【本刊独家】凯诺微电子：挠性印制电路结构设计对其抗弯折性能的影响

不同结构设计方案通过抗弯折实验的数据对比和分析

弯折实验分为两大组，每大组分为四个小组，每小组三个结构设计方案，两大组的结构设计方案相同，所用覆盖膜相同，弯折实验系数相同，只是两大组用不同的基材。对各小组里面的不同结构设计方案进行弯折实验数据对比，再对两大组进行实验数据对比。

第一大组，用A公司12/12.5/12双面有胶ED（电解铜箔）基材，覆盖膜用B公司0515黄色覆盖膜。第二大组，用A公司12/12.5/12双面无胶ED（电解铜箔）基材，覆盖膜用B公司0515黄色覆盖膜。

试验板件制作流程：下料→钻孔→黑孔→VCP→线路→贴覆盖膜→成型→弯折测试。

试验所用设备：FPC弯折测试仪，型号：HKE3332-01A （图1）。

设备参数如下：

摆动速度：50-180次/分钟

驱动方式：电动驱动

摆动角度：±60-135°

夹具距离：50 mm~75 mm

检测端电源：24 VDC

拉力调整：0–15N

控制功能：

（1）数字设定摆动速度；

（2）数字设定摆动角度；

（3）8位计数显示，计数值1-9999任意设定；

（4）计数到或回路断路报警及停机；

（5）自动原点回位。

摆动半径：0.38/1.0/1.5/2.0/3.175可选或可依客户要求定做

外形尺寸：356×310×680

工作电压：220VAC 50Hz

本次弯折试验参数：摆动90。，弯折直径1 mm，拉力：4.9 N ，弯折频率：90次/min。

实验中，统计在弯折过程中，外形、线路任何一项发生断裂时板件所弯折的次数，次数越低，其抗弯折性能越差，次数越高，其抗弯折性能越好。此次试验主要验证结构设计对其弯折性能的影响，忽略材料因数，所以所有数据只能进行对比判断，而不能作为行业标准。

结构设计方案如图2~图5。

图2中：①表示柔性电路板基材（第一组为无胶基材，第二组为有胶基材）；②表示覆盖膜胶层；③表示覆盖膜PI层；④表示挠性电路板手指。

图3中：⑤表示正面覆盖膜层；⑥表示正面线路层；⑦表示反面线路层； ⑧表示反面覆盖膜层。

图4中；⑨表示挠性电路板单PCS成型线。

图9中：⑩表示线路；11表示焊盘。

弯折实验弯折次数统计如图6和图7。

弯折实验弯折次数数据统计对比分析：此次弯折实验，每种结构取六件样品进行弯折实验，将这六件样品所测得的弯折次数进行平均计算，所得结果作为各结构间的对比数据。从图6、图7可见，用相同的材料、同种工艺流程、同样的弯折实验参数，结构设计对柔性电路板的抗弯折性能起着关键性影响。第一大组中，第一小组结构二、第二小组结构四、第三小组结构八、第四小组结构十二的弯折次数最高，这表示抗弯折性能最好；第二大组与第一大组一样，也是结构二、结构四、结构八、结构十二抗弯折性能最好。整体来讲，第一大组的抗弯折性能比第二大组的抗弯折性能要弱，可见，有胶ED基材的抗弯折性能比无胶ED基材的抗弯折性能要弱；结构七、结构八、结构九的弯折次数差距不是很大，证明在不改变板件宽度的情况下，只将弯折区稍加圆顺处理，也是有一定效果的，板件整体宽度的改变对抗弯折性能的影响会大一点。

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结论

从本次弯折实验结果来看，在挠性电路板所用材料、生产工艺完全相同的情况下，不同的结构设计其弯折性能有明显差异，所以结构设计对挠性电路板的抗弯折性能起着关键性影响。从实验数据结果结合结构特性分析，在挠性电路板结构设计阶段，我们需要考虑挠性电路板的应用环境，弯折区的受力分析，尽量将弯折区域减薄设计、正反面绝缘层开窗位置错开设计、手指连接导通线位置错开设计、弯折区域的外形、线路尽量设计成圆弧形状，避免有直角锐角现象、焊盘连接线路的节点位置需要加宽圆顺处理。

随着挠性电路板的技术日益成熟，市场竞争力也在加大。一个挠性电路板制造企业要想在激烈的竞争环境中茁壮成长，需要不断创新，提高产品的技术含量；需要最大限度的节约原材料成本，节约有限资源。不同的结构设计直接影响挠性电路板的抗弯折性能，影响着挠性电路板的品质。本着节约成本、技术创新的原则，尽量通过对结构设计的调整来提高挠性电路板的抗弯折性能，提高企业竞争力。

作者简介

吴爱国， 2006年毕业于湖南工程职业技术学院，现任珠海市太阳神集团凯诺微电子有限公司研发中心总工程师。

来源：《印制电路信息》6月刊

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