柔性 PCB 製造流程與優勢
1 分鐘
- 柔性電路設計：
- 材料選擇：
- 材料準備：
- 電路印刷：
- 元件置放：
- 焊接：
- 測試：
- 補強板貼合：
- Flex PCB 的優勢
在當今步調快速且技術先進的世界裡，印刷電路板（PCB）已成為許多電子裝置不可或缺的一部分。然而，隨著對更小、更靈活的電子裝置需求日益增加，傳統的硬質 PCB 已顯得效率不足。此時，柔性印刷電路板（Flex PCB）應運而生，在維持與硬質 PCB 相同功能等級的同時，提供了所需的彈性。
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本文將深入探討 Flex PCB 的製造流程，從設計到量產，並介紹用於生產這些創新電路板的各種技術。
延伸閱讀： Flex PCB 組裝指南：流程、挑戰與解決方案
在包含 JLCPCB Flex PCB 製程在內的幾種 PCB 製造中，下列步驟是達成成功 Flex PCB 的基礎：
柔性電路設計：
第一步是使用電腦輔助設計（CAD）軟體設計柔性 PCB。設計內容包含電路佈局、元件擺位，以及任何針對 PCB 彎折或撓曲的特殊需求。
材料選擇：
下一步是為柔性 PCB 選擇合適的基材。最常見的材料是聚醯亞胺（PI）與聚酯（PET）薄膜，這些材料具備良好的電氣絕緣性、耐高溫性與柔韌性。
導電材料：用於在 Flex PCB 上建立電氣路徑。銅因其優異的導電性、柔性與耐用性而成為最常用的導電材料。
接著材料：用於將 Flex PCB 的各層黏合在一起，通常由環氧樹脂、壓克力或矽膠製成。
保護膜材料：用於保護 Flex PCB 上的導電材料，避免受潮濕、灰塵與物理損傷。聚醯亞胺與聚酯是最常用的保護膜材料。
防焊材料：用於在焊接過程中保護導電線路，通常由環氧樹脂或可感光材料製成。
除了上述材料，製程中還會使用補強板、連接器與元件黏著膠等其他組件，具體材料取決於 Flex PCB 的設計與應用。
材料準備：
基材需先經過清潔與蝕刻，以形成乾淨平滑的表面，供電路印刷使用。
電路印刷：
微影製程是柔性 PCB 製造的關鍵步驟，透過光阻與蝕刻將設計好的電路圖案轉移到基材上。
材料準備完成後，首先塗佈光阻，這是一種遇紫外線（UV）會硬化的感光材料。Flex PCB 製造使用正型與負型兩種光阻。接著進行光罩對位，將光罩置於基材上方並照射 UV，使光阻按所需圖案曝光。光罩內含待印刷的電路圖案，對位精度直接影響圖案位置。
曝光後進行顯影，去除未受 UV 照射的光阻，僅留下已硬化且對應電路圖案的光阻。下一步為蝕刻，利用蝕刻液溶解未被硬化光阻保護的銅，僅保留所需的銅線圖案。
UV 曝光
蝕刻
電路轉移完成後，以溶劑去除殘留光阻，僅留下印刷好的電路圖案。
元件置放：
電路圖案完成後，將元件安裝到 PCB 上，可採用表面黏著技術（SMT）或穿孔技術。
焊接：
接著以回焊或波焊技術將元件焊接到 PCB 上。
測試：
測試是柔性印刷電路板製程中極為重要的一環，目的在確保 Flex PCB 符合電氣與機械規範且無缺陷。
Flex PCB 測試
以下為 Flex PCB 製造中常用的測試方法：
電性測試：檢查 Flex PCB 的電氣連通性。將 PCB 連接至測試治具，施加電壓並量測電流，可偵測斷路或短路，並量測電阻、電容與阻抗等特性。
外觀檢查：以顯微鏡或放大鏡目視檢查裂痕、刮傷、分層或偏移等缺陷，確保符合機械規範。
環境測試：將 Flex PCB 暴露於高低溫、濕度與振動等環境條件，驗證其可靠性。
功能測試：將 Flex PCB 連接至模擬實際應用的測試治具，評估其性能是否達到規格。
X 光檢測：利用 X 光檢視內層是否存在空洞或分層等缺陷，特別適用於焊點及其他隱藏區域。
補強板貼合：
最後在柔性 PCB 上貼合補強板，以提供搬運與使用時的支撐與保護。補強板可用 FR4 或鋼材等材料，並以膠黏方式固定。
貼合補強板
不同補強板
補強板是柔性 PCB 的重要組件，可在搬運與使用時提供支撐與保護，防止 PCB 超出設計限度的彎曲而損壞電路或元件，亦有助於避免撓曲時因應力導致裂紋或斷裂。
Flex PCB 的優勢
相較於傳統硬質電路板，Flex PCB 具備以下優點：
1. 柔性
顧名思義，Flex PCB 可彎曲、扭轉與撓曲，而不損壞電氣連接，適用於穿戴式裝置或車用感測器等需要彎曲的應用。
2. 節省空間
Flex PCB 可設計成適合硬質板無法容納的狹小空間，使裝置更小巧緊湊。
3. 耐用性
Flex PCB 可承受極端溫度與振動等嚴苛環境，適用於航太、工業自動化與汽車產業。
4. 成本效益
Flex PCB 可省去連接器與線材，簡化製程並減少元件數量，降低產品開發成本。
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持續學習
使用透明 FPC 的優勢
隨著電子產品朝向更小型化與可撓性發展，透明柔性電路板（FPC）已成為顛覆性的創新。在生產透明印刷電路板時，需要採用專門的製造流程。傳統 PCB 的製程如鑽孔、電鍍 與 蝕刻，都必須針對透明材料的特性進行調整。 透明材料對高溫製程可能更為敏感，焊接時需要更精細的溫控。此外，為了保持線路的透明度，會採用透明導電聚合物。例如：以氧化銦錫（ITO）薄膜取代傳統銅導體。 什麼是透明 FPC？ 透明 FPC 是一種使用透明基材與透明導電材料的特殊柔性電路，可讓光線與影像穿透。不同於常見的聚醯亞胺 FPC（通常為琥珀色或黑色）。 透明 FPC 的核心基材包括： ● 透明聚醯亞胺：具備更高耐熱性與透明度 ● PET（聚對苯二甲酸乙二酯）：常見於柔性透明 PCB ● 玻璃基材：用於刚性透明 PCB，在光學應用中提供高效能 透明 FPC 使用的導電材料： ● 氧化銦錫（ITO） ● 銀奈米線 ● 石墨烯 ● 導電聚合物 設計與製造難題： 在設計與生產透明 PCB 時，工程師會遇到多項技術挑戰。首先是材料選擇：透明材料 的電性與機械性能可能不如傳統材料，需在性能與透明度之間取得平衡。此外，透明材料成本通常較高，推升整體......
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透明柔性 PCB：材料、設計技巧與應用
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柔性 PCB 終極指南：類型、設計與應用
軟性印刷電路板（FPC 或 flex PCB）是一種設計成可彎曲、折疊或扭轉的 PCB。這種 FPC 結合了多條印刷電路與安裝在軟性基板上的元件，通常採用聚醯亞胺薄膜材料，確保高柔韌性與熱穩定性。憑藉其微型化設計，推動了消費性電子、汽車、醫療設備、穿戴裝置、電信與航太等主要電子領域的創新與應用。 軟性電路板佔用空間更少且更可靠，可彎曲達 360 度，大多數設計可承受 5 億次彎曲循環。自 1950 年代起，這項技術便以某種形式用於電子設備互連，現已成為製造當今最先進電子產品最重要的互連技術之一。 軟性電路板類型： 1) 單面軟性 PCB： 單面軟性電路板是最基本的軟性 PCB 類型，由基板層、導電銅層、覆蓋層與絲印組成。 它僅有一層軟性聚醯亞胺或聚合物薄膜，導電銅層僅位於 PCB 的一側，因此另一側可放置各種電子元件。其簡單設計使其適用於多種應用且成本較低，也因此成為最廣泛使用的軟性電路。 2) 雙面軟性 PCB： 與單面軟性電路不同，雙面軟性電路板可在頂部與底部銅層上製作走線圖案，並可透過鍍通孔在任意位置連接兩側，也允許層間電氣連接。 雙面軟性電路板的優勢之一，是可用於更複雜的電子產品以實現更多......
FPC 設計規則：13 個不可忽視的安全間距
在 FPC（柔性印刷電路板）設計中，忽略安全間距可能導致焊盤剝離或短路等問題。例如，防焊橋距離不足（小於 0.5 mm）會使其斷裂；焊盤距板邊過近（小於 0.2 mm）可能碳化短路；導孔擺放不當則易斷裂。精準控制這些細節，是確保設計可靠性的關鍵。 有人認為 FPC 設計的安全間距不必嚴格遵守，目測大概即可；也有人覺得只要電路能通就沒問題。但你知道嗎？許多看起來無關緊要的安全間距，一旦忽略就會釀成大禍！今天就帶你盤點那些容易被忽視的 FPC 安全間距——你認識幾個？ 1. 防焊設計 防焊橋距離不足 防焊橋指兩焊盤間的防焊膜，兩焊盤間距至少需 0.5 mm，才能避免防焊橋斷裂；距離過小，防焊橋易斷。 改善前 改善後 防焊開窗到銅箔距離 防焊開窗與銅箔距離須大於 0.15 mm，距離過小會因防焊偏移而露銅，增加短路風險。 錯誤 正確 防焊開窗長度 防焊開窗長度一般不宜超過 20 mm，應避免大面積開窗；開窗過大，防焊塗佈時易變形，造成貼合不良或偏移。 錯誤 正確 板邊設計 焊盤到板邊距離 焊盤須距板邊至少 0.2 mm，否則雷射切割時焊盤可能碳化，導致短路。 導孔設計 1. 導孔到板邊距離 導孔邊到成型......