FPC制造的难点

一、环保要求带来的准入壁垒

随着环保意识的增强，国家对新入FPC企业的环评较为严格。新介入的FPC制造企业由于环保处理经验不足，不仅会对企业正常经营造成不利的影响，甚至会对环境造成一定危害。例如，在FPC制造过程中可能会产生一些废气、废水以及固体废弃物，如果处理不当就会污染环境。而且，满足环保要求往往需要企业投入大量的资金用于购置环保设备、改进生产工艺等，这对于一些小型或者新进入的企业来说是一个不小的挑战，从而形成了较高的环保壁垒 。

二、材料相关难点

（一）材料选择严格

1. 工控FPC的特殊需求

• 工控FPC需要具备优良的耐候性、耐腐蚀性和稳定性，所以在材料选择上要求更高。例如在一些恶劣的工业环境中，FPC可能会受到高温、高湿度、化学腐蚀等影响，如果材料选择不当，就会影响FPC的性能和使用寿命。在选择材料时，要考虑材料的化学性质、物理性质等多方面因素，需要对各种材料进行严格的测试和筛选，以确保其能够满足工控环境的要求 。

2. 挠性多层板和刚挠结合板的材料要求

• 对于挠性多层板、刚挠结合板来说，聚酰亚胺绝缘层材料和高延展性的压延铜箔是常用材料，但这些材料成本高。而且聚酰亚胺虽然有良好的柔韧性和绝缘性，但在加工过程中可能会出现一些问题，如与其他材料的兼容性等。压延铜箔在保证高延展性的同时，其加工工艺也较为复杂，对设备和技术人员的要求较高 。

（二）材料处理难度大

• 在FPC制造中，材料的处理包括清洗、烘干、涂胶等步骤。以工控FPC为例，这些步骤都需要严格控制温度、时间和压力等参数。如果清洗温度过高可能会损坏材料，温度过低则可能清洗不干净；烘干时间过长可能导致材料变形，过短则达不到烘干效果；涂胶时压力不均匀可能会使胶层厚度不一致，影响后续的加工和产品性能 。

三、制造工艺复杂

（一）线路制作与精度控制

1. 高精度要求

• 对于工控FPC等类型的产品，需要具备高精度的线路和稳定的电气性能。这就要求采用先进的制作工艺和设备，例如微型加工工艺和激光刻蚀技术。然而，这些先进工艺和设备的操作难度较大，需要专业的技术人员进行操作和维护。而且在制作过程中，线路的制作精度需要严格控制，包括线宽、线距、对角线等参数。例如，在高密度FPC中，目前普遍实现了单面和双面FPC的线宽/线距15μm/15μm，过孔直径0.05μm已经在COF（Chip On FPC将ic固定于FPC上）应用，要达到这样的精度在工艺控制上非常困难，微小的偏差就可能导致线路短路或者断路等问题，影响产品的性能和质量 。

2. 尺寸稳定性挑战

• 随着FPC线路的高密度化发展，对材料尺寸的要求更加严格，即高尺寸稳定性的要求。在制造过程中，材料可能会因为温度、湿度等环境因素或者加工过程中的应力等原因发生尺寸变化。这种尺寸变化可能会导致线路间距、孔径等参数发生改变，从而影响FPC的性能。例如在多层FPC制造中，各层之间的对准精度会因为尺寸变化而难以保证，进而影响信号传输等功能 。

（二）挠性多层板和刚挠结合板的制造

• 挠性多层板、刚挠结合板的制造工艺复杂，生产良品率相对较低。在制造多层板时，需要将多层材料进行精确的层压结合，每层之间的连接和信号传输都需要保证准确无误。刚挠结合板则需要在刚性和挠性部分的结合处实现良好的过渡，避免出现断裂、信号中断等问题。这些工艺的复杂性导致了生产过程中的废品率较高，增加了生产成本 。

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四、组装难度大

• FPC基板薄、软，容易变形，在FPC上组装SMD（表面贴装器件）的难度大。其中关键之一是FPC的固定，固定的好坏直接影响贴装质量。例如使用不锈钢或铝质载板虽然不变形但重量大、不利于传输、吸热量大、增加能耗；合成石载板抗静电、耐高温、热膨胀系数小，再流焊时不易变形，但成本较高；硅胶板初期不变形，使用一段时间后会变形；磁性载板耐高温、热膨胀系数小，再流焊时不易变形，但成本最高。选择合适的载板治具是一个难点，并且在组装过程中，由于FPC的柔软性，如何确保SMD准确贴装在规定位置也是一个挑战，需要高精度的贴装设备和技术 。

FPC应用的难点

一、技术匹配与性能要求

（一）高密度和小型化需求下的技术挑战

• 在消费电子向小型化、轻型化发展的趋势下，FPC为适应下游行业趋势也正在向高密度、超精细、多层化方向发展。这就要求FPC上用于连接电子元器件线路和孔径需要满足更加精细的尺寸要求。例如在智能手机等设备中，内部空间有限，FPC需要在更小的尺寸内实现更多的功能，如信号传输、电源连接等。这对FPC的制造工艺提出了更高的要求，需要不断提升线路制作的精度、材料的性能等，以满足高密度和小型化的需求。目前的技术水平在实现这种高密度和小型化的过程中还面临一些挑战，如线路间距缩小可能会导致信号干扰等问题，多层化结构可能会影响FPC的柔韧性等 。

（二）高挠曲要求下的寿命挑战

• 对于一些需要高挠曲性能的产品，如可穿戴设备等，要求FPC能够承受数十万到数百万次弯曲而不会损坏。并且随着产品的升级，高挠曲产品要求寿命由10万次提高到15万次等更高的标准，对FPC制作工艺的要求也越来越高。要达到这样的高挠曲寿命，需要从材料选择、制造工艺等多方面进行优化。例如，在材料方面，需要选择柔韧性更好、耐疲劳性更强的材料；在制造工艺方面，要保证线路和连接部位在多次弯曲过程中不会出现断裂、脱层等问题，这在实际生产和应用中是一个较难解决的问题 。

二、应用场景多样性带来的挑战

（一）不同领域的特殊要求

1. 汽车电子领域

• 在汽车电子领域，FPC应用涵盖车灯、显示模组、BMS（电池管理系统）/VCU（整车控制器）/MCU（核心功率电子单元）三大动力控制系统、传感器、高级辅助系统等相关场景。汽车内部环境复杂，存在高温、震动、电磁干扰等因素。FPC需要在这样的环境下稳定工作，这就要求其具备良好的耐高温、抗震动、抗电磁干扰等性能。例如在发动机附近的FPC，要能够承受高温环境，并且在车辆行驶过程中的震动下，依然能够保证信号传输的稳定性。与消费电子领域相比，汽车电子对FPC的可靠性和安全性要求更高，这对FPC的设计、制造和测试等环节都提出了特殊的要求 。

2. 医疗领域

• 在医疗领域，部分特殊FPC甚至可以安装在我们的体内，是制造起搏器、人工耳蜗和除颤器等的重要组件。在医疗设备中的FPC，首先要满足生物相容性要求，即不能对人体产生有害的反应。其次，在性能方面，需要高度的可靠性，因为医疗设备的故障可能会对患者的生命健康造成严重威胁。例如，心脏起搏器中的FPC，如果出现信号传输中断等问题，可能会导致起搏器无法正常工作，危及患者生命。所以在医疗领域应用的FPC，从材料选择到制造工艺再到质量检测，都需要遵循严格的医疗标准，这增加了FPC在医疗领域应用的难度 。

（二）市场需求波动影响

• 在智能手机中，FPC涉及显示、电池、触控、连接、摄像头等多功能模组模块。然而目前智能手机已步入存量时代，加之缺芯、疫情、智能手机更换周期延长等多种因素叠加，导致以手机为代表的消费电子出货量下降明显。这使得FPC在消费电子领域的市场需求受到影响，企业需要根据市场需求的波动调整生产规模和产品布局。例如，企业可能需要减少在智能手机FPC方面的产能投入，转而寻找其他新兴的应用领域，如物联网设备等。但开拓新的应用领域又面临着技术研发、市场开拓等多方面的挑战 。

FPC制造难点分析

一、环保壁垒的影响

• 国家环保部门对新入FPC企业的环评严格，这是由于FPC制造过程中可能产生的污染风险。在生产过程中，化学药剂的使用、蚀刻过程中的废液排放、焊接过程中的废气排放等都可能对环境造成污染。对于新进入的企业来说，缺乏环保处理经验，要达到环保标准需要投入大量资金用于建设污染处理设施，如废水处理系统、废气净化设备等。这不仅增加了企业的初始投资成本，还可能因为环保设备的运行和维护增加企业的运营成本。例如，一些小型企业可能无法承担安装和运行先进的废气净化设备的费用，从而难以满足环评要求进入FPC制造行业。这种环保壁垒在一定程度上限制了FPC制造企业的数量，对行业的新进入者构成了挑战，但从长远来看也有助于推动整个行业向绿色制造方向发展 。

二、材料难点根源分析

（一）材料性能与成本的平衡

• 在FPC制造中，材料的性能和成本是需要平衡的重要因素。以挠性多层板为例，聚酰亚胺绝缘层材料具有良好的绝缘性和柔韧性，是理想的材料选择，但成本较高。企业在选择材料时，既要考虑材料的性能是否满足产品要求，又要考虑成本因素。如果选择高性能但高成本的材料，可能会导致产品价格过高，缺乏市场竞争力；如果选择低成本但性能稍差的材料，又可能影响产品的质量和可靠性。例如，一些企业可能为了降低成本而选择一些替代材料，但这些替代材料可能在耐温性、耐腐蚀性等方面不如聚酰亚胺，从而影响FPC在一些特殊环境下的应用性能 。

（二）材料处理复杂性的成因

• 材料处理的复杂性主要源于FPC材料的特殊性。FPC的材料多为柔性材料，其物理和化学性质对处理条件较为敏感。例如，在清洗过程中，柔性材料可能会因为清洗液的化学成分、清洗的力度等因素而受到损伤。烘干时，由于材料的薄和软的特性，不均匀的热量分布可能导致材料变形。涂胶过程中，材料的表面性质会影响胶的附着效果，如果处理不当就会出现胶层脱落、厚度不均等问题。这些材料处理的复杂性要求企业在制造过程中采用精确的控制手段，如使用高精度的温度、压力控制设备等，这增加了制造的难度和成本 。

三、制造工艺复杂的本质

（一）高精度线路制作的技术挑战

• 实现FPC线路的高精度制作面临着多方面的技术挑战。从设备方面来看，需要使用高精度的加工设备，如微型加工设备和激光刻蚀设备。这些设备本身的技术含量高，价格昂贵，并且需要专业的技术人员进行操作和维护。在工艺方面，要实现微小的线宽、线距和孔径，需要精确控制蚀刻的深度、速度等参数。例如，激光刻蚀过程中，激光的功率、频率等参数的微小变化都可能影响蚀刻的精度。此外，在多层FPC制造中，各层线路之间的对准也是一个难题，需要采用高精度的定位技术，以确保信号传输的准确性 。

（二）挠性多层板制造良品率低的原因

• 挠性多层板制造良品率低主要是由于其复杂的结构和工艺要求。挠性多层板是由多层柔性材料层压而成，每层之间需要通过精确的定位和连接来实现信号传输。在层压过程中，如果压力、温度等参数控制不当，就可能导致层间出现气泡、分层等问题。而且，挠性多层板在加工过程中容易受到外力的影响而发生变形，这会进一步影响其制造精度。例如，在钻孔过程中，由于材料的柔软性，钻孔的位置和垂直度难以精确控制，容易造成线路短路或断路等问题，从而降低了良品率 。

四、组装难度大的内在因素

• FPC基板薄、软的特性是导致其在组装SMD时难度大的内在原因。由于其薄软，在组装过程中难以提供稳定的支撑，容易在操作过程中发生变形。这种变形会影响SMD的贴装精度，例如可能导致SMD的引脚与FPC线路之间的连接不良。而且，在选择载板治具时，需要综合考虑多种因素，如成本、不变形性、热膨胀系数等。不同的载板治具都有其优缺点，没有一种完美的载板治具能够同时满足所有的要求。例如，磁性载板虽然在性能上较好但成本最高，这就限制了其大规模应用。企业在组装过程中需要根据具体的产品要求和成本限制来选择合适的载板治具，这增加了组装的复杂性和难度 。

FPC应用难点分析

一、技术匹配难点剖析

（一）高密度小型化与现有技术的差距

• 在FPC向高密度、超精细、多层化方向发展的过程中，与现有技术水平存在一定的差距。从线路制作角度来看，目前的制造工艺在实现超精细线路（如线宽/线距更小）方面还面临挑战。例如，随着线路间距的缩小，信号之间的串扰问题会更加严重，需要采用新的屏蔽技术或者改进线路布局来解决。在多层化方面，增加层数会使FPC的结构更加复杂，制造过程中的对准精度、层间连接可靠性等问题会更加突出。虽然微型加工工艺和激光刻蚀技术等的应用在一定程度上提高了制造精度，但要完全满足高密度、小型化的需求，还需要进一步的技术创新，如开发新的材料体系、改进制造设备等 。

（二）高挠曲寿命要求的技术瓶颈

• 要实现FPC的高挠曲寿命，目前存在一些技术瓶颈。在材料方面，虽然有一些柔韧性较好的材料可供选择，但这些材料在其他性能方面可能存在不足。例如，一些高柔韧性的材料可能在耐温性、导电性等方面不能满足要求。在制造工艺上，要确保线路和连接部位在高挠曲过程中的稳定性是一个难题。目前的工艺可能会导致线路在多次弯曲后出现断裂、脱层等问题，尤其是在连接点处。例如，在可穿戴设备中，FPC随着人体的活动不断弯曲，如何保证其在长时间使用后依然能够正常工作，需要从材料的改性、连接工艺的优化等多方面进行研究和改进 。

二、应用场景多样性难点探究

（一）不同领域特殊要求的应对挑战

1. 汽车电子领域

• 在汽车电子领域，FPC需要应对复杂的环境条件。高温环境要求FPC的材料具有良好的耐高温性能，如采用特殊的耐热材料或者对材料进行耐热改性处理。抗震动要求FPC在结构设计和连接方式上进行优化，例如采用加固的连接结构来防止在震动过程中线路断开。抗电磁干扰则需要采用屏蔽材料或者特殊的线路布局来减少电磁干扰对信号传输的影响。而且，汽车电子的安全性和可靠性要求高，这意味着FPC的设计、制造和检测需要遵循严格的汽车行业标准，如ISO 26262等标准，这对企业的技术能力和质量管理水平提出了很高的要求 。

2. 医疗领域

• 在医疗领域应用FPC，生物相容性是首要考虑的因素。企业需要对材料进行严格的生物相容性测试，确保材料不会对人体产生毒性、过敏等不良反应。同时，医疗设备对FPC的可靠性要求极高，这就要求在制造过程中采用高精度的制造工艺和严格的质量检测手段。例如，在制造心脏起搏器中的FPC时，需要采用超精密的线路制作工艺来确保信号传输的准确性，并且在组装过程中要保证高度的清洁度，防止杂质对设备性能的影响。满足这些特殊要求需要企业投入大量的资金进行研发和质量控制，这对企业来说是一个巨大的挑战 。

（二）市场需求波动应对策略的复杂性

• 面对消费电子市场需求的波动，企业需要制定复杂的应对策略。当市场需求下降时，企业需要削减产能，但削减产能可能会导致设备闲置、人员冗余等问题。如果企业想要开拓新的应用领域，如物联网设备等，需要进行市场调研、技术研发、建立新的销售渠道等多方面的工作。例如，企业需要了解物联网设备对FPC的具体需求，研发适合物联网设备的FPC产品，并且建立与物联网设备制造商的合作关系。这一系列的工作需要投入大量的资金、人力和时间，并且存在一定的市场风险，因为新的应用领域的市场需求和竞争状况具有不确定性 。

FPC制造及应用难点综合分析

一、制造与应用难点的关联

（一）制造工艺对应用的限制

• FPC制造工艺的复杂性直接影响其在应用中的性能表现。例如，制造过程中线路制作精度不足会导致FPC在高密度小型化应用场景下无法满足要求。在智能手机等消费电子

FPC柔性电路板清洗：

柔性电路板上存在多种多样的污染物，能够归成离子型与非离子型这两大类。离子型污染物在接触到环境中的湿气后，在通电时会发生电化学迁移，形成树枝状的结构体，导致出现低电阻通路，使柔性电路板的功能受损。非离子型污染物能够穿透 PCB 的绝缘层，在 PCB 板表层下产生枝晶。除了离子型和非离子型污染物之外，还有粒状污染物，像焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘以及尘埃等，这些污染物会引发焊点质量下降、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等各种不良现象。

一般来说，人们觉得清洗表面贴装组件相当困难，这是因为有时表面贴装元件和柔性电路板之间的托高高度很低，形成了极其微小的间隙，有可能截留助焊剂，致使在清洗过程中难以将助焊剂去除。其实，如果在选择清洗工艺和设备时加以留意，并且让焊接和清洁工艺得到恰当的控制，那么清洗表面贴装组件就不应存在问题，即便是使用了具有侵蚀性的助焊剂。然而必须要强调的是，在使用侵蚀性水溶性助焊剂时，良好的工艺控制是必不可少的。

鉴于柔性电路板电子制程精密焊后清洗的不同需求， 在水基清洗领域拥有颇为丰富的经验，针对具有低表面张力、低离子残留、需配合不同清洗工艺使用的情况，自主研发出了相对完整的水基系列产品，精细化地对应涵盖了从半导体封装到 PCBA 组件终端，其中包含水基清洗剂和半水基清洗剂，碱性水基清洗剂以及中性水基清洗剂等。具体体现为，在同等清洗力的条件下， 的兼容性更为优良，兼容的材料更为广泛；在同等兼容性的前提下， 的清洗剂可清洗的锡膏种类更多（经过测试的锡膏品牌有 ALPHA、SMIC、INDIUM、SUPER-FLEX、URA、TONGFANG、JISSYU、HANDA、OFT、WTO 等；经过测试的焊料合金包括 SAC305、SAC307、6337、925 等不同成分），清洗的速度更快，离子残留更低、干净程度更好。