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PI、FR-4与钢片补强板的选择与组装方式
发布时间: 11-18-2016

FPC生产中,常需要对局部或整体进行加强处理,即增加局部厚度或硬度,从而达到该款FPC的使用环境以及装机环境。用作FPC补强的材料,一般需要满足耐高温、耐酸碱腐蚀、耐高温等属性,行业中用到最多的就是聚酰亚胺补强板、玻纤补强板、303不锈钢补强板。
聚酰亚胺补强板,即Polyimide,缩写为PI。聚酰亚胺作为一种特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来,各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入 21世纪最有希望的工程塑料之一。因其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其巨大的应用前景已经得到充分的认识,被称为是"解决问题的能手"(protion solver),并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。它具有阻燃性,耐高温耐低温同时具备,现今使用到的第四代PI产品,其长期使用温度可在-200℃~426℃,本身机械性能不高,但加入纤维合成后,机械性能极高,扛蠕变,自带润性,耐磨,耐辐射,且具有高绝缘性。它的这些优点,令其在电子工业行业大放异彩。在FPC制作中,使用到的PI主要是PI保护膜以及PI补强片。PI保护膜的厚度主要12.5um及25um,用作电路绝缘;PI补强板,主要用在FPC金手指背部的区域,一方面是为了增厚该区域至对应连接器的插拔高度,使其紧固,二是其自润性特点,令其表面光滑,且硬度不高,很大程度上减少了对插拔区域的摩擦损伤,以及另多次插拔厚的FPC,仍保持美观,三是其低热膨胀系数、高尺寸稳定性,让FPC补强精密度更高。PI补强片的厚度主要有0.1mm,0.125mm,0.15mm,0175mm,0.2mm,0.225mm,0.25mm,根据设计图纸及使用环境,选择不同厚度的PI补强进行压合。
聚酰亚胺PI补强聚酰亚胺PI膜
FR-4,本身为一种耐燃材料等级,在FPC中,常指耐燃等级为FR-4的环氧玻纤布层压板,我们对这种材料直接简称为FR4。它的
机械性能、尺寸稳定性、抗冲击性、耐湿性能比纸基板高。它的电气性能优良,工作温度较高,本身性能受环境影响小。在加工工艺上,要比其他树脂的玻纤布基板具有很大的优越性。这类产品主要用于双面PCB ,用量很大,在FPC中,则主要用作补强片,并且主要用作FPC焊接区域背部,用以加强焊接区域的硬度,保护贴片后该区域电子元件不因FPC的不断弯曲伸展而不良,同时也因其耐磨性比不上PI,一般不用做金手指的补强。另外,它也用作机械固定区域,如装机卡壳部分等。FPC用到的FR4,厚度主要有0.15mm,0.20mm,0.225mm,0.25mm,0.275mm,0.30mm,0.4mm,0.5mm,0.8mm,1mm等,同样根据不同的需要选择不同的FR4。
FR-4补强_白芯料FR-4补强_黄芯料

钢片补强,主要指303不锈钢补强。303不锈钢是奥氏体型分别含有硫和硒的易切削不锈耐磨酸钢,用于要求易切削和表面光洁度高的场合。FPC补强往往形状不一,而不锈钢303易于蚀刻。因此,在需要高稳定性的FPC产品中,常使用此种钢片补强,因钢片补强不能使用CNC钻孔,也不能用FPC激光器切割,主要使用药水蚀刻的方法制作,固它的成本也相对较高了。FPC钢片补强的厚度一般为0.1mm,0.15mm,0.2mm。
FPC303不锈钢补强_备3M467FPC不锈钢补强_蚀刻连片
不管是哪种补强,最后均需要压合在FPC电路板上。用到的设备为层压机,不同的材料有不同的压合参数。压合温度一般均设180℃,层压PI的压力设80-100kg/cm²,时间60-80S;FR4的压力设80-100
kg/cm²,时间设80-100S;钢片的压力设60-80kg/cm²,时间设100-120S;需要注意的是,厚度在0.3及大于0.3mm的FR4,不能再使用层压的方式贴合,这样在高温层压过程中,会导致FR4偏移,从而造成不良品,它只能直接使用3M双面胶粘贴,不能再进行层压工序。
FPC层压机

根据不同的需要及使用环境,选择不同的补强材料,正确调整压合参数,控制压合时间,对提高FPC品质的不言而喻!