鑫爱特电子教你快速辨别FPC有胶与无胶基材
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FPC基材的选择直接关系到产品的可靠性和寿命,而市场上鱼龙混杂,掌握辨别方法至关重要。
柔性印刷电路板(FPC)作为现代电子设备的核心组成部分,其基材质量直接影响产品的性能和耐用性。市场上最常见的FPC基材是聚酰亚胺(PI),它根据加工工艺分为有胶基材和无胶基材两大类型。
这两种材料在结构、性能和应用上存在显著差异,而无胶基材因其优越性能已成为市场主流(约占90%的应用)。本文将为您系统解析两种基材的区别,并提供实用的辨别方法。
有胶基材采用传统的三层结构设计,由PI膜、接着剂(AD)和铜箔组成。接着剂通常为环氧树脂或丙烯酸胶,通过涂压烘烤工艺将这些层结合在一起。
这种结构的主要缺点是胶层的耐热性和尺寸稳定性较差,长期使用温度被限制在100-200℃范围内。
无胶基材则革新了这一结构,它仅由PI膜和铜箔两层组成,无需胶粘剂。目前无胶基材的制造工艺主要有三种:溅镀/电镀法、涂布法和热压法。
鑫爱特FPC采用的就是热压法技术,该技术对PI膜进行特殊处理(也称为TPI),从而实现铜箔与PI膜的直接结合。
无胶基材在多项关键性能指标上显著优于有胶基材,这直接决定了它们不同的应用场景和产品寿命。
耐热性方面,无胶FPC基材表现出色。由于没有易降解的胶粘剂,其长期使用温度可达300℃以上,能够承受SMT焊接时超过300℃的高温环境。相比之下,三层有胶软板在高温短时间内抗撕强度就会急剧下降。
尺寸安定性是无胶基材的另一大优势。即使在300℃高温下,无胶基材的尺寸变化率也保持在0.1%以内;而有胶基材受温度影响显著,尺寸变化率较大。这一特性使得无胶基材在细线路化制程中表现更加出色。
在化学稳定性方面,无胶基材抗拒化学药品的性能优异,长时间使用后抗撕强度无明显变化。而有胶基材因接着剂的耐化学药品性不佳,其抗撕强度会随时间增长大幅下降。
无胶基材还因其可降低基材厚度,符合电子产品轻薄化趋势。同时,由于蚀刻后氯离子残留量低,降低了离子迁移性,提高了细线路的长期可靠性。
市场上不少商家为降低成本,会用有胶基材冒充无胶基材。以下是两种快速准确的辨别方法:
这是一种简单有效的初步判断方法。常规FPC基材的PI厚度通常为25μm,超厚FPC的PI厚度为50μm。铜厚常见为12μm、18μm和35μm,而覆盖膜厚度则有27.5μm和50μm(白色覆盖膜需加10μm)。
通过公式“铜厚 + 基材 + 覆盖膜 = 成品板厚”计算理论厚度,再与实际测量值对比。如果实测厚度明显大于计算值,很可能使用了有胶基材。
例如,一款常规双面板,使用12μm铜箔,计算总厚度为0.104mm。若实测厚度达到0.13mm,则很可能是有胶基材。这是因为有胶基材中的胶粘剂层增加了整体厚度。
这是最准确的辨别方法,需要将FPC样品制成切片,在显微镜下观察横截面结构。
无胶基材在显微镜下呈现清晰的两层结构:PI膜直接与铜箔结合,中间无额外层次。有胶基材则显示明显的三层结构,可以观察到PI膜与铜箔之间存在明显的胶粘剂层。
对于需要高精度的应用场景,建议寻求专业检测服务。目前一些厂商如鑫爱特板材打假实验室已提供免费的切片检测服务,帮助准确鉴别软板基材类型。
选择有胶还是无胶基材最终取决于具体应用场景和性能要求。
有胶基材因其成本较低,仍在对性能要求不高的普通电子产品中有一定应用空间。但其性能局限明显,不适合高性能应用。
无胶基材已成为高端电子产品的首选,特别是在软硬结合板(Rigid-Flex)、芯片直接贴装柔性板(COF)等领域。它也满足欧盟对含卤素等有毒物质的限制要求,是环保要求严格的应用场景的理想选择。
随着欧盟等市场对环保要求日益严格,以及电子产品向轻薄短小、高功能化发展,无胶FPC基材将成为更多设计人员的首选。未来,随着技术进一步成熟和成本降低,无胶基材的应用范围必将进一步扩大。
选择正确的基材类型,是确保产品可靠性和市场竞争力的基础。通过本文介绍的辨别方法,您将能准确判断FPC基材类型,为产品选择最合适的材料。
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