Circuito stampato flessibile (FPC), con i suoi notevoli vantaggi come leggerezza, sottigliezza e la capacità di piegarsi e ripiegarsi liberamente, è stato ampiamente applicato nell'industria elettronica. La tecnologia FPC ha avuto origine negli anni '70, inizialmente sviluppata dagli Stati Uniti per far progredire la tecnologia missilistica per l'esplorazione spaziale. Questa tecnologia utilizza film di poliestere o poliimmide come substrato, offrendo alta affidabilità ed eccellente flessibilità. Incorporando progetti di circuiti su substrati di plastica flessibile, FPC può integrare un gran numero di componenti di precisione in uno spazio limitato, formando un circuito flessibile. Questo tipo di circuito può essere piegato e ripiegato a volontà, caratterizzato da leggerezza, piccolo volume, buona dissipazione del calore e facile installazione, rompendo così i limiti delle tecnologie di interconnessione tradizionali. La struttura di FPC comprende principalmente film isolante, conduttore e adesivo. Come soluzione chiave per soddisfare le esigenze di miniaturizzazione e mobilità dei prodotti elettronici, FPC riduce significativamente il volume e il peso dei dispositivi elettronici, allineandosi alle tendenze di sviluppo di alta densità, miniaturizzazione e alta affidabilità.

Composizione dei materiali di FPC    

1. Film isolante

Il film isolante forma lo strato di base del circuito e l'adesivo viene utilizzato per fissare lo strato conduttore sullo strato isolante. Nei progetti multistrato, il film isolante funge anche da adesivo interno e può fungere da strato protettivo, impedendo al circuito di entrare in contatto con polvere e umidità, riducendo al contempo lo stress durante la piegatura. Lo strato conduttore è tipicamente realizzato in lamina di rame, che viene utilizzata per ottenere la funzione conduttiva del circuito.

2. Conduttore

La lamina di rame è il materiale conduttore più comunemente utilizzato in FPC, che può essere prodotto tramite elettrodeposizione (ED) o processi di elettroplaccatura. La lamina di rame elettrodepositata ha un lato lucido e un lato opaco, con un trattamento speciale per migliorarne le proprietà adesive. La lamina di rame forgiata combina flessibilità e rigidità, rendendola adatta per applicazioni che richiedono una deflessione dinamica.

3. Adesivo

L'adesivo non viene utilizzato solo per incollare il film isolante con il materiale conduttore, ma può anche fungere da strato di copertura o rivestimento protettivo. Lo strato di copertura è formato serigrafando l'adesivo sul film isolante, creando una struttura laminata. Non tutte le strutture laminate contengono adesivo; le strutture laminate senza adesivo consentono progetti di circuiti più sottili e una maggiore flessibilità, migliorando al contempo la conducibilità termica. Poiché la struttura senza adesivo elimina la resistenza termica, la sua conducibilità termica è superiore a quella delle strutture laminate a base di adesivo, rendendola adatta per ambienti di lavoro ad alta temperatura.

Processo di fabbricazione FPC

FPC è disponibile in vari tipi, tra cui FPC a lato singolo, FPC a doppio lato e FPC multistrato. I processi di fabbricazione differiscono a seconda del tipo.

Flusso del processo per FPC a doppio lato e multistrato

Taglio → Foratura → PTH (Plated Through Hole) → Elettroplaccatura → Pretrattamento → Laminazione a film secco → Allineamento → Esposizione → Sviluppo → Placcatura del modello → Stripping → Pretrattamento → Laminazione a film secco → Allineamento → Esposizione → Sviluppo → Incisione → Stripping → Trattamento superficiale → Laminazione del film di copertura → Laminazione → Indurimento → Placcatura in oro al nichel → Stampa testo → Taglio → Test elettrico → Punzonatura → Ispezione finale → Imballaggio → Spedizione

Flusso del processo per FPC a lato singolo

Taglio → Foratura → Laminazione a film secco → Allineamento → Esposizione → Sviluppo → Incisione → Laminazione del film di copertura → Laminazione → Indurimento → Trattamento superficiale → Placcatura in oro al nichel → Stampa testo → Taglio → Test elettrico → Punzonatura → Ispezione finale → Imballaggio

(Nota: i flussi di processo di cui sopra possono essere regolati e ottimizzati in base alle effettive esigenze di produzione.)

Analisi dei vantaggi e degli svantaggi di FPC

Vantaggi di FPC

Il circuito stampato flessibile è realizzato con substrati isolanti flessibili e offre numerosi vantaggi che i circuiti stampati rigidi non possono eguagliare:

l Alta flessibilità: FPC può piegarsi, avvolgersi e ripiegarsi liberamente, consentendo una disposizione tridimensionale in base alle esigenze di layout dello spazio, ottenendo un design integrato dell'assemblaggio dei componenti e della connessione del circuito.

l Leggerezza e miniaturizzazione: FPC riduce significativamente il volume e il peso dei prodotti elettronici, allineandosi alle tendenze di progettazione di alta densità, miniaturizzazione e alta affidabilità. Pertanto, FPC è ampiamente utilizzato in campo aerospaziale, militare, comunicazioni mobili, laptop, periferiche per computer, PDA, fotocamere digitali e altri campi.

l Eccellente dissipazione del calore e prestazioni di saldatura: FPC ha una buona dissipazione del calore e saldabilità, facilitando l'assemblaggio e riducendo i costi complessivi. La combinazione di design flessibili e rigidi compensa parzialmente l'insufficiente capacità di carico dei componenti dei substrati flessibili.

Svantaggi di FPC

l Costi iniziali elevati: poiché FPC è progettato e prodotto su misura per applicazioni specifiche, i costi iniziali di progettazione del circuito, cablaggio e fotolitografia sono relativamente alti. A meno che non vi siano requisiti speciali, FPC non è raccomandato per applicazioni in piccoli lotti.

l Manutenzione e sostituzione difficili: una volta prodotto FPC, se sono necessarie modifiche al progetto, è necessario partire dal progetto originale o dai dati di programmazione, rendendo il processo complesso. Inoltre, la superficie di FPC è solitamente ricoperta da una pellicola protettiva e le riparazioni richiedono la rimozione della pellicola protettiva, la risoluzione del problema e quindi la riapplicazione della pellicola, aumentando la difficoltà di manutenzione.

l Suscettibile ai danni: durante l'installazione e il collegamento, una manipolazione impropria può facilmente danneggiare FPC. La saldatura e la rilavorazione richiedono personale con formazione professionale, aumentando la soglia operativa.