行動(dòng)裝置持續微縮產(chǎn)品尺寸,加上穿戴式設備需求暴增,原有PCB的使用型態(tài)已經(jīng)大幅朝向小尺寸、高密度方向整合,為了配合產(chǎn)品機構要求,電路基板使用軟性電路板的用量比例越來(lái)越高,軟性基板的特性表現對產(chǎn)品的整合度、耐用度都會(huì )有影響…
近年來(lái),由于全球市場(chǎng)大幅變化,原本使用PCB大宗的桌上型計算機、筆記型計算機銷(xiāo)售狀況趨緩,即便商用主機在Microsoft將針對舊作業(yè)系統停止支援,刺激商業(yè)用途PC/NB汰舊換新的采購熱潮,但整體銷(xiāo)量與毛利仍遜于智能型手機、平板計算機產(chǎn)品,不只是PCB用量與趨勢直接緊跟市場(chǎng)需求產(chǎn)生對應變化,2014年市場(chǎng)熱度漸增的穿戴式智能產(chǎn)品,對于PCB的需求為更緊致、小巧,甚至需要大量軟性電路板(Flexible Printed Circuit;FPC)搭配產(chǎn)品整合需求。
電子產(chǎn)品需求進(jìn)化 FPC軟板應用增加
不只是穿戴式智能產(chǎn)品對軟式電路板需求高,就連平板計算機、智能型手機產(chǎn)品對軟式電路板的需求也越來(lái)越高,因為在3C電子設備持續朝輕薄化、小型化、行動(dòng)化方向設計,FPC即軟性電路板,一般PCB電路板即是將銅箔材料覆加于一層玻璃纖維基板,使電路板具基本厚度、硬度,用以在基板上銲接集成電路、電子元件,傳統PCB雖持續朝多高密度、多層化改進(jìn),但PCB仍有較占空間、使用彈性較低問(wèn)題。而軟性電路板具備可撓特性,可有效構裝內部電路載板空間,亦可使得電子產(chǎn)品更能符合輕、薄、短、小設計方向。
至于PCB電路載板需要因應薄型化與適應小空間構裝環(huán)境要求,甚至還要兼顧高速化、高導熱要求,其中針對薄化與高密度構裝需求,軟式電路板較硬式PCB會(huì )有較佳采用優(yōu)勢,加上新型態(tài)的軟式電路板亦針對高速化、高導熱、3D立體布線(xiàn)、高彈性組裝等加值優(yōu)勢,更能呼應穿戴應用的可撓式構裝產(chǎn)品要求,讓軟式電路板的相關(guān)市場(chǎng)需求持續增加。
軟板適用于特殊構型用途
而為了因應特殊構型或是可撓結構設計需求,原有的硬式PCB結構肯定無(wú)法配合產(chǎn)品設計需求,即便是軟式電路板無(wú)法滿(mǎn)足全面應用,至少產(chǎn)品設計也會(huì )將核心電路以不影響功能需求的小尺寸薄化PCB,搭配軟式電路板利用3D立體布線(xiàn)串連其他功能模塊,或是連接關(guān)鍵的電池、傳感器等元件,而軟式電路板全面取代硬式電路板的功能雖目前尚無(wú)法全面替換應用,但隨著(zhù)軟式電路板嘗試導入薄化基材(銅箔、基板、基材),觸控(導電油墨)、高耐熱(基板、基材、膠材)、低誘電率及低誘電正接、感光PI、3D立體(基材、基板)形狀、透明(基材、基板)等材料科技整合,也讓軟式電路板的市場(chǎng)應用更多元也更具實(shí)用價(jià)值。
軟板材料科技演進(jìn)跟隨3C/IT產(chǎn)品制造需求
歸納軟式電路板的發(fā)展軌跡,其實(shí)與智能型手機、平板計算機,甚至是新穎的穿戴式智能裝置發(fā)展趨勢相互呼應,不同的軟式電路板材料技術(shù)發(fā)展,大多也是因應終端產(chǎn)品需求而進(jìn)行改良研發(fā)。
軟式電路板視其結構復雜度,主要有分單面、雙面與多層軟式電路板,應用范圍可在個(gè)人計算機產(chǎn)品(平板計算機、筆記型計算機、打印機、硬盤(pán)機、光盤(pán)機)、顯示器 (LCD、PDP、OLED)、消費性電子產(chǎn)品(數位相機、攝影機、音響、MP3)、車(chē)載電裝零組件(儀表板、音響、天線(xiàn)、功能控制)、電子儀器(醫療儀器、工業(yè)電子儀表)、通訊產(chǎn)品(智能型電話(huà)、傳真機)等,使用范圍廣泛,
隨著(zhù)FPC在應用上逐步深入車(chē)載電子,或是其他需要高溫運作機構下的電路連接應用,FPC的耐熱表現就顯得益形重要,FPC因為材料關(guān)系,早期產(chǎn)品對耐熱表現大多限制較多,而在新穎的材料科技相繼應用于FPC中,也使得FPC的應用場(chǎng)合相對擴增,例如Polyimide材料在耐熱性、材質(zhì)強度表現佳,也開(kāi)始被應用于高機身溫度產(chǎn)品中。
FPC薄化、3D化呼應新穎3C產(chǎn)品構型需求
雖然FPC已具備極度薄化特性,相較于PCB的厚度對比,軟式電路板的厚度要薄上許多,以常規工件厚度也僅有12~18μm,采用FPC的目的除了在載板可撓性能讓電路更能適應終端設計的構型限制外,FPC的工件厚度規格也是重要的關(guān)注焦點(diǎn),一般常見(jiàn)加工制造法為利用壓延銅箔處理FPC薄化需求,或是直接在載板上進(jìn)行電解達到材料的極致薄度,但常規工件約在12μm左右厚度,另也有針對超薄化需求的微蝕銅皮減薄制程,則可令FCB更為薄化、卻能維持常規品的基本電性表現,但相對材料成本也會(huì )提高一些。
另一個(gè)較大的趨勢是支援立體構型的FPC產(chǎn)品,立體構型FPC可以將軟板制作成波浪狀、螺旋旋轉狀、凹凸狀、曲面型態(tài),而在立體構型狀態(tài)下,3D FPC另需達到外型的自我保持特性,又可稱(chēng)為低反發(fā)力,即立體成形后軟板型態(tài)就不會(huì )因為材料本身的彈性、銅箔應力又回復成平整狀,這類(lèi)立體構型FPC的材料技術(shù)就更為高超了。
至于立體構型的FPC用途相當多,例如設置于機器手臂連接線(xiàn)路,透過(guò)多變立體構型滿(mǎn)足機器手臂內部線(xiàn)路的復雜結構、關(guān)節處的特殊布線(xiàn)需求,另外用于自動(dòng)化生產(chǎn)設備、醫療機器、光學(xué)設備中也相當常見(jiàn),尤其是因應任意連接應用的特殊需求方面。
甚至在環(huán)保意識逐漸抬頭,FPC也需重視材料的制程需符合環(huán)保要求,同時(shí)也需要因應產(chǎn)品要求的機械應力、耐熱度、耐藥品性等產(chǎn)品要求,還有日系FPC廠(chǎng)商推出水溶性的PI產(chǎn)品,以高于一般FPC的環(huán)保要求,提供電子產(chǎn)品制造業(yè)者更多環(huán)保FPC方案選擇,而新式樣的水溶性PI應用接受度如何?仍待市場(chǎng)實(shí)際考驗。