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柔性线路板是如何制造的?揭秘FPC生产全流程

©鑫爱特电子   2025-03-14  


柔性线路板(Flexible Printed Circuit, FPC)以其轻薄、可弯折和高集成度的特性,广泛应用于智能手机、可穿戴设备、汽车电子等领域。其制造过程融合了精密材料科学与复杂工艺控制,以下是FPC生产的全流程解析:

 

一、材料准备:基材与铜箔的选择

基材(PI/PET薄膜)
聚酰亚胺(PI)薄膜是主流选择,耐高温(可承受400℃+短时焊接)、抗弯折(动态弯曲寿命>10万次)。
厚度范围:12.5μm~125μm,需控制公差±5%。
铜箔处理
电解铜(ED):成本低,但粗糙度高(Rz>3μm),适用于普通场景。
压延铜(RA):延展性好(>20%),表面光滑(Rz<1.5μm),适合高频/动态弯曲应用。
覆盖层(Coverlay)使用PI或PET材料+环氧树脂胶,厚度50μm~100μm,保护线路并绝缘。
 

二、图形转移:光刻工艺

涂覆光刻胶
干膜(Dry Film)或湿膜(Liquid Photoimageable)工艺,厚度5μm~15μm。
干膜通过热压贴合(温度80~100℃,压力0.3~0.5MPa)。
曝光与显影
紫外曝光(波长365nm,能量100~300mJ/cm²),显影液(1%碳酸钠溶液)去除未固化胶层。线宽精度:±10μm(高端产品需±5μm)。
 

三、蚀刻成型:铜线路的精雕细琢

化学蚀刻
蚀刻液:氯化铁(FeCl₃)或碱性蚀刻液(氨水+氯化铜),温度40~50℃。
侧蚀控制:通过喷淋压力(0.2~0.4MPa)减少侧蚀,线宽偏差<±8%。
去膜与清洗
去膜液(3%~5%氢氧化钠溶液)剥离光刻胶,等离子清洗(Ar/O₂)去除残留。
 

四、层压工艺:多层结构的精密结合

层压步骤
覆盖层与基材预贴合,使用真空层压机(温度170~190℃,压力0.8~1.2MPa)。
关键指标:无气泡(目视检测)、贴合精度±25μm。
补强设计
局部添加FR4/PI/钢片补强板,通过热固胶(环氧树脂)贴合,提升连接器区域强度。

 

五、钻孔与电镀:导通孔(Via)的诞生

激光钻孔
CO₂激光(波长9.4μm)或UV激光(波长355nm),孔径50~150μm,精度±10μm。
高速钻孔:5000~10000孔/分钟(针对高密度HDI板)。
化学沉铜(PTH)
孔壁活化→化学沉铜(厚度0.3~1μm)→电镀加厚(铜层15~25μm)。
导通电阻要求:<50mΩ(测试电压1V)。
 

六、表面处理:保护与焊接性能优化

化学镍金(ENIG):镍层3~5μm,金层0.05~0.1μm,适合高频信号。
电金:较高的耐磨性,良好的导电性和稳定性。
OSP(有机保焊膜):成本低,但保存期短(<6个月)。

七、测试与可靠性验证

电气测试飞针测试(100%覆盖率)或治具测试,阻抗控制(TDR测试公差±7%)。
环境试验
动态弯曲测试(IPC-6013标准):弯折半径5mm,10万次无断裂。
高温高湿(85℃/85%RH,1000小时)后阻抗变化<10%。
 

八、应用场景与前沿趋势

典型应用
折叠屏手机:弯折半径<3mm,动态寿命>20万次。
汽车雷达:高频(77GHz)阻抗匹配(±5Ω),使用超低粗糙度铜箔。
技术趋势
卷对卷(R2R)工艺:提升量产效率,降低30%成本。
嵌入式元件:在FPC内埋入电阻/电容,减少体积。
 

总结:FPC制造的核心挑战

精度:线宽/间距<50μm需纳米级蚀刻控制。
可靠性:动态弯折、高温高湿等严苛环境下的稳定性。
成本:材料占比>60%,需平衡性能与量产经济性。
通过精密工艺与智能化管控(如AI缺陷检测),FPC正推动消费电子、医疗设备等领域的持续创新。
作为同时具备IATF 16949和ISO 14001双认证的FPC制造商,提供从打样到量产的一站式解决方案。无论是消费电子、汽车电子还是医疗设备,鑫爱特都能为您提供最优质的柔性线路板产品。