选择柔性电路板的成型方式需要综合考虑多个因素,以下是一些关键要点:
一、产品设计要求
柔性电路板外形复杂度
如果 FPC 线路板的外形较为简单,如规则的矩形或简单的几何形状,像冲切这种成型方式就比较合适。冲切可以高效地处理简单形状,并且能够保证边缘整齐。例如,一些简单的电子产品内部连接用的 FPC,其形状规则,使用冲切成型能快速生产。
但当线路板外形复杂,有不规则的曲线、小孔或者精细的边缘设计时,激光切割则更具优势。激光切割能够精准地按照复杂的设计图案进行切割,例如在一些可穿戴设备的 FPC 成型中,由于产品空间有限,外形需要贴合人体曲线,激光切割就能很好地满足这种精细复杂的外形要求。
尺寸精度要求
对于尺寸精度要求极高的 FPC,如在高精度的电子仪器或航空航天设备中的应用,光刻成型是一种理想的选择。光刻技术可以实现微米级甚至纳米级的尺寸精度,能够精确地制作出非常精细的线路和微小的结构。
相比之下,模切成型的精度虽然也能满足一般的工业要求,但在面对超高精度需求时可能会有一定局限。不过,如果产品尺寸精度要求在一定范围内,且形状适合模切模具的设计,模切成型可以作为一种高效且成本较低的成型方式。
二、材料特性
材料类型
FPC主要是以PI(聚酰亚胺)为绝缘层的一种线路板,具有耐高温,轻薄,可弯折的特点,广泛应用于手机,平板电脑,医美,通信器材,机器人,智能家居等产品上。PI是一种高分子材料,本质是一种高性能的特种工程塑料,所以外形成型没法像传统PCB一样采用CNC铣出来,而是采用激光或模冲的方式加工。
FPC激光成型是一种利用激光作为热源进行切割产品的成型新技术,不需要模具,对板子外形无要求,特别适合样品及小批量FPC。
但激光在切割时因温度太高,会将PI膜烧蚀成碳粉,并反溅到板子边缘上,形成碳粉残留,且不易清除,影响外观,且激光切割效率较低,成本较高,不适合大批量板。
FPC模冲成型模冲没有激光碳粉残留问题,半孔板也不会有半孔焊盘之间存在碳粉残留导致的微短问题,可配自动冲床,生产效率高,成本低,但要开模具,适合大批量板。
软板材料厚度
较薄的 FPC 材料,如厚度小于 0.1mm 的材料,激光切割可以更精准地控制切割深度和质量,避免材料在成型过程中出现撕裂等问题。
对于较厚的材料,冲切或者模切可能更有力量优势。例如,当 FPC 材料厚度达到 0.3mm 以上时,冲切模具可以通过合理的压力设置,有效地对材料进行切割,并且能够保证切割后的边缘质量。
三、生产批量和效率
柔性线路板批量大小
在大规模生产中,模切成型是一种高效的方式。一旦模具制作完成,模切可以快速地对大量的 FPC 进行成型加工,单位成本较低。例如,在消费电子行业,对于一些需求量巨大的手机 FPC 配件,采用模切成型能够满足快速生产的需求。
对于小批量生产或者产品研发阶段,激光切割或者冲切可能更为灵活。因为它们不需要像模切那样制作专门的模具,特别是激光切割,只需要将设计图纸输入设备,就可以快速开始生产,适合产品的快速迭代和小批量试生产。
生产效率要求
如果对生产效率要求极高,模切成型和冲切都有较高的加工速度。模切通过连续的模切动作,每分钟可以处理大量的 FPC;冲切在合适的模具和设备配置下,也能实现快速成型。
不过,激光切割速度相对较慢,尤其是在处理大面积或者复杂图案的 FPC 时。但激光切割的优势在于可以 24 小时不间断工作,并且可以通过自动化编程实现无人值守操作,在一定程度上弥补了速度上的不足。