手机FPC性能介绍.ppt
手机FPC性能介绍,2007.12 赖强,目录,概念和基本性能 结构和基本材料 FPC的表面处理工艺 FPC的设计要求 生产流程 FPC的主要制作工艺和加工技术 FPC在手机中的具体应用 可靠性测试中FPC的失效案例 FPC的性能测试方法,一、FPC的概念和基本性能,概念和基本性能 FPC：FPC是柔性线路板的简称英文全称为：Flexible Printed Circuit 基本特点：弯折空间较大，可以在局部空间里折叠、绕曲；具有重量轻、厚度薄的特点有利于实现产品小型化、轻量化和实现电子元器件与导线连接的一体化；FPC散热性能较好。 FPC的主要缺点： 机械强度较小容易龟裂 维修性较差 检测困难 容易产生压痕 制程制作困难 产品的单位成本较高,二、FPC的基本结构和组成材料（一）,FPC的厚度大约为0.10mm0.15mm只有PCB的1/10左右。 FPC的基本结构（双面板） 铜箔：fpc的导电材料主要是铜箔，导电层除要求导电外须耐弯折。通常所用的材料为电解铜和压延铜，压延铜抗弯折性、延展性能优于于电解铜。动态弯折的FPC一般使用压延铜。 厚度：通常为1oz与1/2oz两种最常用的厚度为1oz即35um；压延铜箔的延展性、抗弯曲性优于电解铜箔，压延铜箔的延伸率为2045，电解铜箔的延伸率为440。 电解铜箔是采用电镀方式形成，其铜微粒结晶状态为垂直针状，易在蚀刻时形成垂直的线条边缘，有利于精密线路的制作；但在弯曲半径小于5mm或动态挠曲时，针状结构易发生断裂；因此，柔性电路基材多选用压延铜箔，其铜微粒呈水平轴状结构，能适应多次绕曲。,二、FPC的基本结构和组成材料（二）,基板胶片（绝缘基材）绝缘基材是一种可挠曲的绝缘薄膜。印制板的基本特性取决于基板材料的性能，提高基板的性能对于整个FPC抗弯折性能的提高起着非常关键的作用，基板的功能在于提供导体的载体和线路间绝缘介质的作用。一般绝缘基材的厚度选择在0.0127mm0.127mm之间。常用的基材材料有，聚酰亚胺薄膜（PI）和聚酯薄膜（我们通常所说的PET材料）聚酯薄膜机械、电气性能都比较好，但耐热性能不好不适合直接焊接装配，另外还有聚四氟乙烯（PTFE）等材料。 接着剂：接着剂的材料通常是树脂型高分子材料。起连接上下两种基材的作用。接着剂材料的选择通常和基材的材质相联系，PI、PET选择不一样接着剂所采用材料有所不同,二、FPC的基本结构和组成材料（三）,保护胶片：同一款FPC中保护胶片和基材胶片的材质多数情况下一样的材质即PI或PET 。保护胶片主要起保护和绝缘作用。 导电银浆：FPC制造中有用导电油墨印刷在绝缘膜上形成导线或屏蔽层，这种导电油墨印刷形成导电层，其电阻较低、结合可靠、可挠曲容易固化。 FPC的连接方式：FPC的连接方式主要有两种：一种是焊接式另一种是连接器插件式。,三、FPC的表面处理工艺,FPC的表面处理工艺主要是指与FPC焊接、插接口的处理工艺其目的主要是防止氧化、导通性能良好。 电镀金：附着性强、邦定性能好、延展性好。插接式FPC必须采用电镀金工艺 由于电镀金工艺要求FPC上每个铜皮需通电电镀，所以不能存在孤岛铜皮；如果确实不能避免孤岛而又必须采用电镀金工艺的，可将孤岛与其他通电铜皮用细铜线连接（具体可由供应商自定），用于通电电镀，最终在连接线上钻孔切断。 化学金：附着性差、均匀性好、无法邦定、容易开裂。对走线没有特别要求。,三、FPC的设计要求,（一）空间布局：各元器件的封装一定都在FPC上的元件区域内，元件封装PAD边缘可与元件区域边缘重合，但不得超出。 元件焊盘、走线、过孔、铜箔距离PCB边缘不少于0.25mm；焊盘与焊盘的间距不少于0.35mm。焊盘、走线、过孔与定位孔边缘的距离不小于0.25mm。 背光或触摸屏接口焊盘两侧应与元件焊盘有2.0mm以上的间距；接口焊盘背面不要放元件，避免焊接时使背面元件受热造成焊接不良甚至脱落。 （二）走线规则： 走线以短、直、少打过孔为原则，应尽量避免长、细和绕圈子的走线。 走线以横线、竖线和45度线为主，尽量避免走任意角度线，FPC弯折部分 尽量走弧度线 走线线宽最小取0.075mm，线间距为0.075，而LCD接口部分走线最小线间距可取0.06mm。对于电源线，地线线宽取0.25mm；背光、触摸屏走线取0.20mm；RESET线取0.15mm。过孔规格一般为：0.5/0.25mm。各项参数设置大致。,四、FPC生产流程,五、FPC主要工艺加工技术,曝光：就是通过干膜的作用使线路图形转移到板子上面，曝光通常是采用感光法进行的，感光法就是利用紫外曝光机使预先已涂布在铜箔表面上的抗蚀剂层形成FPC线路图形。干膜主要构成：PE,感光阻剂。干膜贴在板材上，经曝光后显影后，使线路基本成型，在此过程中干膜主要起到了影象转移的功能，而且在蚀刻的过程中起到保护线路的作用。 PI蚀刻工艺蚀刻是在一定的温度条件下（4550）蚀刻药液经过喷头均匀喷淋到铜箔的表面，与没有蚀刻阻剂保护的铜发生氧化还原反应，而将不需要的铜反应掉，露出基材再经过脱膜处理后使线路成形. 开孔 常用的双层FPC中由于上下两层之间会有导通连接，这种连接的方式就是蚀刻法的PI基材开孔、开槽。 FPC开孔的目的： （1）、形成元件导体线路。 （2）、形成层间互连线路或印制线路。 在FPC基材选择上使用PI材料也是考虑到开孔、开槽方便不容易产生粉屑、灰尘的原因。,六、FPC在手机中的具体应用,按键FPC： 按键FPC一般情况下为单层板，FPC对于抗挠性要求不高所以可以用PET的材质作为FPC的基板材料,也可以在FPC上也可以涂助焊剂； 按键FPC上往往有LED器件和对应位置有Dome，因此对FPC的平整度、位置的准确性要求较高。但按键转接FPC对挠性要求比较高。 LCM与主板连接的FPC FPC在该位置上对其性能和要求较高尤其是抗折、抗挠性能，FPC多数情况下是采用双层FPC，滑盖、翻盖机型的FPC还有其他的特殊要求比如FPC的弯折半径、角度、与结构件配合的距离等。 插件式FPC Connector插件式FPC比较简单一般情况下使用的是单面FPC，其主要性能要求：FPC与Connector配合拉力要达到一定要求，fpc及其连接器件正常情况下与其他器件无结构干涉。,七、可靠性测试中FPC失效分析（一）,一、FPC在可靠性测试中最常出现的问题是FPC断裂： 1、翻盖、滑盖机中转接FPC的断裂 滑盖机要计算和控制好FPC的长度,开模前要多做模拟试验, FPC材质也会影响滑盖测试,尽量使用软材质的FpC；, 结构设计上,在FPC运动轨迹区域,尽可能的平坦,要避免出现台阶等突变设计,避免FPC异音和滑盖寿命测试FPC断裂,另外,堆叠是FPC connector的方向也很有讲究,最好设计FPC折弯180度后在过滑轨设计,避免滑盖测试时FPC松动引起问题 还有就是滑盖合缝间隙问题BC壳体最好采用玻纤材料,能很好的防止变形产生间隙不均等问题,。,七、可靠性测试中FPC失效分析（二）,翻盖fpc的寿命跟FPC整体尺寸、材质、和结构配合程度、FPC外形设计（内、外角半径）和FPC应力集中释放方式都有关系。 2、焊接式LCD FPC断裂：主要原因是LCD尤其是尺寸较大的LCD固定不良产生位移导致的FPC拉断。 二、插入式FPC接触性能不良或松动。 三、FPC 上贴片器件由于机构干涉引起的不良。,八、FPC的性能指标和测试方法,除我们可靠性测试中跟FPC有关的寿命和环境测试外对FPC的性能鉴定一般还有以下试验项目。 1、耐折性能：FPC的耐折性能 弯曲半径：0.38mm0.45mm速度30循环周期/分做10个循环周期，要求铜箔不可有断裂。 2、耐挠曲性：耐挠曲试验要求弯曲半径在1.5mm左右弯曲速度175cycle/minute,荷重500g FPC 的耐折性和耐挠曲性跟以下因素有关 A、铜箔的材质 B、铜箔的厚度 C、基材所用胶的型号一般来说环氧树脂的胶要比压克力胶系的柔软性要好 D、胶的厚度 E、绝缘基材的材质和厚度 F、FPC的组装工艺，双层和多层FPC铜箔压合时对称性较好其抗折和抗弯曲性能也会更好；在铜箔覆合层压合时要求胶完全填充到线路中间，填充越饱和其抗折和抗弯曲性能较好。若有分层现象在挠曲时相当于裸铜在挠曲会降低挠曲次数。,八、FPC的性能指标和测试方法,3、剥离试验：覆盖层、补强层剥离试验要求强度在0.35kgf/cm2 以上。 4、耐热性试验：在260度的锡炉中浸润10s，试验前FPC需要在150度的环境中烘干1h以上。 5、耐溶剂试验：MEK溶剂中浸润5分钟后表面无气泡、起皱等现象。 6、摇摆试验：角度145度 速度 6次/分钟摇摆次数为10000次 7、可焊性试验：在230度的锡炉中浸放5s，锡附着面积达到95%以上 8、其他环境试验同可靠性测试标准相同。,
