深入了解FPC柔性板材料、设计、加工和组装

柔性电路板，又称挠性板，是由在柔性介质表面制作有导体线路来组成，可以包含或不包含覆盖层。一般导体与柔性介质之间是用胶粘接的，虽然现在也有无胶铜箔材料。柔性板介质的介电常数比较低，可以给导体提供良好的绝缘和阻抗性能。同时柔性介质很薄并具有柔性，它同样具有良好的抗拉力、多功能性和散热性能。

不像普通PCB（硬板），FPC 能够以很多种方式进行弯曲、折叠或重复运动。为了挖掘FPC的全部潜能，设计者可以使用多种结构来满足各种需求，如单面板、双面板，多层板和软硬结合板等。

目前市场上存在两种类型的柔性板：印制（蚀刻）的和丝印的。丝印的柔性板又称聚合物厚膜（Polymer Thick Film，简称PTF）柔性板。与普通的印制蚀刻技术不同，PTF 技术是使用其它工序直接在介质薄膜上丝印导电油墨作为导体。因为PTF 柔性板的应用场合不断扩大（如很流行的薄膜开关），所以现在印制的柔性板还是这两种中使用最广的。

ＦＰＣ柔性板的材料

在柔性板设计中，材料的类型和结构是相当重要的地方。它主要决定着柔性板的柔软性、电气特性和其它机械特性等；同时也对柔性板的价格起着重要的作用。FPC 加工厂家可选的柔性覆铜介质和带胶的介质薄膜应该符合IPC-MF-150，IPC-FC-231 和IPC-FC-232 ，或者符合IPC-FC-241 和IPC-FC-232 规定。从众多材料中选择适合的材料就需要考虑5点：潮敏特性、阻燃特性、电气特性、机械特性、热冲击特性。而设计者和FPC 加工厂家可以依据成本、性能和可制造性来选择材料。

设计者可以根据需求的不同，柔性电路板使用的板材也不同。可以从应用的场合及成本等方面加以综合考虑。选择使用Polyimide（聚酰亚胺，分有胶和无胶）或Polyester（聚酯）。

柔性板导体材料的选择主要决定于特定应用条件下的材料性能。特别是在动态使用情况下，柔性板不停地折叠或伸展，就必须具备有长疲劳寿命的薄的材料。柔性板导体一般有铜箔、铜镍合金和导电涂料等。

选择合适的胶来粘接导体和介质也是非常重要的。它需要保证FPC 在加工时不脱胶或不过多地溢胶。柔性板常用的胶有丙烯酸（acrylic），改良环氧树脂（modified epoxy）， 酚丁缩醛（Phenolic Butyrals），增强胶，压敏胶等等。

覆盖层一般是介质薄膜和胶的压合体，或者是柔性介质的涂层。非导体薄膜或涂层可以选择地覆盖到FPC 表面，起到避免玷污、潮湿、刮痕等保护作用。常见的保护层有覆盖膜（cover film） 和阻焊(Solder mask) 。

在有器件焊接等很多应用场合中，柔性板需要用加强板来获得外部支撑。补强板材料有PI 或Polyester 薄膜，玻璃纤维，聚合物材料，钢片，铝片等等。

ＦＰＣ柔性板的设计

根据应用需要，确定适合的柔性要求。部分柔性板只是满足不共面连接等的需要，只需要在安装时弯曲一次，安装好以后就固定了。而在部分产品中，比如翻盖手机中通过转轴的柔性板，柔性板就要求一定的弯曲次数。而要求最高的是在硬盘磁头等场合中使用的柔性板，需要更长时间往复弯曲运动。综合来看，柔性要求可以概括成四种：弯曲一次、弯曲安装、动态柔性、碟机驱动头应用场合。可以根据柔性要求的不同来选择设计方案、加工板材和加工方式。

考虑采用哪种方式时，可以根据板对板连接器、连接器加金手指、Hotbar和软硬结合板这四种柔性板与硬板之间的互连方式来选择，选择时需要综合考虑互连高度、有效面积和连接器、加工和组装等成本。还有不同的互连对加工精度的要求。一般最常用的是板对板连接器，连接器可用表贴、插件和压接型等等。但是该方式FPC 需要贴补强板；组装后比较高；而且连接器价格、组装成本也不低。连接器加金手指方式可以提高互连密度，一般也比较薄；但是金手指加工精度要求较高。而HOTBAR 尽管需要特殊的组装设备，它应用得也越来越普遍了。

在设计中常用到单面板、双面板、双面板＋银浆层等等。在需要进行阻抗控制时，双面板或双面板＋银浆层可以根据设计需要自行组合构成微带线和带状线。柔性板的层压结构比较灵活。可以用双面板、三层板或它们表面再覆银浆的方式来构成微带线和带状线；确定层压结构以后，可以使用Polar 软件来计算走线阻抗。当柔性板有EMI 控制要求时，可以增加屏蔽层来实现要求。屏蔽层可以是实心铜皮、铜皮网格和银浆网格等。

最后就是环保的要求了，早在2003 年1 月27 日欧盟就正式颁布RoHS 指令(Restriction of Hazardous Substances)，限制了相关产品对有毒材料的使用。并将于2006 年7 月1 日要求制造商开始执行。针对FPC 设计来说，要求使用到的介质不能使用有卤素成分。目前有些板材供应商已经生产出无卤素材料。