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FPC/PCB市场前景及生产工艺详解

光电与显示  · 公众号  · 硬件  · 2017-05-22 10:01

正文

苹果每一次技术革新,都会给产业链带来深远影响。正是苹果坚定支持FPC技术,开启消费电子软板时代。FPC由于大幅减少重量和体积,可弯曲灵活度高,迎合了电子产品轻薄化、灵活化趋势,正逐渐在连接功能方面取代硬板,成为电子设备中的主要连接配件。不同于分散的PCB市场,全球细分FPC行业高度集中,一线厂商格局相对稳定,议价力强,但此次作为全球最大FPC采购方的苹果开启主板升级将重构PCB全球供应链,加速FPC产能东移,本土厂商积极扩产大有可为。

正是苹果坚定支持FPC技术,开启消费电子软板时代。值此苹果手机十周年纪念开启又一轮创新周期之际,我们判断以OLED、3D摄像、生物识别、无线充电等为代表的功能创新以及即将到来的5G时代将全面提升FPC在智能机种渗透率,新功能的大量应用将带来BOM表内条目数量和细分数值普遍上升,整机ASP强势上涨带动FPC的ASP也将随之增加,为FPC带来增长新空间。此外在ADAS和新能源车双轮驱动下,汽车电子市场迅速扩张,成长趋势明确,我们看好以特斯拉为标杆的汽车电子将孕育出FPC增长新蓝海。

本土FPC厂商迎来份额和ASP价值同步提升的双重红利:一方面,全球产能转移大趋势不可逆转,本土厂商将凭借技术成本优势积极扩产,将从一线大厂手中获得更多份额,在产业转移中加速成长;另一方面,消费电子巨头创新引领叠加汽车电子大蓝海蓄势待发,FPC原有天花板被解构,量价提升驱动FPC进入成长新周期。双重红利中,拥有FPC核心技术储备,积极扩产迎接成长新动能的本土优质厂商将实现加速超车。

电子产品都要使用PCB,PCB的市场走向几乎是电子行业的风向标。随着手机、笔记本电脑和PDA等高端、小型化电子产品的发展,对柔性PCB(FPC)的需求越来越大,PCB厂商正加快开发厚度更薄、更轻和密度更高的FPC,小编来跟大家简介FPC的种类。

一、单层FPC

具有一层化学蚀刻出的导电图形,在柔性绝缘基材面上的导电图形层为压延铜箔。绝缘基材可以是聚酰亚胺,聚对苯二甲酸乙二醇酯,芳酰胺纤维酯和聚氯乙烯。单层FPC又可以分成以下四个小类:

1.无覆盖层单面连接

导线图形在绝缘基材上,导线表面无覆盖层,其互连是用锡焊、熔焊或压焊来实现,常用在早期的电话机中。

2.有覆盖层单面连接

和前类相比,只是在导线表面多了一层覆盖层。覆盖时需把焊盘露出来,简单的可在端部区域不覆盖。是单面软性PCB中应用最多、最广泛的一种,使用在汽车仪表、电子仪器中。

3.无覆盖层双面连接

连接盘接口在导线的正面和背面均可连接,在焊盘处的绝缘基材上开一个通路孔,这个通路孔可在绝缘基材的所需位置上先冲制、蚀刻或其它机械方法制成。

4.有覆盖层双面连接

前类不同处,表面有一层覆盖层,覆盖层有通路孔,允许其两面都能端接,且仍保持覆盖层,由两层绝缘材料和一层金属导体制成。

二、双面FPC

双面FPC在绝缘基膜的两面各有一层蚀刻制成的导电图形,增加了单位面积的布线密度。金属化孔将绝缘材料两面的图形连接形成导电通路,以满足挠曲性的设计和使用功能。而覆盖膜可以保护单、双面导线并指示元件安放的位置。按照需求,金属化孔和覆盖层可有可无,这一类FPC应用较少。

三、多层FPC

多层FPC是将3层或更多层的单面或双面柔性电路层压在一起,通过钻孑L、电镀形成金属化孔,在不同层间形成导电通路。这样,不需采用复杂的焊接工艺。多层电路在更高可靠性,更好的热传导性和更方便的装配性能方面具有巨大的功能差异。

其优点是基材薄膜重量轻并有优良的电气特性,如低的介电常数。用聚酰亚胺薄膜为基材制成的多层软性PCB板,比刚性环氧玻璃布多层PCB板的重量约轻1/3,但它失去了单面、双面软性PCB优良的可挠性,大多数此类产品是不要求可挠性的。多层FPC可进一步分成如下类型:

1.可挠性绝缘基材成品

这一类是在可挠性绝缘基材上制造成的,其成品规定为可以挠曲。这种结构通常是把许多单面或双面微带可挠性PCB的两面端粘结在一起,但其中心部分并末粘结在一起,从而具有高度可挠性。为了具有高度的可挠性,导线层上可用一层薄的、适合的涂层,如聚酰亚胺,代替一层较厚的层压覆盖层。

2.软性绝缘基材成品

这一类是在软性绝缘基材上制造成的,其成品末规定可以挠曲。这类多层FPC是用软性绝缘材料,如聚酰亚胺薄膜,层压制成多层板,在层压后失去了固有的可挠性。


FPC/PCB基本常识

1 线路板简介

1.挠性印制电路板

挠性印制电路板(FlexPrintCircuit,简称“FPC”),是使用挠性的

基材制作的单层、双层或多层线路的印制电路板。它具有轻、薄、短、小、高

密度、高稳定性、结构灵活的特点,除可静态弯曲外,还能作动态弯曲、卷曲和折叠等。

2.刚性印制电路板

刚性印制电路板(PrintedCircuieBoard,简称“PCB”),是由不易变形

的刚性基板材料制成的印制电路板,在使用时处于平展状态。它具有强度高

不易翘曲,贴片元件安装牢固等优点。

3.软硬结合板

软硬结合板(RigidFlex),是由刚挠和挠性基板有选择的层压在一起组

成,结构紧密,以金属化孔形成电气连接的特殊挠性印制电路板。它具有高

密度、细线、小孔径、体积小、重量轻、可靠性高的特点,在震动、冲击、

潮湿环境下其性能仍很稳定。可柔曲,立体安装,有效利用安装空间,被广

泛应用于手机、数码相机、数字摄像机等便携式数码产品中。刚-柔结合板

会更多地用于减少封装的领域,尤其是消费领域。

2 线路板材料介绍

1、 导电介质:铜(CU)

﹣铜箔:压延铜(RA)、电解铜(ED)、高延展性电解铜(HTE)

﹣厚度:1/4OZ、1/3OZ、1/2OZ、1OZ、2OZ,此为较常见的厚度

﹣OZ(盎司):铜箔厚度单位;1OZ = 1.4 mil

2、绝缘层:聚酰亚胺(Polyimide)、聚脂(Polyester)、聚乙稀萘(PEN)

﹣较常用的为聚酰亚胺(简称“PI”)

﹣PI厚度:1/2mil、1mil、2mil,此为较常见的厚度

﹣1 mil = 0.0254mm = 25.4um = 1/1000 inch

3、 接着剂(Adhesive):环氧树脂系、压克力系。

﹣较为常用的是环氧树脂系,厚度跟据不同生产厂家的不同而不定

4、覆铜板(Cucladlaminates,简称“CCL”):

﹣单面覆铜板:3LCCL(有胶)、2LCCL(无胶),以下为图解。

﹣双面覆铜板:3LCCL(有胶)、2LCCL(无胶),以下为图解。

5、覆盖膜(Coverlay ,简称“CVL”) :由绝缘层和接着剂构成,覆盖于导线上,

起到保护和绝缘的作用。具体的叠层结构如下

2、导电银箔:电磁波防护膜

﹣类型:SF-PC6000(黑色,16um)

﹣优越性:超薄、滑动性能与挠曲性能佳、适应高温回流

焊、良好的尺寸稳定性。

常用的为SF-PC6000,叠层结构如下:

3 Rigid-Flex叠构展示

4 线路板制作流程

1、开料:裁剪 Cutting/Shearing







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