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FPC廠講一文了解FPC撓曲性及孔加工的三種方式

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人氣：2990發(fā)布日期：2023-10-17 09:30【大中小】

撓曲性可以說是FPC與生俱來的特性，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，F(xiàn)PC的撓曲性要求必然會越來越高，而制約FPC撓曲性的因素是什么呢？本文FPC廠從三個方面來了解下FPC的撓曲性：

1，從FPC的材料本身來分析其對FPC撓曲性的影響

①銅箔的分子結(jié)構(gòu)及方向（銅箔的種類）：壓延銅的耐彎折性能明顯優(yōu)于電解銅箔；

②銅箔的厚度：就同一品種而言銅箔的厚度越薄其耐彎折性能會越好；

③FCCL所用膠的種類：一般來說環(huán)氧樹脂的膠要比壓克力膠系的膠柔軟性要好，所以在要求高撓曲性材料的選擇時以環(huán)氧系為主；

④FCCL所用膠的厚度：膠的厚度越薄FCCL的柔軟性越好，對FPC的撓曲性也越好；

⑤FCCL所用絕緣介質(zhì)層：絕緣介質(zhì)層PI的厚度越薄FCCL的柔軟性越好，對FPC的撓曲性也越好。

2，從FPC的工藝方面分析其對FPC撓曲性的影響

①FPC組合的對稱性：在FCCL貼合覆蓋膜后，銅箔兩面材料的對稱性越好其撓曲性也越好，因?yàn)槠湓趽锨鷷r所受到的應(yīng)力一致。

FPC兩邊的PI厚度趨于一致，F(xiàn)PC兩邊膠的厚度也趨于一致；

②FPC壓合工藝的控制：在覆蓋膜壓合時要求膠完全填充到線路中間，不可有分層現(xiàn)象。若有分層現(xiàn)象在撓曲時相當(dāng)于裸銅在撓曲會降低FPC的撓曲次數(shù)；

③FPC孔金屬化的控制：對需要動態(tài)撓曲的FPC來說，孔金屬化盡量不采用整版電鍍方式而采用圖形電鍍（只鍍孔）的方式。

3，從FPC軟板的設(shè)計(jì)方面分析其對FPC撓曲性的影響：

①避免通孔設(shè)計(jì)在撓曲區(qū)域：FPC對撓曲區(qū)域的設(shè)計(jì)，若需要動態(tài)撓曲則必須避免讓電鍍通孔配置在撓曲區(qū)域，若只是靜態(tài)撓曲有時候有良好的覆蓋膜且撓曲半徑夠大，可以將通孔設(shè)計(jì)在撓曲區(qū)域，但還是盡量避免；

②繞線以90°穿過撓曲區(qū)域：導(dǎo)體線路應(yīng)該要90°通過撓曲區(qū)域，這是一個直觀的規(guī)則應(yīng)用，不過這個規(guī)則有時候也是可以調(diào)整的，尤其是需要面對特殊組裝需求時，可以為方便配置而適度改善；

③需要撓曲的線路設(shè)計(jì)在單層區(qū)域：如果可能，需要撓曲的線路設(shè)計(jì)為單層線路以提高其撓曲性，當(dāng)無法達(dá)到時導(dǎo)體應(yīng)該要邊對邊進(jìn)行階梯性設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)正反面線路同一處有導(dǎo)體影響其撓曲性；

④將銅保持在幾何中心：幾何中心的觀念對FPC尤為重要，理論上任何結(jié)構(gòu)的中心位置在撓曲時都幾乎保持在不動的狀態(tài)，這樣應(yīng)力就被外層材料所吸收，因此將銅保持在設(shè)計(jì)的中心，撓曲性是可以提升的；

⑤保持小的曲率半徑：在動態(tài)設(shè)計(jì)中為了保持FPC最大撓曲壽命，最佳方式是保持撓曲曲率半徑在比較小的范圍或者讓總的運(yùn)動角度比較小，這對于用在碟片驅(qū)動器的應(yīng)用相當(dāng)關(guān)鍵，這種概念可以讓它們達(dá)到相當(dāng)高的撓曲壽命循環(huán)；

⑥盡可能提供最大的撓曲半徑：建議設(shè)計(jì)者提供最大的撓曲半徑給撓曲區(qū)域，這個設(shè)計(jì)對動態(tài)撓曲FPC和靜態(tài)撓曲FPC都相當(dāng)重要，撓曲半徑越大，F(xiàn)PC的撓曲性就會越優(yōu)秀。

FPC廠講FPC的通孔與PCB一樣也可以用數(shù)控鉆孔，但不適用于卷帶雙面金屬化孔電路的孔加工。隨著電路圖形的高密度化和金屬化孔的小孔徑化，加上數(shù)控鉆孔的孔徑有一定界限，現(xiàn)在許多新的鉆孔技術(shù)已付諸于實(shí)際應(yīng)用。這些新的鉆孔技術(shù)包括等離子體蝕孔、激光鉆孔、微小孔徑的沖孔、化學(xué)蝕孔等，這些鉆孔技術(shù)比數(shù)控鉆孔更容易滿足卷帶工藝的成孔要求。

下面我們簡單介紹下FPC軟板通孔加工的三種方式：

1、數(shù)控鉆孔：

雙面FPC中鉆的通孔現(xiàn)在大部分仍然是用數(shù)控鉆床鉆孔，數(shù)控鉆床與PCB使用的數(shù)控鉆床基本上相同，但鉆孔的條件有所不同。由于FCCL很薄，能夠把多片重疊鉆孔，如果鉆孔條件良好的話甚至可以把10～15片重疊在一起進(jìn)行鉆孔。

墊板和蓋板可以使用紙基酚醛層壓板或玻纖布環(huán)氧層壓板，也完全可以使用厚0.2～0.4mm 的鋁板。

FPC鉆孔所用鉆頭市場上有售，PCB鉆孔用的鉆頭及銑外形用的銑刀也可以用于FPC。鉆基材孔、銑覆蓋膜和補(bǔ)強(qiáng)板的外形等的加工條件基本相同，但由于FCCL所使用的膠黏劑柔軟,所以十分容易附著在鉆頭上,需要頻繁地對鉆頭狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn),而且要適當(dāng)提高鉆頭的轉(zhuǎn)速，對于多層FPC或R-FPC的鉆孔要特別細(xì)心。

2、沖孔：

沖微小孔徑不是新技術(shù)，作為大批量生產(chǎn)已有使用。由于卷帶工藝是連續(xù)生產(chǎn)，利用沖孔來加工卷帶的通孔也有不少實(shí)例，但是批量沖孔技術(shù)僅限于沖直徑0.6～0.8mm的孔，與數(shù)控鉆機(jī)鉆孔相比加工周期長且需要人工操作；由于最初工序加工的尺寸都很大，這樣沖孔的模具也相應(yīng)要大，因而模具價(jià)格就很貴，雖然大批量生產(chǎn)對降低成本有利，但設(shè)備折舊負(fù)擔(dān)大，小批量生產(chǎn)及靈活性無法與數(shù)控鉆孔相競爭，所以至今仍無法普及。

在最近數(shù)年里，沖孔技術(shù)的模具精密化和數(shù)控鉆孔兩方面都取得了很大的進(jìn)步，沖孔在FPC上的實(shí)際應(yīng)用已十分可行；最新的模具制造技術(shù)可制造能夠沖切基材厚25um的無膠型FCCL的直徑75um的孔，沖孔的可靠性也相當(dāng)高，如果沖切條件合適甚至還可以沖直徑50um的孔。沖孔裝置的數(shù)控化和模具小型化能很好地應(yīng)用于FPC沖孔，但是數(shù)控鉆孔和沖孔都不能用于盲孔加工。

3、激光鉆孔：

用激光可以鉆最微細(xì)的通孔，用于FPC鉆通孔的激光鉆孔機(jī)有受激準(zhǔn)分子激光鉆、沖擊式二氧化碳激光鉆機(jī)、YAG(釔鋁石榴石)激光鉆機(jī)、氬氣激光鉆機(jī)等。沖擊式二氧化碳激光鉆機(jī)僅能夠?qū)CCL的絕緣層進(jìn)行鉆孔加工，而YAG激光鉆機(jī)可以對FCCL的絕緣層和銅箔進(jìn)行鉆孔加工，鉆絕緣層的速度要明顯比鉆銅箔的速度快，僅用同一種激光鉆孔機(jī)進(jìn)行所有的鉆孔加工生產(chǎn)效率不可能很高；一般是首先對銅箔進(jìn)行蝕刻，先形成孔的圖形，然后去除絕緣層從而形成通孔，這樣激光就能鉆極其微小孔徑的孔，但此時上下孔的位置精度可能會制約鉆孔的孔徑，如果是鉆盲孔，只要把一面的銅箔蝕刻掉，不存在上下孔位置精度問題。

目前，受激準(zhǔn)分子激光加工的孔是最微細(xì)的，受激準(zhǔn)分子激光是紫外線，直接破壞基底層樹脂的結(jié)構(gòu)，使樹脂分子離散，產(chǎn)生的熱量極小，所以可以把熱對孔周圍的損傷程度限制在最小范圍內(nèi)，孔壁光滑垂直。如果能把激光束進(jìn)一步縮小的話就能夠加工直徑10～20um的孔，當(dāng)然板厚孔徑比越大，濕式鍍銅也就越難。受激準(zhǔn)分子激光技術(shù)鉆孔的問題是高分子的分解會產(chǎn)生炭黑附著于孔壁，所以必須采取某些手段在電鍍之前對表面進(jìn)行清洗以除去炭黑。

另外，激光加工盲孔時，激光的均勻性也存在一定的問題，會產(chǎn)生竹子狀殘留物，受激準(zhǔn)分子激光最大的難點(diǎn)就是鉆孔速度慢，加工成本太高，所以只限于用在高精度、高可靠性微小孔的加工。

沖擊式二氧化碳激光一般是用二氧化碳?xì)怏w為激光源，輻射的是紅外線，與受激準(zhǔn)分子激光因熱效應(yīng)而燃燒分解樹脂分子不同，它屬于熱分解，加工的孔形狀要比受激準(zhǔn)子激光差得多，可以加工的孔徑基本上是 70～100um，但加工速度明顯比受激準(zhǔn)分子激光速度快得多，鉆孔的成本也低得多，沖擊式二氧化碳激光要注意的是加工盲孔時，激光只能發(fā)射至銅箔表面，對表面的有機(jī)物完全不必去除，為了穩(wěn)定清洗銅表面，應(yīng)以化學(xué)蝕刻或等離子體蝕刻作為后處理。從技術(shù)的可能性來考慮，激光鉆孔工藝用于卷帶工藝基本上沒有什么困難，但考慮到工序的平衡及設(shè)備的投資所占的比例，它就不占優(yōu)勢。

以上就是柔性線路板廠整理的FPC撓曲性及孔加工的三種方式，希望大家有所收獲！

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