柔性電路板材料

電子產(chǎn)品在我們生活中扮演著重要的角色。我們每天使用的手機、數(shù)碼相機、汽車和電腦中都存在柔性電路板。

1898 年，德國柏林的阿爾伯特·漢森（Albert Hanson）在專 利中首次提出柔性電路板的概念，描述了在一張紙上涂上石蠟制作成扁平導體。

雖然蠟紙有足夠的柔韌性，但現(xiàn)在的FPC基本都使用聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材。聚酰亞胺材料具有非易燃性，幾何尺寸穩(wěn)定，具有較高的抗拉強度，并且具有承受焊接溫度的能力，是幾乎所有芯片的首 選材料。

聚酯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℃，這限制了它們要求在大量端部焊接的應用場合使用。在低溫應用場合，它們呈現(xiàn)出剛性，但成本較低。它們適合于使用在如電話和其它無需暴露在惡劣環(huán)境中使用的產(chǎn)品上。

柔性電路板類型

基本類型

1、單面FPC

? 當今生產(chǎn)中最常見的類型
? 最常用且最適合動態(tài)撓曲應用

2、雙面FPC

? 有兩個導電層
? 可帶或不帶電鍍通孔生產(chǎn)

3、多層FPC

? 多層 FPC
? 具有三層或更多導電層
? 電路層通過電鍍通孔互連

4、剛撓結合柔性電路板

? 混合結構，是由剛性和撓性基板有選擇地層壓組成
? 以金屬化孔形成導電連接

5、雙通道/背板柔性電路板

?只包含一個導電層
? 經(jīng)過處理，允許從兩側(cè)接觸導線
? 常用于集成電路封裝

為什么要進行金相制備？

因電子樣品尺寸和重量的小型化、輕型化發(fā)展，使其廣泛應用在消費性民用電器、醫(yī)療器械、汽車電子等行業(yè)。為了滿足這些行業(yè)需求，在電路的設計和加工方面也在不斷地改進。電子產(chǎn)品的生產(chǎn)改進，是一個多種工序相互協(xié)作的過程。前道工序產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響下道工序的產(chǎn)品生產(chǎn)，甚至直接關系到最 終產(chǎn)品的質(zhì)量。因而，關鍵工序的質(zhì)量控制，對最 終產(chǎn)品的好壞起著至關重要的作用。作為檢測手段之一的金相切片技術，在這一領域發(fā)揮著不可替代的巨大作用。電路板橫截面金相制備用于評估壓層系統(tǒng)和鍍層結構質(zhì)量，如：鍍通孔，焊接裂縫、空隙等現(xiàn)象，以確定是否符合性能規(guī)格要求。

在特定情況下，可采用更針對性的方案。如對FPC通孔的中心處進行橫截面觀察，或者逐漸減薄樣品并觀察每一層的質(zhì)量。分析過程中收集的信息越多，產(chǎn)品進一步改善的可能性就越大。在分析過程中，配備專業(yè)設備，如標樂的IsoMet 1000 精密切割機和AutoMet 系列半自動研磨拋光機可極大簡化制備過程，提高制備效率。

制備流程

NO .1

確定電路橫截面的觀察位置。使用鋒利的切割設備，如剃須刀片、金剛石刀片，要求平滑地切割電路。

NO.2

將樣品固定在兩個載玻片之間，確保樣品平整、垂直。使用環(huán)氧樹脂粘合，夾緊后放置在 100°C 的烘箱中約 10 分鐘或直至樹脂固化。

NO.3

根據(jù)試樣在不變形的情況下可承受的最高溫度，選擇合適的鑲嵌料。選擇保邊性良好、放熱溫度低的 EpoThin 2 或 EpoxiCure 2 環(huán)氧樹脂。

NO.4

將鑲嵌模具放入 SimpliVac 真空鑲嵌機中，使用夾具（如 UniClip 試樣支撐夾具）夾持樣品，以便在澆注環(huán)氧樹脂時提供支撐力，并保證樣品垂直，以確保研磨表面垂直于載玻片中的柔性電路板。

NO.5

使用 SimpliVac 真空鑲嵌機進行冷鑲嵌，確保樣品和樹脂之間具有良好的附著力和滲透性。試樣完全固化后，拆除鑲嵌磨具。

NO.6

按下表制備方案完成樣品金相切片制備。

NO.7

清潔并觀察樣品橫截面。測量并記錄鍍層的平均厚度，根據(jù)客戶的 SOP 完成所有其他項目評估。

小結

小結一

為了確保足夠的研磨時間，可在每步結束后在顯微鏡下觀察樣品表面。

當顯微鏡觀察到均勻的劃痕，且繼續(xù)研磨劃痕并不會細化，表明當前步驟已完成，可以徹底清潔樣品并進入下一步。

小結二

自動化制備可以更加穩(wěn)定地去除材料，并提高制樣結果的一致性。人工手動制備很難保證樣品表面受到均勻的施加壓力。不均勻的作用力會導致樣品傾斜，鍍層厚度或IMC厚度等實測值因樣品傾斜的因素，測量數(shù)據(jù)會遠大于實際數(shù)據(jù)。這些關鍵數(shù)據(jù)會因制備因素的不可靠，導致項目判定失效。

在柔性屏行業(yè)中，有一臺設備被譽為“品質(zhì)之光”——高低溫交變濕熱彎折試驗機。它不但外觀華麗，而且承擔著最嚴苛的使命：在模擬真實世界的“地獄模式”中，反復折磨柔性屏，直到它變得足夠可靠。

一臺機器，同時解決三大難題

這臺設備的精髓在于 “多應力耦合” 。它將三種破壞力融為一體：溫度波動導致材料熱脹冷縮，濕度侵蝕加速界面老化，機械彎折不斷積累疲勞損傷。單一測試難以復現(xiàn)的現(xiàn)實問題，在這臺機器里被同步呈現(xiàn)。

它的技術配置堪稱精密：溫度范圍覆蓋-70℃至150℃，濕度可在10%至98%相對濕度間靈活調(diào)節(jié)，折彎角度支持0°到180°無級調(diào)節(jié)。更重要的是，它能同步記錄溫濕度變化、彎折次數(shù)、屏幕受力等核心數(shù)據(jù)，將柔性屏在極境工況下的“一舉一動”轉(zhuǎn)化為可供分析的可量化報告-。

正是這種“邊模擬環(huán)境邊折”的能力，讓它成為柔性屏行業(yè)非常重要的存在。

為什么它配得上“品質(zhì)之光”？

柔性屏的品質(zhì)，從來不是靠“感覺”來定義的，而是靠數(shù)據(jù)說話。高低溫交變濕熱彎折試驗機至少在三個層面守護著行業(yè)品質(zhì)：

一，它是新品研發(fā)的“驗證官”。 柔性屏由超薄玻璃（UTG）、光學膠（OCA）、聚酰亞胺等多層材料復合而成，每一種新材料在量產(chǎn)前都必須經(jīng)過它的檢驗。例如，在85℃/85%相對濕度的“雙85”高溫高濕環(huán)境中，它可以快速檢驗OCA膠是否會脫層起泡；在-20℃的低溫下，則能驗證超薄玻璃是否存在脆化開裂風險。只有通過了這些嚴苛測試，新材料才能進入下一階段。

第二，它是量產(chǎn)質(zhì)量的“守門員”。 在生產(chǎn)線上，它定期抽檢，確保每一批次的屏幕都能達到一致的可靠性標準。一旦某批次產(chǎn)品在測試中表現(xiàn)異常，整批產(chǎn)品將被暫停出貨，等待問題排查。這種“關口前移”的質(zhì)量管控模式，有效避免了批量性質(zhì)量事故。

第三，它是消費者信心的“背書者”。 行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，未經(jīng)環(huán)境折彎復合測試的折疊屏在使用半年后故障報修率高達23%，而經(jīng)過系統(tǒng)驗證的產(chǎn)品，失效概率可降至3%以下。今天我們看到OPPO Find N5等旗艦產(chǎn)品獲得德國萊茵TüV“折疊無憂”認證，其核心測試項目就包括高溫高濕、低溫折疊等一系列嚴苛場景。這些認證數(shù)據(jù)不只是營銷話術，而是實實在在的品質(zhì)承諾。