FPC簡介

柔性電路板（Flexible Printed Circuit 簡稱FPC）是以聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材制成的一種具有高度可靠性，絕佳的可撓性印刷電路板。具有配線密度高、重量輕、厚度薄、彎折性好的特點。又稱軟性電路板、撓性電路板，其以質(zhì)量輕、厚度薄、可自由彎曲折疊等優(yōu)良特性而備受青睞…，但國內(nèi)有關FPC的質(zhì)量檢測還主要依靠人工目測，成本高且效率低。而隨著電子產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，電路板設計越來越趨于高精度、高密度化，傳統(tǒng)的人工檢測方法已無法滿足生產(chǎn)需求，F(xiàn)PC缺陷自動化檢測成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展必然趨勢。?

柔性電路(FPC)是上世紀70年代美國為發(fā)展航天火箭技術發(fā)展而來的技術，是以聚脂薄膜或聚酰亞胺為基材制成的一種具有高度可靠性，絕佳曲撓性的印刷電路，通過在可彎曲的輕薄塑料片上，嵌入電路設計，使在窄小和有限空間中堆嵌大量精密元件，從而形成可彎曲的撓性電路。此種電路可隨意彎曲、折迭重量輕，體積小，散熱性好，安裝方便，沖破了傳統(tǒng)的互連技術。在柔性電路的結構中，組成的材料是是絕緣薄膜、導體和粘接劑。

FPC組成

1、絕緣薄膜

絕緣薄膜形成了電路的基礎層，粘接劑將銅箔粘接至了絕緣層上。在多層設計中，它再與內(nèi)層粘接在一起。它們也被用作防護性覆蓋，以使電路與灰塵和潮濕相隔絕，并且能夠降低在撓曲期間的應力，銅箔形成了導電層。

在一些柔性電路中，采用了由鋁材或者不銹鋼所形成的剛性構件，它們能夠提供尺寸的穩(wěn)定性，為元器件和導線的安置提供了物理支撐，以及應力的釋放。粘接劑將剛性構件和柔性電路粘接在了一起。另外還有一種材料有時也被應用于柔性電路之中，它就是粘接層片，它是在絕緣薄膜的兩側(cè)面上涂覆有粘接劑而形成。粘接層片提供了環(huán)境防護和電子絕緣功能，并且能夠消除一層薄膜，以及具有粘接層數(shù)較少的多層的能力。

絕緣薄膜材料有許多種類，但是最為常用的是聚酰亞胺和聚酯材料。在美國所有柔性電路制造商中接近80%使用聚酰亞胺薄膜材料，另外約20%采用了聚酯薄膜材料。聚酰亞胺材料具有非易燃性，幾何尺寸穩(wěn)定，具有較高的抗扯強度，并且具有承受焊接溫度的能力，聚酯，也稱為聚乙烯雙苯二甲酸鹽（Polyethyleneterephthalate簡稱：PET），其物理性能類似于聚酰亞胺，具有較低的介電常數(shù)，吸收的潮濕很小，但是不耐高溫。聚酯的熔化點為250℃，玻璃轉(zhuǎn)化溫度（Tg）為80℃，這限制了它們在要求進行大量端部焊接的應用場合的使用。在低溫應用場合，它們呈現(xiàn)出剛性。盡管如此，它們還是適合于使用在諸如電話和其它無需暴露在惡劣環(huán)境中使用的產(chǎn)品上。聚酰亞胺絕緣薄膜通常與聚酰亞胺或者丙烯酸粘接劑相結合，聚酯絕緣材料一般是與聚酯粘接劑相結合。與具有相同特性的材料相結合的優(yōu)點，在干焊接好了以后，或者經(jīng)多次層壓循環(huán)操作以后，能夠具有尺寸的穩(wěn)定性。在粘接劑中其它的重要特性是較低的介電常數(shù)、較高的絕緣阻值、高的玻璃轉(zhuǎn)化溫度和低的吸潮率。

2、導體

銅箔適合于使用在柔性電路之中，它可以采用電淀積（Electrodeposited簡稱：ED），或者鍍制。采用電淀積的銅箔一側(cè)表面具有光澤，而另一側(cè)被加工的表面暗淡無光澤。它是具有柔順性的材料，可以被制成許多種厚度和寬度，ED銅箔的無光澤一側(cè)，常常經(jīng)特別處理后改善其粘接能力。鍛制銅箔除了具有柔韌性以外，還具有硬質(zhì)平滑的特點，它適合于應用在要求動態(tài)撓曲的場合之中。

3、粘接劑

粘接劑除了用于將絕緣薄膜粘接至導電材料上以外，它也可用作覆蓋層，作為防護性涂覆，以及覆蓋性涂覆。兩者之間的主要差異在于所使用的應用方式，覆蓋層粘接覆蓋絕緣薄膜是為了形成疊層構造的電路。粘接劑的覆蓋涂覆所采用的篩網(wǎng)印刷技術。不是所有的疊層結構均包含粘接劑，沒有粘接劑的疊層形成了更薄的電路和更大的柔順性。它與采用粘接劑為基礎的疊層構造相比較，具有更佳的導熱率。由于無粘接劑柔性電路的薄型結構特點，以及由于消除了粘接劑的熱阻，從而提高了導熱率，它可以使用在基于粘接劑疊層結構的柔性電路無法使用的工作環(huán)境之中。

FPC分類

有基材：有基材雙面膠是以棉紙、PET、PVC膜、無紡布、泡棉、亞克力泡棉、薄膜~ ~等等為基材，雙面均勻涂布彈性體型壓敏膠或樹脂型壓敏膠、丙烯酸類壓敏膠等，在上述基材上制成的卷狀或片狀的膠粘帶，是由基材、膠粘劑、隔離紙（膜）部分組成。

無基材：無基材雙面膠是在離型紙（膜）材料上涂有（彈性體型壓敏膠或樹脂型壓敏膠、丙烯酸類壓敏膠等）膠粘劑，制成的卷狀或片狀膠粘帶，是由膠粘劑、隔離紙（膜）部分組成。

膠粘劑：分為溶劑型膠粘帶(油性雙面膠)、乳液型膠粘帶（水性雙面膠）、熱熔型膠粘帶、壓延型膠粘帶、反應型膠粘帶。一般廣泛用于皮革、銘板、文具、電子、汽車邊飾固定、鞋業(yè)、制紙、手工藝品粘貼定位等用途。熱熔雙面膠主要用在貼紙、文具、辦公等方面。油性雙面膠主要用在皮具、珍珠棉、海棉、鞋制品等高粘方面。繡花雙面膠主要用在電腦繡花方面。

FPC的優(yōu)缺點

柔性印刷電路板是用柔性的絕緣基材制成的印刷電路，具有PCB電路板不具備的優(yōu)點：

（1）可以自由彎曲、卷繞、折疊，可依照空間布局要求任意安排，并在三維空間任意移動和伸縮，從而達到元器件裝配和導線連接的一體化；

（2）利用FPC可大大縮小電子產(chǎn)品的體積和重量，適用電子產(chǎn)品向高密度、小型化、高可靠方向發(fā)展的需要。因此，F(xiàn)PC在航天、軍事、移動通訊、手提電腦、計算機外設、PDA、數(shù)字相機等領域或產(chǎn)品上得到了廣泛的應用；

（3）FPC還具有良好的散熱性和可焊性以及易于裝連、綜合成本較低等優(yōu)點，軟硬結合的設計也在一定程度上彌補了柔性基材在元件承載能力上的略微不足。

柔性電路板（FPC）的缺點：

（1）一次性初始成本高：由于柔性PCB是為特殊應用而設計、制造的，所以開始的電路設計、布線和照相底版所需的費用較高。除非有特殊需要應用軟性PCB外，通常少量應用時，最好不采用；

（2）軟性PCB的更改和修補比較困難：柔性PCB一旦制成后，要更改必須從底圖或編制的光繪程序開始，因此不易更改。其表面覆蓋一層保護膜，修補前要去除，修補后又要復原，這是比較困難的工作；

（3）尺寸受限制：軟性PCB在尚不普的情況下，通常用間歇法工藝制造，因此受到生產(chǎn)設備尺寸的限制，不能做得很長，很寬；

（4）操作不當易損壞：裝連人員操作不當易引起軟性電路的損壞，其錫焊和返工需要經(jīng)過訓練的人員操作。

FPC產(chǎn)業(yè)鏈概況：PCB領域的重要構成，順應硬件創(chuàng)新需求

1.1 PCB 領域的重要構成

FPC（Flexible Printed Circuit）即柔性印制線路板，簡稱軟板。它是以聚酰亞胺或聚酯薄 膜為基材制成的可撓性印刷電路板，與傳統(tǒng) PCB 硬板相比，具有生產(chǎn)效率高、配線密度 高、重量輕、厚度薄、可折疊彎曲、可三維布線等顯著優(yōu)勢，更加符合下游電子行業(yè)智 能化、便攜化、輕薄化趨勢要求，可廣泛應用于航天、軍事、移動通訊、筆記本電腦、 計算機外設、PDA、數(shù)字相機等領域或產(chǎn)品上，是近年來 PCB 行業(yè)各細分產(chǎn)品中增速最 快的品類。

FPC 產(chǎn)業(yè)鏈上游主要原材料包括撓性覆銅板（FCCL）、覆蓋膜、元器件、屏蔽膜、膠紙、 鋼片、電鍍添加劑、干膜等八大類，其中 FCCL 的板材膜常見的有聚酰亞胺膜(PI)、聚 酯(PE T)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、液晶顯示屏高聚物(LCP)等高分子材料塑料薄膜；中游為 FPC 制造；下游為各類應用，包括顯示/觸控模組，指紋識別模組、攝像頭模組 等，最終應用包括消費電子、通訊設備、汽車電子、工控醫(yī)療、航空航天等領域。

1.2 技術演進展空間，順應電子硬件創(chuàng)新需求

隨著消費電子向小型化、輕型化發(fā)展， FPC 為適應下游行業(yè)趨勢也正在向高密度、超精 細、多層化方向發(fā)展，F(xiàn)PC 上用于連接電子元器件線路和孔徑需要滿足更加精細的尺寸 要求。目前，全球領先企業(yè)在 FPC 產(chǎn)品制程能力上，其線寬線距可以達到 30-40μm、孔 徑達到 40-50μm，并進一步向 15μm 及以下線寬線距、40μm 以下孔徑方向發(fā)展。國內(nèi)來 看，盡管中國本土企業(yè)與國際領先企業(yè)有所差距，但經(jīng)過不到十年的發(fā)展，以景旺電子、弘信電子為首的本土頭部企業(yè)在 FPC 產(chǎn)品制程能力上，也突破了 40-50μm 線寬線距、 70-80μm 孔徑技術，并進一步向 40μm 以下線寬線距、60μm 以下孔徑制程能力突破。

基于提高生產(chǎn)良率的要求，F(xiàn)PC 生產(chǎn)工藝由“片對片”向“卷對卷”轉(zhuǎn)變。由于生產(chǎn) FPC 的主要原材料 FCCL 是成卷提供，在“片對片”生產(chǎn)工藝下，需將成卷的 FCCL 裁剪 成片（產(chǎn)品規(guī)格通常為 250mm*320mm），方能進行后續(xù)生產(chǎn)。而在“卷對卷”生產(chǎn)工藝 下，可一次性全自動完成前期繁復的放卷、清潔、壓膜、收卷等多道工序，直接將成卷 的 FCCL 加工生產(chǎn)，在生產(chǎn)流程的后端再按照設計的要求進行剪裁，隨著“卷對卷”生 產(chǎn)工藝逐漸達至穩(wěn)定狀態(tài)，F(xiàn)PC 生產(chǎn)將由半自動化生產(chǎn)向全自動化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，這將極大 提升 FPC 生產(chǎn)效率及良率。

基于生產(chǎn)成本和技術要求等因素，加成法將替代減成法成為主流 FPC 線路制備工藝。減 成法即預先在 FCCL 的設計線路上添加抗腐蝕層作為保護，再經(jīng)過腐蝕工序去除設計線 路以外的銅箔，形成 FCCL 所需的線路圖形。該工藝雖然技術門檻較低，但流程較為繁 瑣，且需腐蝕大量銅箔，因此生產(chǎn)成本高昂，一般適合制作 30-50μm 的線路。加成法可 分為全加成法和半加成法，半加成法是減成法向全加成法過渡的中間工藝，核心工序為 電鍍銅和銅箔腐蝕工序，其優(yōu)勢為可一定程度上減少減成法導致的銅資源浪費和腐蝕廢 液排放，適合制作 10-50μm 之間的精細線寬線距；全加成法指直接通過電鍍銅工藝形成 所需線路圖形，而無銅箔腐蝕工序，該技術工藝流程簡單，且成本較低，可制作 30μm 以 下的線寬線距，適用于生產(chǎn)高附加值的精細化產(chǎn)品。

基于高產(chǎn)量和低成本的要求，F(xiàn)PC 傾向于使用尺寸穩(wěn)定性高的基材。對于高密度互連結 構撓性多層板生產(chǎn)過程而言，所選基材尺寸的穩(wěn)定性是制造成功與否的關鍵因素，由于 基材幾何尺寸的收縮會直接影響電路層與覆蓋膜之間的精確定位，從而影響器件組裝的 對準性，所以選擇尺寸控制更為嚴格的撓性板基材非常重要。隨著新的聚脂系列材料的 開發(fā)，F(xiàn)PC 基材各項性能有了很大改善，尺寸的穩(wěn)定性也進一步提高。以 Apical NP 基材 為例，其相比現(xiàn)行的其它材料有著明顯的、更好的尺寸穩(wěn)定性。

需求端：汽車電子開啟FPC需求新藍海，儲能市場蓄勢待發(fā)

2.1 需求回升疊加創(chuàng)新拉動，消費電子復蘇仍可期

FPC 被廣泛應用于通信、消費類電子、汽車電子、工業(yè)、軍事、航天等多個領域，其市 場需求與下游終端電子產(chǎn)品需求密切相關。從 FPC 下游主要應用結構來看，根據(jù) Prismark 數(shù)據(jù)，2019 年全球 FPC 產(chǎn)值主要集中于通訊電子和計算機領域，其中通訊電子占比分 33.0%，計算機占比28.6%，以手機為主的消費類電子構成了FPC產(chǎn)值規(guī)模的主要貢獻點。未來隨著通訊電子、電動汽車、可穿戴設備等消費類電子產(chǎn)品的放量，市場對 FPC 的需 求將逐步上升。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2019 年全球 FPC 市場規(guī)模約 138 億美元，預 計全球 FPC 市場規(guī)模于 2025 年將達到 287 億美元，6 年 CAGR 可達 13.0%。

智能手機是 FPC 下游第一大應用領域，F(xiàn)PC 在智能手機中的應用涉及顯示、電池、觸控、 連接、攝像頭等多功能模組模塊，一般而言，一部智能手機大約需要 10-15 片 FPC。當 前智能手機已步入存量時代，加之缺芯、疫情、智能手機更換周期延長等多種因素疊加， 導致以手機為代表的消費電子出貨量下降明顯，根據(jù) IDC 數(shù)據(jù)，2017-2020 年全球智能手 機出貨量不斷下降，2021 年出貨量 13.55 億臺，預計 2022 年為 13.1 億臺。中國市場的智 能手機出貨量與全球的變動趨勢相同，預計 2022 年中國智能手機出貨量為 3.10 億臺。但 隨著智能手機創(chuàng)新型應用技術的發(fā)展，5G 通訊技術普及、攝像模組升級、屏下指紋識別、 OLED 屏、折疊屏等新興技術在智能手機上的應用不斷深化，有望拉動智能手機出貨需 求回升，為 FPC 在智能手機領域的發(fā)展創(chuàng)造新的增長點。