Tóm tắt

Các mạch in linh hoạt (FPC) phụ thuộc nhiều vào các phụ kiện để đảm bảo sự ổn định cơ học, hiệu suất điện và khả năng thích nghi với môi trường.Bài viết này đầu tiên phân loại các phụ trợ FPC theo vai trò chức năng của chúng, chi tiết về các tính chất cốt lõi và kịch bản ứng dụng của chúng, sau đó thiết lập một khuôn khổ lựa chọn có hệ thống dựa trên các yêu cầu kỹ thuật, khả năng tương thích quy trình và hiệu quả chi phí,cung cấp một tham chiếu cho thực hành kỹ thuật trong ngành công nghiệp FPC.

Tổng quan về các phụ kiện FPC

Các phụ kiện FPC đề cập đến các vật liệu chức năng được sử dụng trong sản xuất, lắp ráp hoặc vận hành FPC để tăng hiệu suất hoặc cho phép các chức năng cụ thể.Chúng được phân loại thành bốn loại chính dựa trên chức năng:

1.1 Phụ trợ cách nhiệt

Chủ yếu được sử dụng để cô lập các lớp dẫn điện và ngăn chặn mạch ngắn.

• Phim Polyimide (PI): Chống nhiệt độ cao (sử dụng lâu dài ở 200-250 °C), độ bền cơ học tuyệt vời, được sử dụng rộng rãi trong các lớp phủ FPC và cách nhiệt giữa các lớp.
• Phim polyester (PET): Hiệu quả về chi phí, phù hợp với các kịch bản cách nhiệt không quan trọng ở nhiệt độ thấp (≤ 120 °C) (ví dụ: FPC điện tử tiêu dùng có nhiệt độ thấp).

1.2 Các phụ tùng kết dính

Được sử dụng để kết nối giữa các lớp FPC (ví dụ: tấm đồng, phim cách nhiệt) hoặc kết nối FPC với các thành phần.

• Các chất kết dính acrylic: Độ dính tốt với các chất nền khác nhau, khả năng chống nhiệt độ vừa phải (120-150 °C), phù hợp với sơn FPC chung.
• Chăm epoxy: Độ bền gắn kết cao và khả năng chống nhiệt (180-220 °C), lý tưởng cho FPC đáng tin cậy cao (ví dụ: điện tử ô tô, điều khiển công nghiệp).
• Bộ phim dẫn điện anisotropic (ACF): dẫn điện theo hướng dọc và cách nhiệt theo hướng ngang, rất quan trọng đối với liên kết FPC-to-chip sắc nét (ví dụ: FPC màn hình OLED).

1.3 Phụ trợ bảo vệ

Được thiết kế để ngăn chặn nhiễu điện từ (EMI) và bảo vệ tín hiệu FPC.

• Bảng kim loại (B đồng / nhôm): Hiệu quả bảo vệ EMI cao (> 80dB), nhưng độ linh hoạt kém; thường kết hợp với phim PI để bảo vệ linh hoạt.
• Các chất kết dính dẫn điện: Trộn với các hạt kim loại (bạc, niken), cân bằng hiệu suất và tính linh hoạt của tấm chắn, phù hợp với các bề mặt FPC cong.

1.4 Các thiết bị hỗ trợ củng cố

Tăng độ bền cơ học của các khu vực kết nối FPC (ví dụ: các điểm gắn kết kết nối) để chống uốn cong hoặc kéo.

• Tăng cường FR-4: Dập cứng, cường độ cao, được sử dụng cho các đầu nối FPC đòi hỏi lực chèn ổn định.
• Tăng cường PI: Dễ dàng nhưng mạnh mẽ, phù hợp với các khu vực FPC cần cả tăng cường và uốn cong hạn chế.

Các tiêu chí lựa chọn các phụ kiện FPC

Việc lựa chọn phải phù hợp với các kịch bản ứng dụng FPC, yêu cầu hiệu suất và quy trình sản xuất, theo các nguyên tắc cốt lõi sau:

2.1 Khớp với môi trường ứng dụng

• Nhiệt độ: Đối với môi trường nhiệt độ cao (ví dụ: khoang động cơ ô tô, lò công nghiệp), chọn phim PI, chất kết dính epoxy hoặc tấm chắn nhiệt độ cao (kháng nhiệt > 180 °C);Đối với các thiết bị điện tử tiêu dùng (ví dụ: điện thoại thông minh), phim PET hoặc chất kết dính acrylic (≤ 150 °C) có hiệu quả về chi phí.
• Độ ẩm / ăn mòn: Trong môi trường ẩm ướt hoặc ăn mòn (ví dụ: điện tử hàng hải), hãy chọn chất kết dính chống ẩm (ví dụ:epoxy với phụ gia chống ẩm) và vật liệu bảo vệ chống ăn mòn (e.g., tấm đồng bọc thép).
• Yêu cầu EMI: Đối với các FPC tín hiệu tần số cao (ví dụ: các mô-đun truyền thông 5G), chọn các phụ trợ chắn có hiệu suất chắn > 85dB (ví dụ: tấm đồng hai lớp);cho mạch tần số thấp, chất kết dính dẫn có thể đáp ứng nhu cầu cơ bản.

2.2 Tương thích với quy trình sản xuất

• Quá trình pha trộn: Các chất kết dính phải phù hợp với nhiệt độ và áp suất pha trộn (ví dụ: chất kết dính acrylic cho pha trộn 120-150 ° C, epoxy cho pha trộn 180-200 ° C).
• Bộ SMT: Các gia cố không nên biến dạng dưới nhiệt độ hàn ngược (240-260 °C); các gia cố FR-4 hoặc PI nhiệt độ cao được ưa thích.
• Yêu cầu linh hoạt: Đối với các FPC uốn động (ví dụ như bản lề điện thoại có thể gập lại), tránh gia cố FR-4 cứng;chọn các gia cố PI linh hoạt và keo acrylic có khả năng chống mệt mỏi tốt.

2.3 Sự cân bằng giữa hiệu suất và chi phí

• Các kịch bản đáng tin cậy cao (Vũ trụ, Y tế): ưu tiên hiệu suất Ứng dụng cách nhiệt PI, chất kết dính epoxy và tấm kim loại bảo vệ, ngay cả với chi phí cao hơn.
• Điện tử tiêu dùng (Sản xuất hàng loạt chi phí thấp): Cân bằng chi phí và hiệu suất cơ bản sử dụng phim PET, keo acrylic và keo dẫn để giảm chi phí tổng thể.

2.4 Tuân thủ các tiêu chuẩn ngành

Các phụ kiện phải đáp ứng các tiêu chuẩn có liên quan (ví dụ: RoHS để bảo vệ môi trường, UL94 cho khả năng chống cháy trong FPC ô tô / công nghiệp) để đảm bảo sự phù hợp của sản phẩm và tiếp cận thị trường.

Kết luận

Các phụ trợ FPC là không thể thiếu cho hiệu suất và độ tin cậy của FPC. Việc lựa chọn chúng đòi hỏi phải phân tích toàn diện môi trường ứng dụng, khả năng tương thích của quy trình và hiệu quả chi phí.Bằng cách phân loại phụ trợ theo chức năng và theo các tiêu chí lựa chọn có hệ thống, các kỹ sư có thể tối ưu hóa thiết kế và sản xuất FPC, đáp ứng các nhu cầu đa dạng của các ngành công nghiệp như điện tử tiêu dùng, ô tô và hàng không vũ trụ.