[科普中国]-柔性线路板

柔性电路板又称“软板”，是用柔性的绝缘基材制成的印刷电路。柔性电路提供优良的电性能，能满足更小型和更高密度安装的设计需要，也有助于减少组装工序和增强可靠性。柔性电路板是满足电子产品小型化和移动要求的惟一解决方法。可以自由弯曲、卷绕、折叠，可以承受数百万次的动态弯曲而不损坏导线，可依照空间布局要求任意安排，并在三维空间任意移动和伸缩，从而达到元器件装配和导线连接的一体化；柔性电路板可大大缩小电子产品的体积和重量，适用电子产品向高密度、小型化、高可靠方向发展的需要。

简介柔性电路板（Flexible Printed Circuit Board)简称“软板"，行业内俗称FPC，是用柔性的绝缘基材（主要是聚酰亚胺或聚酯薄膜）制成的印刷电路板，具有许多硬性印刷电路板不具备的优点。例如它可以自由弯曲、卷绕、折叠。利用FPC可大大缩小电子产品的体积，适用电子产品向高密度、小型化、高可靠方向发展的需要。因此，FPC在航天、军事、移动通讯、手提电脑、计算机外设、PDA、数字相机等领域或产品上得到了广泛的应用。

FPC还具有良好的散热性和可焊性以及易于装连、综合成本较低等优点。

柔性印刷线路板有单面、双面和多层板之分。所采用的基材以聚酰亚胺覆铜板为主。此种材料耐热性高、尺寸稳定性好，与兼有机械保护和良好电气绝缘性能的覆盖膜通过压制而成最终产品。双面、多层印制线路板的表层和内层导体通过金属化实现内外层电路的电气连接。

柔性线路板的功能可区分为四种，分别为引线路 (Lead Line)、印刷电路 (Printed Circuit)、连接器 (Connector) 以及多功能整合系统 (Integration of Function)，用途涵盖了电脑、电脑周边辅助系统、消费性民生电器及汽车等范围1。

种类1、单面板

采用单面PI敷铜板材料于线路完成之后，再覆盖一层保护膜，形成一种只有单层导体的软性电路板。

2、普通双面板

使用双面PI板敷铜板材料于双面电路完成后，两面分别加上一层保护膜，成为一种具有双层导体的电路板。

3、基板生成单面板

使用纯铜箔材料在电路制程中，分别在先后在两面各加一层保护膜，成为一种只有单层导体但在电路板的双面都有导体露出的电路板。

4、基板生成双面板

使用两层单面PI敷铜板材料中间辅以在特定位置开窗的粘结胶进行压合，成为在局部区域压合，局部区域两层分离结构的双面导体线路板以达到在分层区具备高挠曲性能的电路板

优缺点1、优点：

（1）可以自由弯曲、卷绕、折叠，可依照空间布局要求任意安排，并在三维空间任意移动和伸缩，从而达到元器件装配和导线连接的一体化；

（2）利用FPC可大大缩小电子产品的体积和重量；

（3）FPC还具有良好的散热性和可焊性以及易于装连、综合成本较低等优点，软硬结合的设计也在一定程度上弥补了柔性基材在元件承载能力上的略微不足。

2、缺点：

(1)一次性初始成本高

由于软性PCB是为特殊应用而设计、制造的，所以开始的电路设计、布线和照相底版所需的费用较高。除非有特殊需要应用软性PCB外，通常少量应用时，最好不采用。

(2)软性PCB的更改和修补比较困难

软性PCB一旦制成后，要更改必须从底图或编制的光绘程序开始，因此不易更改。其表面覆盖一层保护膜，修补前要去除，修补后又要复原，这是比较困难的工作。

(3)尺寸受限制

软性PCB在尚不普及的情况下，通常用间歇法工艺制造，因此受到生产设备尺寸的限制，不能做得很长，很宽。

(4)操作不当易损坏

装连人员操作不当易引起软性电路的损坏，其锡焊和返工需要经过训练的人员操作.

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柔性线路板具有节省空间、减轻重量及灵活性高等诸多优点，全球对柔性线路板的需求正逐年增加。柔性线路板独有的特性使其在多种场合成为刚性线路板及传统布线方案的替代方式，同时它也推动了很多新领域的发展，成长最快的部份是计算机硬盘驱动器(HDD)内部连接线，成长速度位居第二的领域是新型集成电路封装，柔性线路技术在便携设备(如移动电话)中的市场潜力非常大2。

电路电路配线方面限制较多，尤其是需来回曲折部分，若设计不当将大幅降低其寿命。

需来回曲折使用部分原则上需用单面机构的FPC。而若因线路过于复杂非得用双面FPC时，应注意以下各点：

1、以单面板FPC另外制作曲折部分，然后再和双面FPC二者相互接合。

2、若非用贯穿孔的话，则在曲折部分的贯穿孔不必镀铜。

3、看是否能不用贯穿孔（有一个也不行）。因为贯穿孔的电镀会对耐折性有不良影响。

分类按照基材和铜箔的结合方式划分，柔性电路板可分为两种： 有胶柔性板和无胶柔性板。 其中无胶柔性板的价格比有胶的柔性板要高得多，但是它的柔韧性、铜箔和基材的结合力、焊盘的平面度等参数也比有胶柔性板要好。所以它一般只用于那些要求很高的场合，如：COF(CHIP ON FLEX，柔性板上贴装裸露芯片，对焊盘平面度要求很高)等。 由于其价格太高，在市场上应用的绝大部分柔性板还是有胶的柔性板。由于柔性板主要用于需要弯折的场合，若设计或工艺不合理，容易产生微裂纹、开焊等缺陷。

经济性如果电路设计相对简单，总体积不大，而且空间适宜，传统的内连方式大多要便宜很多。如果线路复杂，处理许多信号或者有特殊的电学或力学性能要求，柔性电路是一种较好的设计选择。当应用的尺寸和性能超出刚性电路的能力时，柔性组装方式是最经济的。在一张薄膜上可制成内带5mil通孔的12mil焊盘及3mil线条和间距的柔性电路。因此，在薄膜上直接贴装芯片更为可靠。因为不含可能是离子钻污源的阻燃剂。这些薄膜可能具有防护性，并在较高的温度下固化，得到较高的玻璃化温度。柔性材料比起刚性材料节省成本的原因是免除了接插件。

结构按照导电铜箔的层数划分，分为单层板、双层板、多层板、双面板等。 单层板的结构：这种结构的柔性板是最简单结构的柔性板。通常基材+透明胶+铜箔是一套买来的原材料，保护膜+透明胶是另一种买来的原材料。首先，铜箔要进行刻蚀等工艺处理来得到需要的电路，保护膜要进行钻孔以露出相应的焊盘。清洗之后再用滚压法把两者结合起来。然后再在露出的焊盘部分电镀金或锡等进行保护。这样，大板就做好了。一般还要冲压成相应形状的小电路板。 也有不用保护膜而直接在铜箔上印阻焊层的，这样成本会低一些，但电路板的机械强度会变差。除非强度要求不高但价格需要尽量低的场合，最好是应用贴保护膜的方法。 双层板的结构：当电路的线路太复杂、单层板无法布线或需要铜箔以进行接地屏蔽时，就需要选用双层板甚至多层板。多层板与单层板最典型的差异是增加了过孔结构以便连结各层铜箔。一般基材+透明胶+铜箔的第一个加工工艺就是制作过孔。先在基材和铜箔上钻孔，清洗之后镀上一定厚度的铜，过孔就做好了。之后的制作工艺和单层板几乎一样。双面板的结构：双面板的两面都有焊盘，主要用于和其他电路板的连接。虽然它和单层板结构相似，但制作工艺差别很大。它的原材料是铜箔，保护膜+透明胶。先要按焊盘位置要求在保护膜上钻孔，再把铜箔贴上，腐蚀出焊盘和引线后再贴上另一个钻好孔的保护膜即可3。

用途柔性线路板主要应用于电子产品的连接部位，比如手机排线，液晶模组等，相比硬板，它体积更小，重量更轻，可以实现弯折挠曲，立体三维组装等好处。一般大部分的软板都要贴元器件。

前景柔性电路产业正处于规模小但迅猛发展之中。聚合物厚膜法是一种高效、低成本的生产工艺。该工艺在廉价的柔性基材上，选择性地网印导电聚合物油墨。其代表性的柔性基材为PET。聚合物厚膜法导体包括丝印金属填料或碳粉填料。聚合物厚膜法本身很清洁，使用无铅的SMT胶黏剂，不必蚀刻。因其使用加成工艺且基材成本低，聚合物厚膜法电路是铜聚酰亚胺薄膜电路价格的1/10；是刚性电路板价格的1/2～1/3。聚合物厚膜法尤其适用于设备的控制面板。在移动电话和其他的便携产品上，聚合物厚膜法适合将印制电路主板上的元件、开关和照明器件转变成聚合物厚膜法电路。既节省成本，又减少能源消耗。

在未来数年中，更小、更复杂和组装造价更高的柔性电路将要求更新颖的方法组装，并需增加混合柔性电路。对于柔性电路工业的挑战是利用其技术优势，保持与计算机、远程通信、消费需求以及活跃的市场同步。另外，柔性电路将在无铅化行动中起到重要的作用1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学