柔性电路板的应用与发展 毕业设计论文

柔性电路板的应用与发展 题目： 柔性电路板的应用与发展 摘要 ： 随着电子产品向短小、轻薄方向发展 ,相应的电子元器件向集成化、微小型化方向发展 ， 表面贴装技术的发展 ,柔性印制电路板的发展和应用逐渐广泛 ,因为它有着显著的优越性 ,它的结构灵活、体积小、重量轻、满足动态的柔性要求。 基于目前中国大陆 柔性印制电路板 的广阔市场，日本、美国、台湾地区等大型 柔性印制电路板 企业都已在中国大陆抢夺客户，中国大陆地区大批 柔性印制电路板民营企业兴起。预测 2010年，中国大陆 FPC 产业仍将高速度向前健康发展。 本文基于 柔性印制电路板 的基本概念 ，详细的介绍了柔性电路板 的 生产工艺、应用情况 和 发展动向。 关键词： 柔性电路板 应用 发展 毕业设计 (论文 )外文摘要 Title: Application and development of the flexible circuit board Abstract: As electronic products to short, thin direction, the corresponding electronic components develop to the integration and micro-miniaturization. Development of surface mount technology (SMT), development and application of flexible printed circuit board are increasingly widespread, as it has significant advantages. It has flexible structure, small size, light weight and meets the dynamic flexible demands. Based on the current broad FPC market in mainland China, Japan, the United States, Taiwan and other large FPC enterprises are grabbing customers in mainland China. A large number of FPC private enterprises rise. In 2010, FPC industry in mainland China will continue to move forward healthy development at high speed. Based on the basic concepts of FPC, this paper introduces the production technology, application and development trends of the flexible circuit board in details. Keywords: flexible printed board application development 目 录 1 绪论 2 柔性电路板的定义 3 柔性电路板的制作工艺 3.1 FPC 制作流程 3.2 多层板生产流程及生产工艺 3.2.1 挠性多层板生产流程 3.2.2 FPC 生产主要操作流程 4 柔性电路板的应用 4.1 FPC 应用领域 4.2 FPC 的市场状况 4.3 FPC 市场应用的驱动力 5 柔性电路板发展动向 5.1 FPC 未来的技术走向 5.2 FPC 材料的技术走向 6 中国 FPC 现状与未来 6.1 中国 FPC 产业 的现状 6.2 中国 FPC 产业 的 未来 结论 致谢 参考文献 1 绪论 20世纪 60年代末以来，仪器仪表行业，电子行业借助于普通印制板的普及，在小型化方面取得了一定的成效。 70年代末 80年代初，集成电路的高密度、软互连元件、表面安装技术和元件的迅速发展，为仪器仪表电子设备的智能化、小型化、高可靠性提供了相应的条件。尤其是软互连元件 柔性 线路 板起的作用更不容忽视，它冲破了传统观念，在各界工程技术 人才 的努力下，已逐步开创了应用领域的新天地。 随着微电子技术的飞速发展，印制电路板制造向多层化、积层化、功能化和集成 化方向迅速的发展。市场对于便携产品的需求上升，正在推动 PCB 制造商扩大产能，并纷纷增加挠性电路板 (FPC)的供应量。据市场资料显示，全球挠性电路市场在 2002 年约为 55 亿美元， 2007 年可能达到 100 亿美元， PCB 厂商正加快开发厚度更薄、重量更轻和密度更高的 FPC。由于轻、薄、短、小的需求， FPC 的应用范围越来越宽广，在计算机与通信、消费电子、汽车、军事与航天、医疗等领域 FPC 正被大量使用， 例如：摄像机、移动电话、 CD 唱机、笔记本电脑、高速喷墨打印机磁头等的大量需求，促使印制电路设计大 量采用 柔性电路板 。 柔性电路板 和其它印制板相比 ,在狭小的空间进行大量布线具有更高的可靠性和机动性，特别是在需要反复弯曲的场合， 柔性电路板 比其它电缆（线）具有更长的弯曲寿命。 2 柔性电路板 的定义 柔 性 电 路板 （ FPC， F1exib1e Printed Circuit）又称软性线路板、柔性印刷电路板或挠性线路板， 是用柔性的绝缘基材制成的印刷电路， 具有配线密度高、重量轻、厚度薄的特点。 例如 ， 它可以自由弯曲、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。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，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。 3 柔性电路板的制作工艺 3.1 FPC 制作流程 柔性电路板 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。 单双面 FPC生产制作流程（见图 1和 图 2），从图中能够发现 FPC制作过程中主要的流程 。 按照目前国内生产厂商的标准，操作流程是必不可少的，当然不同的厂家会稍微在各个流程的衔接部分添加需求的流程，比如说钻孔 后常会添加 PTH通孔 和镀铜 前 添加表面处理 等。 图 1 双面板制作流程 图 2 单面板制作流程 3.2 多层板生产流程及生产工艺 3.2.1 挠性多 层板生产流程 挠性多层板生产流程 （见图 3） 从下料开始后续的 每一步工作人员都必须严格按照生产的操作手顺操作，按照生产线的操作顺序严格进行。其中的各个操作环节必须与下一环节从时间和顺序严格衔接。 图 3 挠性多层板生产流程 3.2.2 FPC 生产 主要 操作流程 FPC 生产主要操作流程 具体如下： （ 1） FPC 开料 。 除部分材料以外，柔性印制板所用的材料基本都是卷状的。由于并不是所有的工序都一定要用卷带工艺进行加工，有些工序必须裁成片状才能加工，如双面柔性印制板的金属化孔的钻孔，目前只能以片状形式进行钻孔，所以双面柔性印制板第一道工序就是开料。柔性覆铜箔层压板对外力的承受能 力极差，很容易受伤。如果在开料时受到损伤将对以后各工序的合格率产生严重影响。因此，即使看上去是十分简单的开料，为了保证材料的品质，也必须给予足够重视。如果量比较少，可使用手工剪切机或滚刀切断器，大批量，可用自动剪切机。无论是单面、双面铜箔层压板还是覆盖膜，开料尺寸的精度可达到 O.33。开料的可靠性高，开好的材料自动整齐叠放，在出口处不需要人员进行收料。能把对材料的损伤控制在最小限度内，利用送料辊尺寸的变化，材料几乎没有皱折、伤痕发生。而且最新的装置也能对卷带工艺蚀刻后的柔性印制板进行自动裁切，利用光学传感 器可以检出腐蚀定位图形，进行自动开料定位，开料精度达 O 3mm，但不能把这种开料的边框作为以后工序的定位。 （ 2） 钻孔 。柔性电路板 的钻孔与刚性印制板的钻孔设备相同，但钻孔条件有一些不同。由于 FPC 板所用的粘接剂柔软，容易粘刀，建议钻孔选用 FPC 专用刀具，或者使用新钻头（钻孔数少于 1000），同时优化钻孔参数，减少钻孔腻污或毛边。 柔性电路板 、覆盖层和增强层的钻孔基本相同，由于覆铜板和覆盖层都较薄，钻孔时可以将多块重叠钻孔（根据板厚覆铜板可叠 7-10 片左右，覆盖层可叠 10-15 片）。上垫板可使用铝垫板或 环氧黄垫板，下垫板用环氧黄垫板。 钻孔、铣覆盖膜和增强板的外形等的加工条件基本相同，但由于柔性印制板材料所使用的胶黏剂柔软，所以十分容易附着在钻头上，需要频繁地对钻头状态进行检验，而且要适当提高钻头的转速。对于多层柔性印制板或多层刚柔印制板的钻孔要特别细心 ，尤其注意以下两点： 冲孔 。 冲微小孔径不是新技术，作为大批量生产已有使用。由于卷带工艺是连续生产，利用冲孔来加工卷带的通孔也有不少实例。但是批量冲孔技术仅限于冲直径 O 6 0 8mm的孔，与数控钻床钻孔相比加工周期长且需要人工操作，由于最初工序加工的尺寸都 很大，这样冲孔的模具也相应要大，因而模具价格就很贵，虽然大批量生产对降低成本有利，但设备折旧负担大，小批量生产及灵活性无法与数控钻孔相竞争，所以至今仍无法普及。但在最近数年里，冲孔技术的模具精密化和数控钻孔两方面都取得了很大的进步，冲孔在柔性印制板上的实际应用已十分可行。最新的模具制造技术可制造能够冲切基材厚 25um的无胶黏剂型覆铜箔层压板的直径 75um的孔，冲孔的可靠性也相当高，如果冲切条件合适甚至还可以冲直径 50um的孔。冲孔装置也已数控化，模具也能小型化，所以能很好地应用于柔性印制板冲孔，数控钻孔和冲 孔都不能用于盲孔加工。 激光钻孔 。 用激光可以钻最微细的通孔，用于柔性印制板钻通孔的激光钻孔机有受激准分子激光钻机、冲击式二氧化碳激光钻机、 YAG(钇铝石榴石 )激光钻机、氩气激光钻机等。冲击式二氧化碳激光钻机仅能够对基材的绝缘层进行钻孔加工，而 YAG激光钻机可以对基材的绝缘层和铜箔进行钻孔加工，钻绝缘层的速度要明显比钻铜箔的速度快，仅用同一种激光钻孔机进行所有的钻孔加工生产效率不可能很高。一般是首先对铜箔进行蚀刻，先形成孔的图形，然后去除绝缘层从而形成通孔，这样激光就能钻极其微小孔径的孔。但此时由于上下孔的 位置精度可能会制约钻孔的孔径。如果是钻盲孔，只要把一面的铜箔蚀刻掉，不存在上下位置精度问题。该工艺与在下面所叙述的等离子体蚀孔和化学蚀孔雷同。 （ 3） 铜箔的表面处理 。 柔性电路板 在孔金属化之前需要对表面进行清洁处理，以提高孔金属化镀层与基体的结合力。同时孔金属化后图形成像前对铜表面进行有效的处理，对于增强铜与抗蚀层的粘附强度也是非常必要的。 FPC 板在孔金属化前表面未处理干净，孔化镀层可能出现分层、起泡的现象；图形成像前对铜表面清洁粗化不够，与抗蚀剂的结合不牢，制作精细的线路图形几乎不可能，在后续的电镀工序容 易出现渗镀 ,造成线条边缘不整齐甚至短路，影响图形精度。图形转移前的覆铜板粗表面清洁粗化的方法主要有以下几种： 磨料刷子清洁 。 这种方法是通过旋转磨料与板面之间相切运动的作用，机械的刮切和粗化板面，同时也除去了表面的污物。这种方法处理后的板面会形成许多平行的凹痕。凹痕越密越细，板面与抗蚀剂的结合力就越好，但这些凹痕会给基板留下表面有刷痕的隐患。 浮石粉刷板机 。 浮石粉是来自火山灰的一种复杂的天然硅化合物，它的颗粒大小不一，重量较轻，比重小于 1。采用浮石粉和尼龙刷辊进行刷板时，浮石粉对板面的冲击形成了微观上凹凸 不平的粗化表面。这种粗化痕迹没方向性，不会形成明显的凹痕，抗蚀剂能够理想的附着在板面上。是比较理想的清洁方法之一。 化学清洗 。 化学清洗是首先用化学试剂除去表面的有机杂质和无机污染物，然后用微蚀液对表面进行粗化处理。经过处理后的铜板表面具有良好的粗糙度，而且不存在任何的机械划痕或残留的刷料微粒，因此是精细导线加工中理想的清洁粗化处理方法。 （ 4） 孔金属化 。 挠性多层板的孔化前需要去腻污，常用的去腻污工艺有两种：一是碱性高锰酸钾溶液处理，二是等离子处理。因为丙烯酸粘接剂耐碱性差，碱性高锰酸钾工艺只适用环氧类粘接 剂。所以对于 柔性电路板 多采用等离子处理工艺，不仅能有效去除腻污还能对绝缘介质进行凹蚀，使内层铜成可靠的三维结构，增强孔壁镀层的结合力。利用检孔镜观察孔壁状态，经过等离子处理后完整的铜环清晰的凸出，确保孔壁清洁无钻污，孔金属化时增大接触面积镀层结合更好。 孔金属化工艺需要特别注意的是调整去油工位：因为 柔性电路板 的粘接剂耐碱性差的原因，通常印制板生产采用的碱性去油工艺（ 60左右的温度）不适合 柔性电路板 ，因此建议选用酸性去油调整工艺。另外采用快速高活性化学沉铜溶液，减少丙烯酸树脂和聚酰亚胺与碱性沉铜溶液接触的时 间，防止反应时间长造成挠性材料的溶胀，同时避免速度过快造成孔空洞和镀层的机械性能较差。 （ 5） 图形制作 。 柔性电路板 的图形转移与普通印制板区别不大，通常用的抗蚀层有液态抗蚀剂和干膜两种。液态抗蚀层涂敷应避免由于静电灰尘、漂浮物吸附到抗蚀层中，另外选择好抗蚀剂的粘稠度和烘板的时间、温度，保证抗蚀剂与铜板粘结力达到最大并保持干燥，以防止在图像转移时粘底版，造成图形不完整或边缘不整齐。 贴干膜需要特别注意的是，覆铜板较软，应选用薄板贴膜机，保证干膜与基材紧密贴合。曝光参数与常规印制板相同，但由于板子薄不平整，吸真 空度可能较差，为此可借助刮刀，赶走空气，确保 柔性电路板 吸真空良好。光聚合后的干膜比未聚合的干膜挠性差，操作中应避免板子弯折引起干膜与基材脱落。 显影时建议采用刚性板牵引，这样能避免显影液的喷淋压力和冷热风的影响导致 柔性电路板 弯折或卡板。 （ 6） 图形电镀和蚀刻 。 柔性电路板 的最大特性即可挠曲性，因此电镀时切忌镀层过厚或者粗糙，线条愈厚挠曲性愈差，而粗糙的镀层影响图形的外观。 柔性电路板 制作时要分析调整电镀溶液的主盐、添加剂含量，选择合适的电流密度和电镀时间，镀层厚度一般是 1520 m,军用的 柔性电路板 为了保障 可靠性镀层厚度一般大于 25 m。上夹具时要考虑 柔性电路板 的特点，采用边框加强支撑 柔性电路板 ，如果板子面积过大，在电镀铜过程要将空气搅拌减弱或关闭，只用循环过滤和阴极移动，防止板子起皱褶。 柔性电路板 的去膜过程要严格控制，聚酰亚胺耐碱性较差，丙烯酸胶耐碱性更差，所以采用强碱溶液去膜时要严格掌握去膜液的温度、浓度和去膜时间，去膜后立即用清水洗净板面和孔内的残留液。制作 柔性电路板 对蚀刻机的要求较高，蚀刻前首先要清洗蚀刻机，将传动辊上的结晶清除干净以避免残渣结晶划伤图形；清洗喷嘴保证喷淋腐蚀的均匀一致性。为掌握好喷 淋时间，首先要做好喷淋时间与蚀刻速度的曲线图，然后根据所需要的蚀刻量选择喷淋时间。一般情况下，腐蚀时板子边缘的铜会先蚀刻掉，局部不干浄可采取点喷的方式解决，操作时要避免线条过腐蚀或欠蚀，否则导线边缘整齐性差。腐蚀后的基板更软，所以建议采用硬板牵引防止卡板、折板。 （ 7） 覆盖层的选用 。 柔性电路板 和刚性板最大的不同之一是覆盖层。挠性线路的绝缘保护层可选用覆盖膜和印刷液态挠性油墨，丝网印刷液态覆盖层油墨其材料成本低，批量生产成本也低，所以被广泛应用于汽车和部分民用产品上。但挠性油墨由于硬、耐弯折性差的缺点，需要 多次弯曲的板子和高密度微细线路产品很少采用液态油墨，而使用和基体膜相同材料的覆盖膜。覆盖膜的粘接剂膜上有一层离型膜（或纸），半固化态的环氧树脂粘接剂在室温条件下会逐步固化，所以应低温冷藏保管（在使用之前保存在 5左右的冷藏库房）。不恰当的储存环境将缩短覆盖层的使用寿命，到了寿命末期，粘接剂流动度极小，如果层压温度和压力不高，就不能得到填满图形空隙和粘接强度高的覆盖膜。 贴覆盖层之前，要对线路表面进行清洁处理，去除表面污染和氧化。把已开好窗口孔的覆盖膜去掉离型膜后，贴在已蚀刻好的基板上，用丁酮粘住图形的边缘， 防止层压时位置偏离。撕掉离型膜后的覆盖层没有支撑强度，而且有很多窗口孔，再与基板定位时要小心操作，不能强制把膜拉长，也不能使膜产生褶子，否则造成对位不准或外观不平整。 （ 8） 挠性多层板的制作与层压 。 挠性多层印制板内层的制作程序与刚性板一致，内层覆盖膜不需开窗口，粘贴覆盖层之前，也要对线路表面进行清洁处理，去除表面污染和氧化。 柔性电路板 内层粘贴覆盖膜后，在层压前，应对表面进行清洗粗化，以提供优良的层间结合力，使挠性内层板、覆盖膜、粘接片之间紧密结合，无层压气泡、无层压变形；层压前 柔性电路板 材料还要置于干燥箱干 燥 24小时。叠层层压示意图（以四层板为例）： 按照图 4 的顺序将各膜片、内层、钢板放置好，放入层压机 进行 层压 时的 工艺参数 为 压机温度 173 、 压力 为150-300N/cm2、 层压时间 60 分 。 图 4 层压 示意图 （ 9） 热风整平 /镀金 。 由于聚酰亚胺吸水性高，热风整平前应在 120烘箱内预烘 2 4 小时，以防止在经受热 冲击时，金属化孔断裂或内层分层起泡。烘完的印制板应立即热风整平 ,以避免板子重新吸潮。热风整平时建议采用刚性边框加固柔性电路板 ，同时调整工艺参数：浸铅锡时间减短（由 5 秒降为 23 秒），前后风刀压力降 低（由 4 MPa 降为 2.5Mpa）。为了避免 柔性电路板 经热处理吹皱或撕裂，提高成品合格率，也有选用化学镀镍 /金工艺的。 （ 10） 外形加工 。 柔性印制板的孔和外形的加工大部分都是采用冲切进行加工的。然而也并非是惟一的方法，根据情况，可以使用各种不同的方法或组合起来进行加工。而近来随着要求的高精度化和多样化也导入了新的加工技术。目前 ，批量加工 FPC 使用最多的还是冲切，小批量 FPC 和 FPC 样品主要还是采用数控钻铣加工。这些技术很难满足今后对尺寸精度特别是位置精度标准的要求，现在新的加工技术也正逐步应用，如：激光 蚀刻法、等离子体蚀刻法、化学蚀刻法等技术。这些新的外形加工技术具有非常高的位置精度，特别是化学蚀刻法不仅位置精度高且大批量生产效率较高，工艺成本较低。然而这些技术很少单独使用，一般是与冲切法组合使用。使用目的分类有 FPC 外形加工、 FPC 钻孔、 FPC 槽加工及有关部位的修整等。形状简单精度要求不太高的都是采用一次性冲切加工。而对于精度要求特别高的、形状复杂的基板，若用一副模具加工效率不一定达到要求的情况下，可以分几步进行加工 FPC，具体的例子如插入狭小节距连接器的插头部位和高密度安装元件的定位孔等 。 柔性电路板 作为一种特殊的电子互连技术，有着十分显 著的优越性。批量生产还需要工艺、机器设备的不断完善。从 生产 流程来看 ，只有掌握了各环节的要领，才能生产出性能可靠、外观良好的印制板。 4 柔性电路板的应用 从 FPC的发展历程一路走来， 我们不难发现 FPC在不同发展时期所扮演的角色，继而熟悉 FPC在各行业的应用 ，如 见 表 1所示。 表 1 FPC 应用领域发展过程 发展时期 20世纪八十年代 (中期技术发展时期） 20世纪九十年代 （近期多功能发展时期） 2l 世纪初 （高技术、新领域发展时期） 应用扩展的新领域 电子产品 军工产 品 信息产品（计算等） 通讯产品 办公自动化设备 通讯产品 LCD IC 封装基板 4.1 FPC应用领域 FPC作为一种重要的电子商品，其在电子领域中扮演的角色亦很重要，以下重点介绍 FPC的各种用途及应用。 目前 ， FPC已经广泛应用于 MP3、 MP4播放器、便携式 CD播放机、家用 VCD、 DVD 、数码照相机、手机及手机电池、医疗、汽车及航天领域 ；个人电脑：包括台式电脑和笔记本电脑，以及正在萌发的穿戴式电脑；计算机外设（以上两项是全球 FPC需求最大的市场，但其增长率不高）；手机：一部翻盖手机要就要用到 6至 10片 FPC，这些 FPC主要是单、双面的。多层刚挠结合板的 FPC用于显示模块和照相模块；音频和视频设备是 FPC第三大应用领域：便捷式产品（如 MP3、 MP4、移动电视、移动DVD等）和平板显示会不断增加 FPC用量；其它应用市场还有医疗器械、汽车和仪表等。 近年来 ， 3G技术 、智能型手机、数码相机及显示器的需求对 FPC的发展起到了很大的推动作用。比如说显示 器模块，一个 15英寸以上的 TFT模块，需要 8张到 14张 COG挠性电路板 ，同时需要 4张到 6张起连接作用的 FPC。而 TFT在 TV、笔记本和监视器上有着广泛应用，因此其不可限量的市场空间也将对 FPC产生不可忽视的影响 。 FPC的电子应用领域 如表 2所示。 表 2 FPC主要应用产品典型例 应用产品领域 产品例 子 消费性电子产品 收录机、数字式摄像机、个人音响、照 相机 计算机 台式电脑、笔记本型电脑、掌上型电脑 计算机周边产品 打印机、扫描机、 DVD ROM、 VCD、硬盘、软盘 平面显示器 液晶显示面板、电机发光面板等 办公设备 传真机、复印机 打字机 通讯产品 移动电话 移动电话 汽车产品 发动机控制、防暴死装置 (ABS)安全气囊控制、感应器，仪表板 其它 Smart 卡、医疗仪器、工业设备、宇航及军事用途 4.2 FPC的市场状况 电子产品轻、薄、短、小的需求潮流，使 FPC迅速从军用品转到了民用，转向消费类电子产品，形成近年来涌现出来的 几乎所有的高科技电子产品都大量采用了 柔性电路板 。日本学者召仓研史在高密度挠性印制电路板一书说：几乎所有的电气产品内部都使用了 柔性电路板 。例如：录像机、摄像机、盒式录音机、CD唱机、照相机、程控电话、传真机、个人电脑、文字处理机、复印机、洗衣机、电锅、空调、汽车、电子测距仪、台式电子计算机等。而今恐怕很难找到不使用柔性电路板 的稍微复杂的电子产品了 。 第一 手机市场， 手机的功能有两个重大的变革影响刚挠结合板的发展，可动式机体设计与模块设计。在可动式机体方面，折叠式（ Clamshell）或掀盖式、滑盖式的结构设 计中，若以刚挠结合板取代原有的 柔性电路板 、刚性板、连接组件的组 合，可 以有较好的产品表现与产品稳定度，而在手机模块方面也是一个重要的应用，其需要较高的传输量且减少手机厂组装的缺失，因此需求量也在逐渐成长中，其应用包括目前常见的相机模块等。第二，刚挠结合板在消费性电子产品市场， 消费性电子产品中以 DSC、 DV的应用最多，因为数字化的电子产品讯号传输量较大，刚挠结合板可以有较好的讯号通路，而 DSC与 DV的设计趋向于小体积且高耐用性，尽量减少接点组装所造成的不良率，所以刚挠结合板亦是合适的零件。第三汽车电子化 市场 ，在 汽车电子化的趋势下，车用的控制系统，如仪表板显示、空气品质、音响、显示器等高讯号传输量和高信赖度的要求等汽车用刚挠结合板、刚挠结合板将开始展现其优点，使得以往可由 PCB刚性板或是 柔性电路板 完成的功能，在组件精密的趋势下，加上立体结构的车体，配线区狭窄且弯折采用刚挠结合板更能符合设计的要求。 综合分析， FPC的市场前景一片大好，目前国内的 FPC厂商并不多， 很多 PCB厂商正在拓展自己的市场，由此看来 FPC必将成为一大市场。 4.3 FPC市场应用的驱动力 目前，推动 FPC产业发展的主要消费 电子 品。首推是移动电话。手机在近几年的发展是非常迅速的，在 2003年全球手机的年产量是 4.5亿左右，在 2009年已经达到 10亿部，增长了一倍多。同时手机中使用的 FPC数量是比较多的，手机按键、手机 电池 、手机 显示屏 、手机主板等等都大量使用 FPC。在珠三角绝大部分 FPC工厂的主打产品都是手机上使用的，要么 模组 ，要么 背光 源，要么手机摄像头等；其次是液晶显示器， LCD显示器分为 TN、 STN及 TFT等类别， TN型主要用于简单的黑白显示产品方面，例如计算机和电子表等； STN主要用于彩色显示产品方面； TFT主要用于中大型平面显示、如笔记本电脑、 LCDMonitor、 LCDTV等。因为这些消费类产品在近几年和未来几年都会稳定增长，从而使 FPC稳定成长；第三类数码相机，但是因为其中使用的 FPC主要是刚挠结合板，市场和生产主要分布在日本，在我们国家生产数码相机上使用的 FPC工厂是比较少的。另外有 IC载板市场的增长在 2001年到 2009年的复合成长率为 30%左右，从而促进 FPC相应成长。 柔性电路板 大力普及和应用的市场驱动力有以下几个方面： （ 1） 便携式产品需求增长，刺激了手机、笔记本电脑、液晶平面显示器、数码相机等电子产品大量使用 柔性电路板 ，单以手机来说，全球每年产量是近 5亿部，每月需生产 5000万部，每部手机上有 1 3块 FPC（翻盖手机 2 3片），可以想象需求量是巨大的。旋转式、折叠式、拉长式的手机新品种出台，加速了 FPC技术的更新换代， FPC成了电子设备的关键互连件。 （ 2） 通信领域通向高频、微波、阻抗控制，使挠性电路板在通信领域需求增长，特别是电信交换站中使用 FPC日趋 广泛。 （ 3） BGA（球栅陈列封装）和 CSP（芯片级封装）及 COF（新品直接封装在 柔性电路板 上）， MCM（多芯片模块）都需要大量使用挠性封装载板。 （ 4） 军用市场稳固地向商用市场转移，军用介入了标准的大批量商用设计，促使高可靠、长寿命和轻小的医疗器械，航空航天设备等都需要大量 柔性电路板 。 手机是软板市场的主要增长动力，尤其是智能手机和高端手机。消费类电子领域成长力度也不错。消费类电子的笔记本电脑、 PND、数码相机、 DV、液晶电视、等离子电视、媒体播放器等产品中，软板的使用频率会随着其性能和追求超薄体积而不断 增加。笔记本电脑和平板电视大量采用 LED背光，软板通常是 LED与主电路连接的最常见方式。 据日本的统计，信息科技产品占 柔性电路板 使用 50，移动电话占 30，其它类产品占 20。中国劳动力成本低，消费市场具有潜在规模，学习掌握技术很快，消费类电子产品必定会迅速增长。日本人把消费电子类产品分成 12类，其中 8类中国已在生产上排在全球第一。这 8类产品是： DVD机、 DVD光驱、笔记本电脑、手机、 PDA、彩电、汽车音响，这 8类产品都需要要大量使用 FPC。 FPC柔性电路板 市场广阔，前景诱人，技术含量高，而且是经久不衰 的，是朝阳工业，国家鼓励项目， FPC成为近两年行业内最热门的议题之一。 5 柔性电路板发展动向 移动通信、汽车和消费电子的发展 对柔性电路板的发展 带来了革命性的推动作用。特别是手机、数码相机、笔记本电脑以及相关的显示器等，对 FPC需求量很大 ，对 FPC技术应用需求越来越高 。同 样 ，汽车等对 FPC在技术和质量上又提出了较高的要求，对 FPC技术的发展起到了推动作用。 世界 FPC制造技术近年有显著的发展，这些发展及今后趋势，主要表现在以下几方面： （ 1） 在使用基板材料方面，由过去传统的有胶牯剂型覆铜箔基材。从含卤素的 基板材料发展到环保需求的无卤化基板材料方面。 （ 2） 列基板材料的性能，在高 、低热膨胀系数 (低或 CTE)、低介电常数 (低 )、低介质损耗因数 (低 tg )方面，越来越提出更高的要求。 （ 3） 在品种方面，尽管目前仍是以单面 FPC为主但逐渐向着双面 FPC、多层FPC方向发展。其中积层法挠性 PCB(Build up FieX PCB) 已经出现，并代表着今后 FPC尖端技术发展的一个重要方面。今后还会更加发展高精细的 FPC、复合电路的 FPC。 （ 4） 在板的厚度方面，现由单面 FPC 的 5Oum向着 40um发展。双面 FPC由目前可达到的 9Oum厚度， 向来来可实现 60um发展。在实现薄型化的进程中，近期已出现“超腐蚀法”新技术，预测还将在工业化上实现”附加法”新技术。 （ 5） 在板的孔径方面，向着微细孔化发展：即 150 100 50um。为此激光蚀孔加工、感光膜等新技术将运用在 FPC制造更普遍。 （ 6） 在表面处理方面，将会采用 Au电解电镀、 Ni Au无电解电镀新工艺去替代传统的 Ni Au电解电镀法。今后几年间，将会更普遍采用无铅化表面处理材料。 5.1 FPC未来的技术走向 随着经济的发展，市场需求的变化，对 FPC的技术需求越来越高，无论是 移动通信 设备 、汽车和消费电子的发展 ，其 FPC的技术发展在很大程度上限制了这些产品新应用的发展，从而未来市场需要技术更高的 FPC产品来带动科技的发展。以下介绍 FPC在未来趋势下的技术发展走向。 （ 1） HDI柔性电路板 ，线路节距 8mils(0.2mm),孔径 0.25mm，为 HDI柔性电路板 ，节距 0.1mm（ 4mils），孔径 0.075mm（ 3mils）的精细纯线路为超高密度互连（超 HDI） 柔性电路板 ，挠性电路也需要激光钻孔机，积层成 4、 6、 8、 10层，同刚性 PCB趋势相同，线宽 /间距趋向 0.05mm。 （ 2） 刚挠结合板，美国在军事和空间科学上用刚挠板很成熟，层数多为 6、8、 10层。刚挠结合板今后会更多用于减少封装的领域，尤其是消费领域。这类板的特点是可柔曲，立体安装，有效利用安装空间；可做成高密度、细线、小孔径；体积小、重量轻；可靠性高，在震动、冲击、潮湿环境下其性能仍稳定。当然，刚挠板制作难度大，一次性成本高，装拆损坏后无法修复。主要市场是手机、数码相机、数字摄像机。预测未来很多刚性板汉被刚挠板所取代。 （ 3） COF技术， COF（ chip on flex） 是芯片安装在 柔性电路板 上，做到真正的轻、薄、短、小。可折弯，挠性好。未来彩色屏幕，彩色液晶面板，平面显示器必定会大量使用 柔性电路板 和 COF技术。二层法 柔性电路板 基材（ Cu+pl）主要用在 COF上，是未来软质基材的发展方向。（据了解，目前用二层法基材生产 柔性电路板 还是少数，基材价钱也很贵，大量 柔性电路板 还是用三层法挠性基材） COF会成为未来市场主流。 （ 4） 国内可能还会 研发一种新型半固化片，叫 NO Flow pregpreg（无流动性半固化片），用在刚挠性结合多层板上，在美国，仅有少数二三间公司生产， 价钱贵。 （ 5）尺寸和重量尽量减少。为电气互连提供薄至 0.05mm的绝缘载板，并大为减少电子封装的重量。减少安装实践和成本， FPC将外型、装配和功能结合在一起，成为缩短产品安装实践的极佳手段。提高系统可能性， FPC的最大优点是在电气安装中减少互连次数，互连接点少，产品可靠性就高了。提高阻抗控制，信号传输的设计和制造，因为 FPC使用的材料厚度和电性能十分均匀，这一特性决定它在高速电路中可获得广泛应用。三维组装，电子设备常常需要三维的互连结构进行互连， FPC在设计和制作上是二维的，但可作三维安装 。 5.2 FPC材料 的技术走向 FPC的技术的发展带动的各种电子产品的更新换代， 技术的发展需要相应的载体，从而带来了 FPC材料的发展， 2005年世界 FPC需要量超过了 2000万平方米， 2010年将会成倍的增长，这个时期的平均增长率为 14.1。今后的 FPC不仅是数量的增加，还有质的大变化。从过去以单面电路为中心，到目前提高双面电路或者多层刚挠电路的比例，电路密度连续提高。为此制造技术年年改良。传统的减成法 (蚀刻法 )存在着局限性，需要开发新的制造技术，与此同时还需要开发更高性能的材料 。 例如 压延铜箔 、热可塑性 (Hot Melt)的聚酰亚胺树脂等。 如下介绍压延铜箔的特性。 由于在压延铜箔的原材料成分可以得到一定改变，使得它在高性能箔、特殊性能箔的开发上，今后或许还会比电解铜箔有更大的自由度和更快的进展。日本日矿材料公司为了提高 FPC的挠曲可靠性，开发出了一种高挠曲性的压延铜箔（简称为 HA箔）。 从折动挠曲试验的结果显示，它比一般压延铜箔在挠曲性上又有很大的提高。高挠曲性压延铜箔的开发 ,是从改变压延加工条件入手 ,使得压延铜箔的再结晶的金属组织，呈发达的立方体集合组织状，结晶粒界的倾角小，结晶粒粗大。对这种金属组织的压延铜箔 200面的 X线衍射强度高，具有高挠曲寿命这种金属组织特点的压延铜箔，在挠曲性上有很大的提高。挠曲次数高于一般压延铜箔的 4倍。其原因是：在反复对铜箔进行折动挠曲的运动中，铜箔表面上的裂纹的出现、扩展 ，最后的结果是致使铜箔撕裂（或断裂）。铜箔表面裂纹的产生条件之一，是有结晶粒界的存在。裂纹是从结晶粒界上而出现的。在铜箔的再结晶组织很大的情况下，结晶粒界大大的减少，这样就降低了裂纹产生的机会。 另外， HA箔的再结晶的呈立方体集合组织，有着高取向性，因此它的结晶粒界机械强度要比一般压延铜箔高，从而也减少了裂纹的产生和扩 展。上述的两个原因，都使得 HA箔在挠曲性优于一般压延铜箔 。 HA箔的一些主要特性 如表 3所示 。 表 3 HA箔的一些主要特性与一般压延铜箔的对比 主要特性项目 一般压延铜箔 高挠曲性压延铜箔 （ HA 箔） 抗拉强度 室温下 450 N/mm2 500 N/mm2 热处理后 180 N/mm2 150 N/mm2 延伸率 室温下 2 % 3 % 热处理后 15 % 10 % 半软化温度 135 135 材料的发展为 FPC新技术的发展提供了平台，从 FPC的使用材料上逐一分析，近年来 ，