在可折疊手機、智能手環(huán)等電子產品中,柔性印刷電路板(FPC)發(fā)揮著關鍵作用。其卓越的柔韌性令人驚嘆,能經受住反復彎折萬次而不斷裂,這背后究竟隱藏著怎樣的 “黑科技”??

從材料選擇上看,F(xiàn)PC 采用了特殊的高分子聚合物作為基材,其中聚酰亞胺(PI)材料應用廣泛。PI 具有出色的耐高溫性能,能在高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定的物理和化學性質。同時,它的機械強度高,拉伸強度可達 100MPa 以上,這使得 FPC 在彎折過程中,基材能夠承受較大的應力而不破裂。
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FPC在導電層方面,壓延銅箔憑借良好的延展性脫穎而出。壓延銅是通過物理壓延工藝制成,其內部銅原子排列緊密且有序,相比電解銅箔,在反復彎折時,壓延銅箔更不易出現(xiàn)裂紋,保證了電路的導通性。例如,在一些高端可穿戴設備中,采用壓延銅箔作為導電層的 FPC,經過數(shù)萬次彎折測試后,電阻變化仍在可接受范圍內,確保了設備穩(wěn)定運行。
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軟板的結構設計也為其彎折性能提供了保障。在設計線路布局時,工程師會精心規(guī)劃走線方向,使導線盡可能垂直于彎折方向。這樣在彎折過程中,導線所受的拉伸應力能均勻分布,有效避免了應力集中。彎折半徑的設計同樣關鍵,一般要求彎折半徑至少為 FPC 厚度的 10 倍。比如,厚度為 0.1mm 的 FPC,其彎折半徑需達到 1mm 以上,以降低彎折時的局部應力,防止線路斷裂。此外,在容易產生應力集中的區(qū)域,如焊盤與過孔處,會進行特殊的 “補強” 設計。像在焊盤周圍添加淚滴狀的銅箔,既能增強焊盤與導線的連接強度,又能分散彎折時的應力,大大提高了 FPC 的抗彎折能力。?
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先進的制造工藝也是 FPC 實現(xiàn)高彎折壽命的重要因素。在蝕刻環(huán)節(jié),通過精確控制蝕刻溶液的濃度、溫度和時間,能夠保證電路圖案邊緣整齊光滑,減少因蝕刻缺陷導致的應力集中點。鉆孔工藝采用激光鉆孔技術,相比傳統(tǒng)機械鉆孔,激光鉆孔精度更高,對 FPC 基材的損傷更小,有利于提升 FPC 在彎折區(qū)域的可靠性。
柔性PCB的表面處理方面,對于動態(tài)彎折區(qū)域,通常會選擇有機保焊膜(OSP)或聚酰亞胺覆蓋膜進行保護,避免因金屬表面氧化或腐蝕影響 FPC 的電氣性能和機械性能,從而延長其在反復彎折條件下的使用壽命。?
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FPC 能反復彎折萬次不斷裂,是材料、設計與制造工藝多方面 “黑科技” 協(xié)同作用的結果。隨著科技不斷進步,F(xiàn)PC 在更多領域將展現(xiàn)出更大的應用潛力,為電子產品的創(chuàng)新發(fā)展注入強大動力。

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