1.柔性印刷电路板的柔性和可靠性
目前柔性PCB板有四种:单面、双面、多层柔性板和刚性柔性板。
单面柔性PCB板是成本最低,对电气性能要求较低的PCB板。布线单面PCB时,应选择单面软板。它有一层由化学蚀刻,产生的导电图形,柔性绝缘基片表面的导电图形层是轧制铜箔。绝缘基材可以是聚酰亚胺、聚(p-苯二甲酸乙二醇酯)、芳纶纤维酯、聚氯乙烯。
双面柔性PCB电路板是在绝缘基膜的两面用蚀刻制成的导电图形。金属化孔连接绝缘材料两侧的图案,形成导电通路,满足灵活设计和使用功能。覆盖膜可以保护单面和双面导线,并指示组件的放置位置。
多层柔性PCB电路板是将三层或三层以上的单面或双面柔性电路层压在一起,通过钻孔和电镀形成金属化孔,并在不同层之间形成导电通路。这样就不需要复杂的焊接工艺。多层电路在更高的可靠性、更好的导热性和更方便的组装性能方面具有很大的功能差异。在设计布局时,应考虑组件尺寸、层数和灵活性的相互影响。
传统的刚性和柔性PCB电路板是由刚性和柔性基板选择性地层压在一起构成的。结构紧凑,通过金属化形成导电连接。如果印刷电路板的两面都有元件,刚性和柔性电路板是一个很好的选择。但是如果所有的部件都在一面,那么选择双面柔性板,在其背面层压一层FR4增强材料会更经济。
混合结构的柔性电路是多层PCB,导电层由不同金属制成。8层板以FR-4为内层介质,以聚酰亚胺为外层介质,引线从主板的三个不同方向延伸,每个引线由不同的金属制成。康铜合金、铜和金分别作为独立的引线。这种混合结构是唯一可行的解决方案方法,多用于电信号转换和热转换的关系,以及电性能苛刻的低温情况。
可以评估互连设计的便利性和总成本,以实现最佳性能比价格。
2.柔性印刷电路板的经济性
如果电路设计比较简单,总体积小,空间合适,传统的互联方式大多便宜很多。如果电路复杂,处理许多信号或有特殊的电气或机械性能要求,柔性电路是一个更好的设计选择。当应用的尺寸和性能超过刚性电路的能力时,柔性装配是最经济的。在一张胶片上可以制作12个带5个通孔的密耳垫和3个密耳线和间距的柔性电路。因此,将芯片直接安装在薄膜上更可靠。因为它不含可能是离子钻井污染源的阻燃剂。这些膜可以是保护性的,并且在更高的温度下固化,导致更高的玻璃化转变温度。与刚性材料相比,柔性材料节省成本的原因是取消了连接器。
原材料成本高是柔性电路价格高的主要原因。原材料的价格差别很大,成本最低的聚酯柔性电路用原材料成本是刚性线路用原材料的1.5倍;高性能聚酰亚胺的柔性电路高达4倍或更高。同时,材料的柔性使得制造过程中难以进行自动化加工,导致产量下降;最终组装过程中容易出现缺陷,包括柔性附件脱落、断线等。当设计不适合应用时,这种情况更容易发生。在弯曲或成形引起的高应力下,往往需要选择加固材料或补强材料。虽然原材料成本高,制造麻烦,但是折叠、弯曲和多层拼接的功能将减小整个组件的尺寸,t
柔性印刷电路板行业正在小规模快速发展。聚合厚膜工艺是一种高效、低成本的生产工艺。这个过程有选择地在便宜的柔性基底上筛选导电聚合油墨。代表性的柔性基底是聚酯。聚合厚膜导体包括丝网金属填料或碳粉填料。聚合厚膜法本身就很干净,使用无铅无蚀刻SMT胶,由于使用了加成技术,基板成本低,聚合厚膜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。聚合厚膜法特别适用于设备的控制面板。在手机等便携设备上产品,聚合厚膜法适用于将印刷电路板上的元器件、开关、照明设备转换成聚合厚膜法电路。既节约了成本,又降低了能耗。
总的来说,柔性PCB电路板确实比刚性电路板更贵更贵。制造柔性PCB时,很多情况下都要面对很多参数超出公差范围的事实。制造柔性电路的困难在于材料的灵活性。