曲应用的改善设计
FPCB的制程中，需要关注材料的特性和导线层的铜箔。铜箔可以是RA（Rolled Annealed Copper，热轧退火铜）或ED（Electro Deposited，电沉积）铜。RA铜的柔软性较好，适用于高度挠曲状态的FPCB。在FPCB的外型加工时，可能需要使用雷射切割等技术，这有助于实现特定形状的FPCB。对于需要与功能模块焊接的FPCB，还需要二次加工处理和补强板的设计。
7. 丰富多元的FPCB用途
FPCB在电子产品中有广泛的应用，用途包括引线路、印刷电路、连接器和多功能整合系统。它可以根据空间需求改变板材的形状，采用折叠或挠曲设计，以适应不同的电子设备。FPCB还用于防止电子设备的静电干扰问题，特别是在需要数据传输接口和I/O传输连接的场合，FPCB非常有用。
8. 常见问题解答（FAQ）
Q1: FPCB与硬质PCB有什么不同？
A1: FPCB是柔性印刷电路板，具有柔软、薄、轻的特性，适用于小功率电子产品。相比之下，硬质PCB更适用于高功率电子电路。
Q2: FPCB的材料是什么？
A2: FPCB的关键材料之一是聚亚酰胺（PI），具有出色的耐热性和耐药品性。绝缘基材通常使用聚酯（PET）或PI。
Q3: FPCB的制作过程是什么？
A3: 制作FPCB涉及多个步骤，包括铜箔制备、穿孔、电镀、光阻涂布、曝光显影、溶剂蚀刻、接着剂涂布、覆盖层贴附、外型加工和连接点处理。
柔性印刷电路板（FPCB）在现代电子设计中发挥着重要作用，特别是在小功率电子产品中。其独特的材料特性、制作流程和多元化的用途使其成为电子工程师的重要工具。
无论您是在开发消费性电子产品还是其他领域，通过敬鹏电子了解FPCB的特性和应用限制都可以帮助您更好地设计电路系统。
