什么是柔性印刷電路？
最初設(shè)計(jì)用于替代傳統(tǒng)線束的柔性印刷電路從二戰(zhàn)初期到今天呈指數(shù)級(jí)增長。柔性電路提供了極大的多功能性，是從簡單到復(fù)雜應(yīng)用的理想選擇，幾乎可以處理任何電路板工作。
柔性印刷電路是一種輕量級(jí)電路，可輕松裝入較小的空間和輪廓形狀。但是，它們不僅僅是彎曲的 PCB。柔性電路具有獨(dú)特的差異和優(yōu)勢(shì)，需要?jiǎng)?chuàng)新 PCB 制造商的獨(dú)特設(shè)計(jì)。
柔性印刷電路板由導(dǎo)電金屬條組成，通常由銅制成，并由介電材料或阻焊層絕緣。電路板的一個(gè)關(guān)鍵功能是在傳遞電子信號(hào)的同時(shí)提供機(jī)械彎曲，從而能夠使用更小的連接器并屏蔽來自 EMI 的輻射噪聲。
PCB是用于連接電子元件以形成電路的基板或非導(dǎo)電板。
柔性印刷電路的基本類型
各種可用的配置、尺寸和功能突出了柔性電路板的多功能性。柔性電路的基本類型包括單面電路、雙面電路和多層電路。
片面
單面 PCB 電路在介電層的一側(cè)只有一層金屬。
二元性
相比之下，雙面走線在單個(gè)介電層的兩側(cè)都有金屬層。
多層
在雙面電路中，金屬層通常通過金屬化過孔連接。在多層板上可以找到相同的通孔，該多層板上包含由介電層封裝的幾個(gè)單獨(dú)的銅層。
剛?cè)岵?jì)
剛?cè)峤Y(jié)合 PCB 將剛性電路和柔性電路中的組件組合在一起，形成混合電路基板。
柔性印刷電路的好處
與傳統(tǒng)的剛性板和電纜相比，柔性電子產(chǎn)品具有多種優(yōu)勢(shì)。其中包括更精確的布線、消除機(jī)械連接器、完全的設(shè)計(jì)靈活性、更高的電路密度、更寬的工作溫度范圍、更強(qiáng)的信號(hào)質(zhì)量、改進(jìn)的阻抗控制和可靠性以及減小尺寸。
自動(dòng)化生產(chǎn)消除了手動(dòng)線束中常見的人為錯(cuò)誤。柔性電路只能達(dá)到設(shè)計(jì)方案所指示的點(diǎn)。定制 PCB 印刷過程中涉及的勞動(dòng)力更少，而且柔性 PCB 的生產(chǎn)成本高且省時(shí)。
由于設(shè)計(jì)過程的自由度不受二維限制，柔性電路板可以通過多種方式進(jìn)行定制。這種靈活性延伸到安裝，允許在兩個(gè)或多個(gè)平面之間連接通道的第三維。
柔性電路板的功能通過增加氣流、散熱以及在使用簡化電路幾何形狀的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接中應(yīng)用高密度器件而得到改善。
基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用
在設(shè)計(jì)電路之前，兩個(gè)基本的結(jié)構(gòu)應(yīng)用將決定導(dǎo)體的選擇。靜態(tài)應(yīng)用是可以僅通過柔性電路靈活安裝的應(yīng)用。電沉積 (ED) 銅通常用于此應(yīng)用，這是一種較便宜的選擇。
動(dòng)態(tài)彎曲應(yīng)用涉及在產(chǎn)品的日常使用過程中柔性電路的動(dòng)態(tài)彎曲。翻蓋手機(jī)、筆記本電腦和計(jì)算機(jī)臂都需要使用軋制 (RA) 銅的有源應(yīng)用。
柔性印刷電路特性
單面和雙面柔性電路可以具有反向條、通孔、浮指和 ZIF 端接。多層柔性 PCB 最多可包含 20 層，并通過多個(gè)導(dǎo)電層、通孔組件、嵌入式電阻器、受控阻抗和 EMI 屏蔽來處理高電路密度。
當(dāng)需要最小化通孔直徑時(shí)，柔性印刷電路板使用最小的間距和組件尺寸來提高信號(hào)完整性、電氣性能和熱性能。
靈活的設(shè)計(jì)還可以在剛性 PCB 中使用相同的高密度組件，方法是使用盲孔或埋孔將信號(hào)線從器件的高密度區(qū)域引出。受控阻抗通過快速信號(hào)切換、快速轉(zhuǎn)換和高時(shí)鐘速率得到顯著改善。所有 PCB 中的信號(hào)傳輸都需要具有均勻厚度和電信號(hào)的層壓板。
薄膜提供保護(hù)性屏蔽以降低噪音和控制信號(hào)線阻抗，而加強(qiáng)板則增強(qiáng)了柔性電路，其中組件需要耐用性和安裝支撐。
柔性印刷電路板材料
柔性印刷電路板由與其他 PCB 相似的材料組成。所有電路都需要金屬導(dǎo)體來供電，而銅是 PCB 中最常用的材料。銅有多種厚度以適應(yīng)不同的喜好。其他導(dǎo)體選項(xiàng)包括鋁、銀墨、碳和康斯坦丁。
粘合劑將印刷電路板的各層粘合在一起。具體材料取決于用戶和導(dǎo)體厚度要求，但所有粘合必須在工作溫度范圍內(nèi)保持牢固。柔性 PCB 中使用的標(biāo)準(zhǔn)粘合劑包括環(huán)氧樹脂、丙烯酸或壓敏粘合劑。
絕緣體用柔性基板和覆蓋材料封裝和分隔電路。聚酰胺、聚酯、阻焊層和介電材料通常都充當(dāng)柔性印刷電路板的絕緣體。
完整的 PCB 在組裝過程結(jié)束時(shí)具有畫龍點(diǎn)睛的作用，并且可以根據(jù)消費(fèi)者的喜好和電路功能進(jìn)行定制。應(yīng)用于最終產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)飾面包括焊料、錫、鎳、金、銀或碳。
但是印刷電路板有毒嗎？燃燒多氯聯(lián)苯中的塑料和金屬會(huì)釋放出呋喃和二惡英等毒素，這意味著垃圾填埋場中的電路板如果不能正確回收，最終會(huì)污染地下水。
但是，您可以快速修復(fù)損壞的 PCB 以恢復(fù)其原始功能或?qū)⑵浠厥盏酵耆煌脑O(shè)備中。
高級(jí)功能
自發(fā)明以來，柔性電路板已經(jīng)走過了漫長的道路。隨著柔性 PCB 市場的擴(kuò)大，技術(shù)的進(jìn)步允許在電路設(shè)計(jì)中包含高級(jí)功能。高級(jí)功能包括用于將熱量從敏感區(qū)域散發(fā)出去的散熱器和用于擴(kuò)展安裝能力和保護(hù)的附加組件。
隨著信號(hào)切換速度的增加，需要更好的阻抗控制。先進(jìn)的阻抗跡線可最大限度地減少電反射，以防止在優(yōu)化時(shí)互連和控制電纜之間的轉(zhuǎn)換過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤。
還提供其他功能，包括壓接針、圖形覆蓋、激光切割槽、雕刻柔性電路、屏蔽、柔性加熱器和加強(qiáng)件。有這么多的可能性，有一個(gè)靈活的電路板可以滿足各種需求。
柔性印刷電路板：功能和應(yīng)用
柔性印刷電路板的主要特點(diǎn)：
許多電子制造商更喜歡使用柔性電路板，因?yàn)樗鼈兙哂歇?dú)特的特性：
柔性 PCB 天生具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，因此，它們可以很容易地用于電子元件的精心設(shè)計(jì)和放置。
柔性 PCB 重量輕，因此可以在不增加體積的情況下有效地集成到電子組件中；
眾所周知，柔性電路板可以有效地管理散熱過程。
柔性PCB易于組裝，所需時(shí)間和成本更少；
柔性電路板具有柔性基板，使其成為微型電子部件的理想選擇。
我在哪里可以使用柔性印刷電路板？
柔性 PCB 本質(zhì)上是通用的。它們可用于以節(jié)省空間為主要關(guān)注點(diǎn)的不同電子設(shè)備。
消費(fèi)電子產(chǎn)品
軍事（國防）配件
醫(yī)療器材
汽車零件
剛性柔性印刷電路板技術(shù)更進(jìn)一步
基材和保護(hù)膜
首先，讓我們考慮一個(gè)普通的剛性印刷電路板，通常由玻璃纖維和環(huán)氧樹脂制成。事實(shí)上，這些材料都是纖維，雖然我們稱它們?yōu)椤皠傂浴保绻隳贸鲆粚?，你就能感覺到它的彈性。
由于固化的環(huán)氧樹脂，這些層可以更硬。因?yàn)椴粔蜢`活，所以不能應(yīng)用到一些產(chǎn)品上。但是對(duì)于許多電路板不繼續(xù)移動(dòng)的簡單組件，電子設(shè)備是合適的。
在更多的應(yīng)用中，我們需要比環(huán)氧樹脂更柔軟的塑料薄膜。我們最常用的材料是聚酰亞胺 (PI)，它非常柔軟且堅(jiān)固，不會(huì)輕易撕裂或拉伸。
它還具有令人難以置信的熱穩(wěn)定性，可以輕松承受回流焊接過程中的溫度變化，并且在溫度波動(dòng)期間，我們幾乎看不到它伸出。
聚酯（PET）是另一種常用的柔性電路材料。與僅聚酰亞胺（PI）薄膜相比，其耐熱性和溫度變形不如PI薄膜。這種材料通常用于低成本電子設(shè)備中，印刷線包裹在柔性薄膜中。
由于PET不能承受高溫，更不用說焊接，柔性電路板是通過冷壓工藝制成的。我記得時(shí)鐘收音機(jī)的顯示部分使用了這種柔性連接電路，所以這種收音機(jī)通常不能正常工作，根本原因是這個(gè)質(zhì)量差的連接器。
因此，我們建議使用軟硬結(jié)合板或選擇PI膜，其他材料可以使用但不經(jīng)常使用。
PI薄膜、PET薄膜、薄環(huán)氧樹脂和玻璃纖維芯是柔性電路的常用材料。此外，電路需要使用其他保護(hù)膜，通常是 PI 或 PET 膜，有時(shí)還需要使用屏蔽阻焊油墨。
保護(hù)膜可以使導(dǎo)體免受腐蝕和損壞，PI和PET膜的厚度從1/3密耳到3密耳不等，常用的厚度為1密耳或2密耳。玻璃和環(huán)氧樹脂材料更厚，通常為 2 到 4 密耳。
電導(dǎo)體
印刷導(dǎo)體，通常是碳膜或銀基油墨，用于上述經(jīng)濟(jì)型電子產(chǎn)品，但銅導(dǎo)體是常見的選擇。根據(jù)不同的應(yīng)用，我們要選擇不同形式的銅箔。
如果您只是更換電線和連接器，以減少制造時(shí)間和成本，您最好的選擇是用于響應(yīng)電路板的電解銅箔。電解銅箔還可以通過增加銅的重量來增加載流能力，以獲得銅板可能的寬度，例如平面電感。
眾所周知，銅在加工硬化和應(yīng)力疲勞方面相對(duì)較差。如果柔性電路在最終應(yīng)用中需要反復(fù)折疊或移位，則高級(jí)軋制回火銅箔 (RA) 是更好的選擇。
顯然，更多的軋制增韌工藝必然會(huì)增加成本，但軋制增韌銅箔可以在疲勞斷裂之前進(jìn)行多次彎曲和折疊。
它增加了我們需要的 Z 形偏轉(zhuǎn)彈性，并且在經(jīng)常彎曲和滾動(dòng)的應(yīng)用中，它可以延長我們的使用壽命。因?yàn)檐堉圃鲰g過程在平面方向上拉長了晶粒結(jié)構(gòu)。
夸張版軋鋼化工藝圖，非比例分量。銅箔通過高壓輥后，其晶粒結(jié)構(gòu)可沿平面方向延伸，使銅更柔軟，增加z軸彈性。一個(gè)典型的例子是支架和刀頭之間的連接，或者藍(lán)光驅(qū)動(dòng)器中的激光頭（如下圖所示）。
在藍(lán)光機(jī)中，使用柔性電路將激光器連接到主電路板。請(qǐng)注意，激光頭上電路板上的柔性電路需要彎曲成直角。這里使用膠球來增強(qiáng)柔性電路的連接。
一種粘合劑
通常，我們需要粘合劑來粘合銅箔和PI薄膜（或其他薄膜），因?yàn)榕c傳統(tǒng)的FR-4剛性板不同，軋制的增韌銅箔表面毛刺不多，因此高溫高壓無法達(dá)到良好的效果。附著力。
它使用小米或 1 mil 厚度的丙烯酸或環(huán)氧樹脂基粘合劑。這種粘合劑是專門為柔性電路板開發(fā)的。
由于在 PI 薄膜上引入了直接涂層和銅涂層等新工藝，“無膠”層壓板正變得越來越普遍。薄膜可用于需要更細(xì)間距和更小通孔的 HDI 電路。
當(dāng)需要額外的保護(hù)時(shí)，我們會(huì)使用硅膠、熱熔膠或環(huán)氧樹脂珠來連接軟硬接頭。這增強(qiáng)了軟硬接頭的機(jī)械強(qiáng)度，并確保在重復(fù)使用過程中不會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力疲勞或撕裂。
