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La tecnología FPC se refiere a las placas de circuito hechas de materiales flexibles a través de procesos de impresión, galvanoplastia, etc. En comparación con las placas de circuito rígidas tradicionales, FPC se puede doblar y doblar libremente dentro de un cierto rango, por lo que es muy adecuado para dispositivos electrónicos con espacio limitado. Debido a sus ventajas de peso ligero, tamaño pequeño y plegable, FPC es ampliamente utilizado en varios productos electrónicos, como teléfonos inteligentes, tabletas, dispositivos portátiles, etc.
En el caso del FPC tradicional, el conductor de lámina de cobre se fija a una película base como la poliimida, con adhesivos como la resina epoxi insertados en el medio, y luego se cubre el circuito formado por el grabado con una película protectora. Esta estructura utiliza adhesivos como la resina epoxi. Debido a la alta fiabilidad mecánica de esta composición de capas, incluso ahora sigue siendo una de las estructuras estándar comunes. Sin embargo, los adhesivos como la resina epoxi o la resina acrílica son menos resistentes al calor que las películas de matriz de resina de poliimida, por lo que se convierte en un cuello de botella que determina el límite superior de temperatura utilizado en todo el FPC (cuello de botella).
En este caso, es necesario descartar la estructura FPC de los adhesivos de baja resistencia al calor. Esta configuración no solo minimiza el grosor de todo el fpc, mejora considerablemente las propiedades mecánicas como la resistencia a la flexión, sino que también favorece la formación de circuitos finos o multicapa. El material de cobre recubierto sin adhesivo compuesto solo por capas de poliimida y capas conductoras se ha puesto en uso práctico, lo que amplía la gama de opciones de materiales adecuados para diversos fines.
También hay FPC con estructura de doble agujero o estructura multicapa en fpc. La estructura básica del Circuito de doble cara FPC es aproximadamente la misma que la del PCB rígido. El adhesivo se utiliza para la Unión entre capas. Sin embargo, el reciente FPC de alto rendimiento no incluye adhesivos y solo utiliza resina de poliimida para formar copos recubiertos. Hay muchos ejemplos. La composición de la capa del circuito multicapa FPC es mucho más compleja que la composición de la capa del PCB impreso. Se llaman flexibilidad rígida de varias capas o flexibilidad de varias capas. Aumentar el número de capas reduce la flexibilidad, reduce el número de capas utilizadas para doblar en la pieza o elimina la adherencia entre las capas, lo que puede aumentar la libertad de movimiento mecánico. Para fabricar placas rígidas y flexibles de varias capas, se necesitan muchos procesos de calentamiento, por lo que los materiales utilizados deben tener una alta resistencia al calor. El uso de placas de cobre recubiertas sin adhesivo está aumentando.
Tendencias tecnológicas de FPC
Con la diversificación y compactación de los usos, el FPC utilizado en dispositivos electrónicos requiere circuitos de alta densidad y alto rendimiento en el sentido cualitativo. Los últimos cambios en la densidad del circuito fpc. El método de reducción (método de grabado) se puede utilizar para formar circuitos unilaterales con una distancia entre conductores de 30 um o menos, y los circuitos de doble cara con una distancia entre conductores de 50 um o menos también se han puesto en uso práctico. El diámetro del agujero a través entre las capas conductoras que conectan circuitos de doble cara o multicapa también es cada vez más pequeño, y ahora el agujero con un diámetro del agujero inferior a 100 um ha alcanzado la escala de producción en masa.
Desde el punto de vista de la tecnología de fabricación, el posible alcance de fabricación de circuitos de alta densidad. Según la distancia del circuito y el diámetro del agujero, los circuitos de alta densidad se dividen aproximadamente en tres tipos: (1) FPC tradicional; (2) FPC de alta densidad; (3) FPC de alta densidad.
En el método tradicional de reducción, FPC con una distancia de 150 um y un diámetro de agujero de 15 um se ha producido en masa. Debido a la mejora de materiales o equipos de procesamiento, se puede procesar un espaciamiento de circuito de 30 um incluso en la resta. Además, debido a la introducción de procesos como el láser de CO2 o el grabado químico, se puede lograr la producción en masa y el procesamiento de agujeros de 50 um de diámetro, y la mayoría de los FPC de alta densidad producidos actualmente en masa se procesan a través de estas tecnologías.
Sin embargo, si la distancia es inferior a 25 um y el diámetro del agujero es inferior a 50 um, incluso si se mejora la tecnología tradicional, es difícil mejorar la tasa de rendimiento, y se deben introducir nuevos procesos o materiales. El proceso propuesto tiene varios métodos de procesamiento, pero el método de semiadición que utiliza la tecnología de fundición eléctrica (pulverización) es el método más adecuado. No solo los procesos básicos son diferentes, sino también los materiales y materiales auxiliares utilizados son diferentes.
Por otro lado, los avances en la tecnología de conexión FPC requieren que FPC tenga un mayor rendimiento de fiabilidad. Con el aumento de la densidad del circuito, se plantean requisitos diversificados y de alto rendimiento para el rendimiento de fpc. Estos requisitos de rendimiento dependen en gran medida de la tecnología de procesamiento de circuitos o del material utilizado.
Materiales constitutivos básicos de FPC
Composición básica de la placa de circuito impreso flexible (fpc)
1. sustrato
El sustrato de la placa de circuito flexible está hecho principalmente de poliimida (pi) o película de poliéster (pet), proporcionando una base estructural para la placa de circuito. La poliimida tiene una excelente resistencia a altas temperaturas y propiedades de flexión, lo que la convierte en el material preferido para muchas aplicaciones. Por otro lado, las películas de poliéster son relativamente económicas, pero no tan buenas como Pi en flexibilidad y resistencia a altas temperaturas.
2. capa conductora
La capa conductora está hecha principalmente de lámina de cobre y es responsable de transmitir señales electrónicas. El tratamiento de la superficie de la lámina de cobre afecta sus propiedades de adhesión, como la formación de superficies brillantes o sin brillo mediante galvanoplastia, que afectan directamente la fiabilidad y el rendimiento de la línea.
3. capa térmica
Las capas aislantes suelen estar hechas de películas de poliéster o poliimida, y su función principal es aislar y proteger las capas conductoras. La capa aislante no solo garantiza el aislamiento eléctrico entre diferentes circuitos, sino que también evita que la humedad y el polvo afecten al circuito, lo que tiene un importante papel protector en el diseño de varias capas.
4. película de cobertura
La película de cobertura es una parte importante para proteger la superficie de la placa de circuito flexible, con un grosor común de 1 milímetro y 1 / 2 milímetros. Esta película mejora la durabilidad del circuito, al tiempo que proporciona una protección adicional de aislamiento para reducir el impacto de factores ambientales externos.
5. adhesivo
La función del adhesivo es proporcionar unión entre la capa aislante y la capa conductora. Se utiliza no solo para pegar la película aislante al material conductor, sino también como una capa de cobertura que proporciona protección y aislamiento. Los adhesivos suelen recubrirse mediante técnicas de serigrafía.
6. otros elementos
Además, la placa de circuito flexible puede incluir placas de refuerzo para mejorar su resistencia mecánica y facilitar su uso en la práctica. Las placas de refuerzo suelen colocarse entre otros materiales para proporcionar soporte adicional.
Laminado
Muchos fabricantes de FPC a menudo compran laminados en forma de laminados y luego los usan como material de partida para procesarlos en productos fpc. Los laminados FPC o las películas protectoras (películas de cobertura) que utilizan películas de poliimida de primera generación están hechos de adhesivos como resina epoxi o resina acrílica. Los adhesivos utilizados aquí son menos resistentes al calor que la poliimida, y la resistencia al calor u otras propiedades físicas de FPC están limitadas.
Para evitar las desventajas de los copos recubiertos con adhesivos tradicionales, los FPC de alto rendimiento, incluidos los circuitos de alta densidad, utilizan copos recubiertos sin adhesivos. Hasta la fecha, ya hay muchos métodos de fabricación, pero ahora hay tres métodos para uso práctico:
1) proceso de fundición
El proceso de fundición se basa en láminas de cobre como materia prima. La resina de poliimida líquida se aplica directamente a la lámina de cobre activada en la superficie y se trata térmicamente para formar una película. La resina de poliimida utilizada aquí debe tener una excelente adherencia a la lámina de cobre y una excelente estabilidad dimensional, pero ninguna resina de poliimida puede cumplir con estos dos requisitos. Primero se aplica una capa fina de resina de poliimida (capa adhesiva) con buena adherencia a la superficie de la lámina de cobre activada, y luego se aplica una capa adhesiva (capa central) con un cierto espesor de resina de poliimida con buena estabilidad dimensional. Debido a las diferentes propiedades térmicas y físicas de estas resina de poliimida, si la lámina de cobre está grabada, aparecerán grandes fosas en la película base. Para evitar este fenómeno, se aplica una capa adhesiva a la capa central para obtener una buena simetría de la base.
Para la fabricación de placas de cobre recubiertas de doble cara, la capa de unión utiliza resina de poliimida termoplástica (termofundida) y luego la lámina de cobre se lamina en la capa de unión mediante el método de prensado en caliente.
2) proceso de pulverización / galvanoplastia
El material de partida del proceso de pulverización / recubrimiento es una película resistente al calor con buena estabilidad de tamaño. El primer paso es utilizar el proceso de pulverización para formar una capa de semillas de cristal en la superficie de la película de poliimida activada. Esta capa de cristal de semilla puede garantizar la resistencia de unión con la base del conductor, al tiempo que asume la función de recubrir la capa del conductor. Por lo general, se utilizan aleaciones de níquel o níquel. Para garantizar la conductividad eléctrica, Se pulveriza una fina capa de cobre sobre una capa de níquel o aleación de níquel, que luego se galvá al espesor especificado.
3) método de prensado en caliente
El método de prensado en caliente consiste en aplicar una resina termoplástica (resina de Unión termoplástica) a la superficie de una película de poliimida resistente al calor con buena estabilidad dimensional, y luego laminar la lámina de cobre sobre la resina termofundida a alta temperatura. Aquí se utilizan películas de poliimida compuestas.
Esta película de poliimida compuesta se puede comprar de fabricantes profesionales, y el proceso de fabricación es relativamente simple. Al fabricar laminados recubiertos de cobre, la película compuesta y la lámina de cobre se laminan juntas y se presionan en caliente a altas temperaturas. La inversión en equipos es relativamente pequeña y es adecuada para la producción en pequeños lotes y variedades. La fabricación de paneles de cobre recubiertos de doble cara también es más fácil.
Otro elemento material importante que constituye el FPC es la capa protectora (capa de cobertura), y ahora se han propuesto varios materiales de protección. La primera capa protectora práctica es aplicar la misma película resistente al calor que el sustrato y utilizar el mismo adhesivo que el laminado recubierto de cobre. Esta estructura se caracteriza por una buena simetría y sigue ocupando la parte principal del mercado, comúnmente conocida como "recubrimiento de película delgada". Sin embargo, esta capa protectora de película es difícil de automatizar el proceso de procesamiento, lo que aumenta los costos generales de fabricación y, debido a la dificultad de realizar un procesamiento de ventanas finas, no puede satisfacer la demanda de SMT de alta densidad que se ha convertido en la corriente principal en los últimos años.
