細(xì)談PCB柔性電路

一、PCB柔性電路的優(yōu)點(diǎn)
　　PCB柔性電路是為提高空間利用率和產(chǎn)品設(shè)計(jì)靈活性而設(shè)計(jì)的，能滿足更小型和更高密度安裝的設(shè)計(jì)需要，也有助于減少組裝工序和增強(qiáng)可靠性。是滿足電子產(chǎn)品小型化和移動(dòng)要求的惟一解決方法。柔性電路是在聚合物的基材上蝕刻出銅電路，或印制聚合物厚膜電路。對(duì)于既薄又輕、結(jié)構(gòu)緊湊復(fù)雜的器件而言，其設(shè)計(jì)解決方案包括從單面的導(dǎo)電線路到復(fù)雜的多層三維封裝。柔性封裝的總質(zhì)量和體積比傳統(tǒng)的元導(dǎo)線線束方法要減少70％。柔性電路還可以通過使用增強(qiáng)材料或襯板的方法增加其強(qiáng)度，以取得附加的機(jī)械穩(wěn)定性。
　　PCB柔性電路可以移動(dòng)、彎曲、扭轉(zhuǎn)，而不損壞導(dǎo)線，可以有不同形狀和特別的封裝尺寸。其僅有的限制是體積空間問題。由于可以承受數(shù)百萬次的動(dòng)態(tài)彎曲，柔性電路可以很好地適用于連續(xù)運(yùn)動(dòng)或定期運(yùn)動(dòng)的內(nèi)部連接系統(tǒng)中，成為最終產(chǎn)品功能的一部分。要求電信號(hào)/電源移動(dòng)而形狀系數(shù)/封裝尺寸較小的一些產(chǎn)品都獲益于柔性電路。
　　PCB柔性電路提供了優(yōu)良的電性能。較低的介電常數(shù)允許電信號(hào)快速傳輸；良好的熱性能使組件易于降溫；較高的玻璃轉(zhuǎn)化溫度或熔點(diǎn)使得組件在更高的溫度下良好運(yùn)行。
　　由于減少了內(nèi)連所需的硬件，如傳統(tǒng)的電子封裝上常用的焊點(diǎn)、中繼線、底板線路和線纜，柔性電路可以提供更高的裝配可靠性和產(chǎn)量。因?yàn)閺?fù)雜的多個(gè)系統(tǒng)所組成的傳統(tǒng)內(nèi)連硬件在裝配時(shí)，易出現(xiàn)較高的組件錯(cuò)位率。隨著質(zhì)量工程的出現(xiàn)，一個(gè)厚度很薄的柔性系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成僅以一種方式組裝，從而消除了通常與獨(dú)立布線工程有關(guān)的人為錯(cuò)誤。早期柔性電路主要應(yīng)用在小型或薄形電子產(chǎn)品及剛性印制板之間的連接等領(lǐng)域。20世紀(jì)70年代末期則逐漸應(yīng)用到計(jì)算機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)、噴墨打印機(jī)、汽車音響、光盤驅(qū)動(dòng)器（見圖13－1）及硬盤驅(qū)動(dòng)器等電子產(chǎn)品中。打開一臺(tái)35mm的照相機(jī)，里面有9－14處不同的柔性電路。減小體積的惟一方法是組件更小、線條更精密、節(jié)距更緊密，以及物件可彎曲。心臟起搏器、醫(yī)療設(shè)備、視頻攝像機(jī)、助聽器、筆記本電腦———今天幾乎所有使用的東西里面都有柔性電路。
　　2雙面柔性板是在絕緣基膜的兩面各有一層蝕刻制成的導(dǎo)電圖形。金屬化孔將絕緣材料兩面的圖形連接形成導(dǎo)電通路，以滿足撓曲性的設(shè)計(jì)和使用功能。而覆蓋膜可以保護(hù)單、雙面導(dǎo)線并指示元件安放的位置。
　　二、PCB柔性電路的功能
　　1.PCB柔性電路的撓曲性和可靠性
　　目前PCB柔性電路有：單面、雙面、多層柔性板和剛?cè)嵝园逅姆N。各類柔性板如圖13－2所示。
　　1單面柔性板是成本最低，當(dāng)對(duì)電性能要求不高的印制板。在單面布線時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用單面柔性板。其具有一層化學(xué)蝕刻出的導(dǎo)電圖形，在柔性絕緣基材面上的導(dǎo)電圖形層為壓延銅箔。絕緣基材可以是聚酰亞胺，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，芳酰胺纖維酯和聚氯乙烯。
　　2雙面柔性板是在絕緣基膜的兩面各有一層蝕刻制成的導(dǎo)電圖形。金屬化孔將絕緣材料兩面的圖形連接形成導(dǎo)電通路，以滿足撓曲性的設(shè)計(jì)和使用功能。而覆蓋膜可以保護(hù)單、雙面導(dǎo)線并指示元件安放的位置。
　　3多層柔性板是將＂層或更多層的單面或雙面柔性電路層壓在一起，通過鉆孔、電鍍形成金屬化孔，在不同層間形成導(dǎo)電通路。這樣，不需采用復(fù)雜的焊接工藝。多層電路在更高可靠性，更好的熱傳導(dǎo)性和更方便的裝配性能方面具有巨大的功能差異。在設(shè)計(jì)布局時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到裝配尺寸、層數(shù)與撓性的相互影響。
　　4傳統(tǒng)的剛?cè)嵝园迨怯蓜傂院腿嵝曰逵羞x擇地層壓在一起組成的。結(jié)構(gòu)緊密，以金屬化孔形成導(dǎo)電連接。如果一個(gè)印制板正、反面都有元件，剛?cè)嵝园迨且环N很好的選擇。但如果所有的元件都在一面的話，選用雙面柔性板，并在其背面層壓上一層FR－4增強(qiáng)材料，會(huì)更經(jīng)濟(jì)。
　　PCB柔性電路產(chǎn)業(yè)正處于規(guī)模小但迅猛發(fā)展之中。聚合物厚膜法是一種高效、低成本的生產(chǎn)工藝。該工藝在廉價(jià)的柔性基材上，選擇性地網(wǎng)印導(dǎo)電聚合物油墨。其代表性的柔性基材PET.聚合物厚膜法導(dǎo)體包括絲印金屬填料或碳粉填料。聚合物厚膜法本身很清潔，使用無鉛的SMT膠黏劑，不必蝕刻。因其使用加成工藝且基材成本低，聚合物厚膜法電路是銅聚酰亞胺薄膜電路價(jià)格的1/10；是剛性電路板價(jià)格的1/2￣1/3.聚合物厚膜法尤其適用于設(shè)備的控制面板。在移動(dòng)電話和其他的便攜產(chǎn)品上，聚合物厚膜法適合將印制電路主板上的元件、開關(guān)和照明器件轉(zhuǎn)變成聚合物厚膜法電路。既節(jié)省成本，又減少能源消耗。