Abstract

Flexibele Printed Circuits (FPC's) zijn sterk afhankelijk van hulpmaterialen om mechanische stabiliteit, elektrische prestaties en aanpasbaarheid aan de omgeving te garanderen. Dit artikel classificeert eerst FPC-hulpmaterialen op basis van hun functionele rollen, gaat vervolgens in op hun kerneigenschappen en toepassingsscenario's en stelt daarna een systematisch selectiekader op basis van technische vereisten, procescompatibiliteit en kosteneffectiviteit, als referentie voor de technische praktijk in de FPC-industrie.

Overzicht van FPC-hulpmaterialen

FPC-hulpmaterialen verwijzen naar functionele materialen die worden gebruikt bij de productie, assemblage of werking van FPC's om de prestaties te verbeteren of specifieke functies mogelijk te maken. Ze worden op basis van functionaliteit in vier hoofdtypen ingedeeld:

1.1 Isolerende hulpmaterialen

Worden voornamelijk gebruikt om geleidende lagen te isoleren en kortsluiting te voorkomen. Veelvoorkomende typen zijn:

• Polyimide (PI)-films: Hoge temperatuurbestendigheid (langdurig gebruik bij 200-250°C), uitstekende mechanische sterkte, veel gebruikt in FPC-dek- en isolatielagen.
• Polyester (PET)-films: Kosteneffectief, geschikt voor lage temperaturen (≤120°C) en niet-kritische isolatiescenario's (bijv. consumentenelektronica FPC's met weinig warmteontwikkeling).

1.2 Kleefhulpmaterialen

Worden gebruikt voor het verbinden van FPC-lagen (bijv. koperfolie, isolatiefolie) of het verbinden van FPC's met componenten. Belangrijkste varianten:

• Acrylaatlijmen: Goede hechting op verschillende substraten, matige temperatuurbestendigheid (120-150°C), geschikt voor algemene FPC-laminering.
• Epoxy-lijmen: Hoge hechtsterkte en hittebestendigheid (180-220°C), ideaal voor zeer betrouwbare FPC's (bijv. auto-elektronica, industriële besturingen).
• Anisotrope geleidende films (ACF): Geleidend in verticale richting en isolerend in horizontale richting, cruciaal voor fijnmazige FPC-naar-chipverbindingen (bijv. OLED-display FPC's).

1.3 Afschermende hulpmaterialen

Ontworpen om elektromagnetische interferentie (EMI) te onderdrukken en FPC-signalen te beschermen. Typische opties:

• Metaalfolie (koper/aluminium): Hoge EMI-afschermingsefficiëntie (>80dB), maar slechte flexibiliteit; vaak gecombineerd met PI-films voor flexibele afscherming.
• Geleidende lijmen: Gemengd met metaaldeeltjes (zilver, nikkel), die afschermingsprestaties en flexibiliteit in evenwicht brengen, geschikt voor gebogen FPC-oppervlakken.

1.4 Versterkende hulpmaterialen

Verbeteren de mechanische sterkte van FPC-verbindingsgebieden (bijv. montagepunten voor connectoren) om buigen of trekken te weerstaan. Veelvoorkomende materialen:

• FR-4-verstevigingen: Stevig, hoge sterkte, gebruikt voor FPC-connectoren die een stabiele insteekkracht vereisen.
• PI-verstevigingen: Flexibel maar sterk, geschikt voor FPC-gebieden die zowel versteviging als beperkt buigen nodig hebben.

Selectiecriteria voor FPC-hulpmaterialen

De selectie moet overeenkomen met de FPC-toepassingsscenario's, prestatie-eisen en productieprocessen, waarbij de volgende kernprincipes worden gevolgd:

2.1 Overeenstemming met de toepassingsomgeving

• Temperatuur: Voor omgevingen met hoge temperaturen (bijv. motorruimtes van auto's, industriële ovens) kiest u PI-films, epoxy-lijmen of afschermfolies voor hoge temperaturen (hittebestendigheid >180°C); voor consumentenelektronica (bijv. smartphones) zijn PET-films of acrylaatlijmen (≤150°C) kosteneffectief.
• Vochtigheid/corrosie: In vochtige of corrosieve omgevingen (bijv. marine-elektronica) kiest u vochtbestendige lijmen (bijv. epoxy met anti-hygroscopische additieven) en corrosiebestendige afschermingsmaterialen (bijv. vertinde koperfolie).
• EMI-eisen: Voor FPC's met hoogfrequente signalen (bijv. 5G-communicatiemodules) kiest u afschermende hulpmaterialen met een afschermingsefficiëntie >85dB (bijv. dubbellaagse koperfolie); voor laagfrequente circuits kunnen geleidende lijmen aan de basisbehoeften voldoen.

2.2 Compatibiliteit met productieprocessen

• Laminatieproces: Lijmen moeten overeenkomen met de laminatietemperatuur en -druk (bijv. acrylaatlijmen voor laminatie bij 120-150°C, epoxy voor laminatie bij 180-200°C).
• SMT-assemblage: Verstevigingen mogen niet vervormen bij de soldeertemperatuur (240-260°C); FR-4- of PI-verstevigingen voor hoge temperaturen hebben de voorkeur.
• Flexibiliteitseisen: Voor dynamisch gebogen FPC's (bijv. scharnieren van opvouwbare telefoons) vermijdt u stijve FR-4-verstevigingen; kies voor flexibele PI-verstevigingen en acrylaatlijmen met een goede vermoeiingsweerstand.

2.3 Evenwicht tussen prestaties en kosten

• Zeer betrouwbare scenario's (lucht- en ruimtevaart, medisch): Geef prioriteit aan prestaties—kies PI-isolatie, epoxy-lijmen en metaalfolie-afscherming, zelfs tegen hogere kosten.
• Consumentenelektronica (goedkope massaproductie): Breng kosten en basisprestaties in evenwicht—gebruik PET-films, acrylaatlijmen en geleidende lijmen om de totale kosten te verlagen.

2.4 Naleving van industrienormen

Hulpmaterialen moeten voldoen aan de relevante normen (bijv. RoHS voor milieubescherming, UL94 voor vlamvertraging in auto-/industriële FPC's) om de productconformiteit en toegang tot de markt te garanderen.

Conclusie

FPC-hulpmaterialen zijn onmisbaar voor de prestaties en betrouwbaarheid van FPC's. De selectie ervan vereist een uitgebreide analyse van de toepassingsomgeving, procescompatibiliteit en kosteneffectiviteit. Door hulpmaterialen op functie te classificeren en systematische selectiecriteria te volgen, kunnen technici het FPC-ontwerp en de productie optimaliseren en voldoen aan de diverse behoeften van industrieën zoals consumentenelektronica, auto's en de lucht- en ruimtevaart.