柔性 PCB 的應用、材料與未來發展方向
1 分鐘
- 1. 什麼是可折疊與柔性電子？
- 2. 柔性電路的類型：
- 3. 柔性電子的材料
- 4. 跨產業應用
- 5. 關鍵設計考量
- 結語：
柔性 PCB 如今廣泛應用於各類消費性產品。全球正朝小型化邁進，我們都需要可彎曲、可折疊的電子產品來打造更緊湊的裝置。柔性 PCB 因能在 3D 空間中彎曲，被大量用於小型化產品。此外，這些 PCB 的性能與剛性板相當，可承載相同的電流與訊號。它們本質上仍是電路，只是原本平坦的線路現在能輕鬆彎曲；更輕、更靈活，也能順利整合進產品中。柔性電路的主要應用包括折疊手機與穿戴式健康監測器。今天，本文將介紹：
⦁ 什麼是可折疊與柔性印刷電路板
⦁ 柔性電路的類型
⦁ 製造所用材料
⦁ 在各產業的應用
⦁ 挑戰與未來方向
1. 什麼是可折疊與柔性電子？
柔性電子是由可彎曲材料製成的電路，在組裝過程中能彎曲或扭轉而不會斷裂。可折疊電子則是專為反覆折疊而設計的特殊類型，非常適合經常開合的裝置。可彎折次數取決於多種因素，例如材料類型與 PCB 的彎曲半徑。PCB 的柔性透過以下方式實現：
⦁ 使用薄且可彎曲的基材，取代剛性 PCB。
⦁ 設計無應力走線與元件，以承受物理應力。
⦁ 採用可拉伸聚合物與彈性金屬連接等新穎材料。
2. 柔性電路的類型：
柔性電路有多種形式，各具獨特優勢與用途：
1) 單面柔性電路：銅導線僅位於柔性基板的一側，因此所有元件都只能放在同一面。重量輕、成本低，常用於簡單的裝置連接。
2) 雙面柔性電路：銅層分布在兩側，兩層之間以導通孔連接。此類柔性板常見於相機與醫療設備。
3) 多層柔性電路：當超過兩層堆疊在同一基材上時，即稱為多層板。用於航太與高科技工具的複雜設計。
4) 剛撓結合電路：同時整合剛性與柔性區域的 PCB。單一板內兼具耐用與可彎曲特性，最適合需要折疊的裝置。
3. 柔性電子的材料
柔性電路的效能取決於材料的正確搭配：
1) 基材：
聚醯亞胺（PI）： 具高熱穩定性與耐高溫特性，柔軟且俗稱 Kapton，這些特性使其在業界被廣泛採用。
PET： 聚對苯二甲酸乙二酯，低成本且透明，同樣具良好柔性。
PEN： 聚萘二甲酸乙二酯，可耐更高溫度，適用於精密電路。
TPU： 熱塑性聚氨酯，可實現可拉伸設計，適用於貼膚裝置。
2) 導體：
這些材料用於走線與導線，常見的有：
銅箔： 柔性 PCB 的業界標準（特別是壓延退火銅）。
奈米銀墨水： 可在柔性表面印刷電路，相容低溫製程；導電性佳但成本較高。
導電高分子： 如 PEDOT:PSS 的碳鏈材料，輕量且透明。
3) 保護層：
為柔性環氧塗層或薄膜，用於防潮與防損傷，主要包括防焊層與環氧封裝。
4. 跨產業應用
柔性 PCB 不僅用於消費性電子與折疊手機，也大量應用於更大型的產品如螢幕與電視。醫療設備如今使用親膚柔軟感測器，同樣需要這些柔性板。汽車的曲面儀表板、航太的輕量化線束，以及狹小空間內的強固電子設備，也都採用柔性電路。汽車產業還將柔性感測器用於監測，或將智慧標籤用於物流。
5. 關鍵設計考量
⦁ 避免走線出現銳角彎曲，圓弧比 90 度轉角更耐用。
⦁ 使用更薄的銅箔，可提升 FPC 的柔性。
⦁ 堆疊線路層並規劃走線，以減少應力。
⦁ 匹配材料膨脹係數，防止分層。若銅與基材膨脹率不同，磨損風險會增加。
結語：
柔性產業仍有許多發展空間：
⦁ 柔性顯示技術進展（OLED、micro-LED）。
⦁ 捲對捲製程的印刷電子。
⦁ 將能量收集整合進柔性基材。
⦁ 智慧貼片與可植入電路的生醫應用。
柔性 PCB 唯一的阻力是製造成本。隨著技術演進，製造成本降低、材料性能提升，柔性電子有望在消費性裝置與醫療設備中成為標準。無論您正在製作原型或準備大量生產，JLCPCB 都能提供可靠且高性價比的柔性 PCB 解決方案。憑藉快速交期與具競爭力的價格，它是全球創客與專業人士的首選。
持續學習
客製蝕刻柔性電路：材料與製造指南
客製蝕刻柔性電路讓摺疊手機鉸鏈和助聽器能在狹窄空間中完成佈線，即使傳統電纜也無法通過。這類電路完全依照客戶的外形、彎折區域和補強板配置製作，因此任何尺寸錯誤都可能讓成品變成廢料。 本指南將介紹： 客製蝕刻柔性電路與目錄型柔性排線的差異 減成式蝕刻與層壓製程的實際流程 聚酰亞胺、銅箔、覆蓋膜和補強板的材料選擇 可在量產中維持穩定性的走線、容差與彎曲半徑規則 柔性電路相較於線束或硬質電路板的優勢 什麼是客製蝕刻柔性電路？ 客製蝕刻柔性電路的定義 客製蝕刻柔性電路是按需求製作的柔性印刷電路。其導體透過化學方式，從覆銅聚酰亞胺薄膜上移除多餘銅箔，再以層壓覆蓋膜保護，並按照客戶指定的外形加工。 相較之下，目錄型 FFC 排線是依照間距和導體數量選購的直線、均勻電纜。客製柔性電纜可以分支、向三個方向彎折、承載焊接元件，並可同時連接三種不同類型的連接器。 蝕刻柔性電路在電子應用中的工作方式 客製柔性電路同時承擔兩項工作：像 PCB 一樣傳輸訊號，也像電纜一樣作為機械連接件。因此，它可以取代一個連接器、一條電纜和另一個連接器，形成連續的銅導電路徑。 大多數設計會以金手指尾端收尾，插入零插入力（ZIF）連接器。例如......
快速柔性 PCB：快速原型及交期指南
快速交付柔性 PCB，是經過驗證的構想能否在本季度推出產品的關鍵。大多數柔性板延誤並非由工廠造成，而是因為覆蓋膜開口少了 0.05 mm，或缺少補強板圖紙，導致訂單停留在工程師往返確認階段。 本指南將介紹： 快速柔性 PCB 與標準 FPC 製造的差異 哪些設計選擇會增加柔性 PCB 交期 柔性板的拼板、基準點及載板規則 如何準備檔案，避免工程審查停滯 什麼是快速交付柔性 PCB？ 快速交付柔性 PCB 的定義 快速交付柔性 PCB是按照壓縮時程製造的柔性印刷電路，通常需要 4–5 天，而傳統客製化 FPC 訂單可能需要 3–6 星期。其速度來自標準庫存材料、自動化設計審查及免實體工具的數碼成像。它不是讓工廠本身變快，而是使用一條受限選項的快速通道；只有所有設計資料都準確時，快速通道才有效。 快速柔性 PCB 與標準柔性板製造的差異 快速柔性電路使用不同製程路徑，而不是在同一製程上加收加急費。每項速度優勢，都會以減少某些選項作為代價。 材料供應：標準訂單按專案採購層壓材料，可能需要 1–3 星期；快速製造只使用庫存的 25 µm（1 mil）及 50 µm（2 mil）聚酰亞胺。 成像：激光直接成......
FPC 電子技術：什麼是 FPC、工作原理、應用及優勢
FPC 電子技術讓手機相機在數百次開合後仍能正常運作。拆開幾乎任何現代電子設備，都會看到一條薄薄的琥珀色排線，繞過硬質電路板無法通過的角落。 本指南將介紹： FPC 代表甚麼，以及 FFC 與 FPC 的差異 柔性電路如何在彎曲時傳輸訊號 聚酰亞胺、銅箔、覆蓋膜及補強板材料 FPC 製造流程，從蝕刻到電氣測試 柔性板相對硬質板及線束的優勢 甚麼是 FPC 電子技術 FPC（柔性印刷電路） FPC（柔性印刷電路）是在薄型聚合物薄膜上蝕刻銅導體的印刷電路，而不是使用玻璃纖維環氧樹脂板。因此，完成的電路可以彎曲、摺疊，並繞過產品內部空間。單層 FPC 通常厚度約為 0.07 mm（2.8 mil），接近打印紙厚度。其銅箔、焊盤及網表與普通 PCB 相同，只有承載基材不同。 FPC 在電子產品中代表甚麼？ FPC 至少有三種常見含義，需要按上下文判斷： FPC，也稱為柔性 PCB 或柔性電路：按照設計圖形，在聚酰亞胺薄膜上蝕刻出的客製化銅電路。 FFC，即扁平柔性電纜：按照間距及導體數量購買的標準平行導線排線，不是客製化設計零件。 FPC 連接器：硬質電路板上的零插入力插座，柔性尾端會插入其中。 硬柔結合......
FPC 厚度指南：如何選擇柔性 PCB 厚度
柔性 PCB 可以彎曲，但彎曲程度可以有多大？這正是厚度成為柔性 PCB 設計關鍵因素的原因。如果厚度選擇錯誤，電路板可能太薄，在 ZIF 連接器內晃動；也可能太厚，使外層銅箔疲勞，並在數千次彎折後產生裂紋。 本指南將介紹： FPC 厚度包含哪些部分 可選擇及訂購的厚度範圍 層疊如何逐層增加厚度 如何按彎曲半徑、電流及連接器配合選擇厚度 什麼是 FPC 厚度？ FPC 厚度的定義 FPC 厚度是指柔性印刷電路完成後，從整個層疊結構頂部量到最底部的高度，包括上覆蓋膜、上層銅箔、聚酰亞胺芯板、下層銅箔及下覆蓋膜。它通常以毫米或微米表示，除非連接器或元件需要額外支撐，否則不包括局部補強板。 報價中的 0.12 mm 雙層柔性板，只代表可彎曲區域；如果連接器尾端下方黏貼補強板，該區域便會擁有自己的厚度及公差。 注意：柔性板不使用液態阻焊層，而是使用由聚酰亞胺及黏合劑組成的層壓覆蓋膜。在薄型結構中，覆蓋膜可能佔整個層疊厚度的一半以上。 為什麼 FPC 厚度對柔性電路設計很重要？ 將一張紙摺疊一次，它可以輕易形成摺痕；但將十張紙以相同半徑摺疊，外層會撕裂，而內層會屈曲。厚度決定柔性板需要同時彎曲多少層材料。 ......
醫療柔性電路：製造、應用、材料及設計指南
醫療柔性電路可以安裝在 1.0 mm 的一次性內窺鏡內，繞過助聽器外殼，或貼在患者手臂上連續工作 10 天。當它失效時，結果不是一般保固退貨，而是設備歷史檔案及監管溝通。 本指南將介紹： 醫療柔性電路與消費電子柔性電路的差異 醫療柔性電路如何製造、測試及放行 聚酰亞胺、銅箔、覆蓋膜及補強板的選擇 細線、彎曲半徑及層數限制 選擇醫療 FPC 供應商前需要檢查的項目 什麼是醫療柔性電路？ 醫療柔性電路的定義 醫療柔性電路是以聚酰亞胺薄膜為基材，按照醫療級驗收要求製造及記錄，用於醫療設備的柔性印刷電路。從電氣角度看，它是普通 FPC；但令它成為醫療產品的，是驗收等級、材料可追溯性及隨產品交付的認證證據。 IPC 發布了專用文件 IPC-6013EM，即 IPC-6013E的醫療應用附錄。相較於消費電子 Class 2 製造，它增加了更嚴格的鍍層標準、批次追溯、層壓材料更換前的變更通知、生物相容性證據及滅菌認證要求。 為什麼醫療設備使用柔性電路？ 在內窺鏡軸內，線路必須在軸彎曲的位置同步彎曲，並在軸固定的位置保持固定，而且不能發生卡滯。在 3 mm 管道內，圓形導線束無法同時滿足這三項要求，而扁平聚酰亞胺......
FPC 設計規則：13 個不容忽視的安全距離
在 FPC（柔性印刷電路板）設計中，忽略安全距離可能會導致焊盤脫落或電路短路等問題。例如，阻焊橋距離不足（小於 0.5 mm）會導致焊盤斷裂；焊盤距離邊緣過近（小於 0.2 mm）會導致碳化和短路；過孔放置不當會導致斷裂。精確控制這些細節是確保設計可靠性的關鍵。 有些人認為 FPC 設計中的安全距離無需嚴格遵循，大致測量即可。另一些人則認為，只要電路能夠正常運作，設計就沒問題。但您知道嗎？在 FPC 設計中，許多看似無關緊要的安全距離，如果被忽視，可能會導致嚴重的問題！今天，我們來仔細看看 FPC 設計中那些容易被忽略的安全距離——您知道多少？ 1. 阻焊層設計 阻焊橋距離不足 阻焊橋是指兩個焊盤之間的阻焊膜。焊盤之間的距離至少應為 0.5 mm，以確保阻焊橋不會斷裂。如果距離太小，阻焊橋容易斷裂。 之前 之後 阻焊窗口到銅的距離 阻焊窗口與銅箔之間的距離應大於 0.15 mm。如果距離太小，阻焊層可能會偏移，導致銅箔暴露，從而增加短路的風險。 錯誤 阻焊視窗長度 阻焊層窗口長度一般不宜超過 20 mm，且應避免大面積窗口。如果視窗過大，阻焊層在應用過程中可能會變形，導致貼合不良或錯位。 錯誤 摘......