Abstract

I circuiti stampati flessibili (FPC) si basano fortemente sugli ausiliari per garantire stabilità meccanica, prestazioni elettriche e adattabilità ambientale. Questo articolo classifica innanzitutto gli ausiliari FPC in base ai loro ruoli funzionali, illustra le loro proprietà fondamentali e gli scenari applicativi, quindi stabilisce un quadro di selezione sistematico basato sui requisiti tecnici, sulla compatibilità dei processi e sull'efficacia dei costi, fornendo un riferimento per la pratica ingegneristica nel settore FPC.

Panoramica degli ausiliari FPC

Gli ausiliari FPC si riferiscono a materiali funzionali utilizzati nella produzione, nell'assemblaggio o nel funzionamento degli FPC per migliorare le prestazioni o abilitare funzioni specifiche. Sono classificati in quattro tipi principali in base alla funzionalità:

1.1 Ausiliari isolanti

Utilizzati principalmente per isolare gli strati conduttivi e prevenire cortocircuiti. I tipi comuni includono:

• Film di poliimmide (PI): resistenza alle alte temperature (uso a lungo termine a 200-250°C), eccellente resistenza meccanica, ampiamente applicati negli strati di copertura e nell'isolamento interstrato degli FPC.
• Film di poliestere (PET): conveniente, adatto per scenari di isolamento non critici a bassa temperatura (≤120°C) (ad es. FPC di elettronica di consumo con bassa generazione di calore).

1.2 Ausiliari adesivi

Utilizzati per l'incollaggio tra gli strati FPC (ad es. lamina di rame, film isolante) o per l'incollaggio degli FPC ai componenti. Varietà chiave:

• Adesivi acrilici: buona adesione a vari substrati, moderata resistenza alla temperatura (120-150°C), adatti per la laminazione FPC generale.
• Adesivi epossidici: elevata forza di adesione e resistenza al calore (180-220°C), ideali per FPC ad alta affidabilità (ad es. elettronica automobilistica, controlli industriali).
• Film conduttivi anisotropi (ACF): conduttivi nella direzione verticale e isolanti nella direzione orizzontale, fondamentali per l'incollaggio chip-to-FPC a passo fine (ad es. FPC per display OLED).

1.3 Ausiliari di schermatura

Progettati per sopprimere le interferenze elettromagnetiche (EMI) e proteggere i segnali FPC. Opzioni tipiche:

• Lamina metallica (rame/alluminio): elevata efficienza di schermatura EMI (>80dB), ma scarsa flessibilità; spesso combinata con film PI per la schermatura flessibile.
• Adesivi conduttivi: miscelati con particelle metalliche (argento, nichel), che bilanciano le prestazioni di schermatura e la flessibilità, adatti per superfici FPC curve.

1.4 Ausiliari di rinforzo

Migliorano la resistenza meccanica delle aree di connessione FPC (ad es. punti di montaggio dei connettori) per resistere alla flessione o alla trazione. Materiali comuni:

• Rinforzi FR-4: rigidi, ad alta resistenza, utilizzati per connettori FPC che richiedono una forza di inserimento stabile.
• Rinforzi PI: flessibili ma resistenti, adatti per aree FPC che necessitano sia di rinforzo che di flessione limitata.

Criteri di selezione degli ausiliari FPC

La selezione deve essere allineata agli scenari applicativi, ai requisiti di prestazione e ai processi di produzione degli FPC, seguendo questi principi fondamentali:

2.1 Corrispondenza con l'ambiente applicativo

• Temperatura: per ambienti ad alta temperatura (ad es. vani motore automobilistici, forni industriali), selezionare film PI, adesivi epossidici o lamine di schermatura ad alta temperatura (resistenza al calore >180°C); per l'elettronica di consumo (ad es. smartphone), i film PET o gli adesivi acrilici (≤150°C) sono convenienti.
• Umidità/Corrosione: in ambienti umidi o corrosivi (ad es. elettronica marina), scegliere adesivi resistenti all'umidità (ad es. epossidici con additivi anti-igroscopici) e materiali di schermatura resistenti alla corrosione (ad es. lamina di rame stagnata).
• Requisiti EMI: per FPC con segnali ad alta frequenza (ad es. moduli di comunicazione 5G), selezionare ausiliari di schermatura con efficienza di schermatura >85dB (ad es. lamina di rame a doppio strato); per circuiti a bassa frequenza, gli adesivi conduttivi possono soddisfare le esigenze di base.

2.2 Compatibilità con i processi di produzione

• Processo di laminazione: gli adesivi devono corrispondere alla temperatura e alla pressione di laminazione (ad es. adesivi acrilici per laminazione a 120-150°C, epossidici per laminazione a 180-200°C).
• Assemblaggio SMT: i rinforzi non devono deformarsi sotto la temperatura di saldatura a rifusione (240-260°C); sono preferiti i rinforzi FR-4 o PI ad alta temperatura.
• Requisiti di flessibilità: per FPC piegati dinamicamente (ad es. cerniere di telefoni pieghevoli), evitare rinforzi FR-4 rigidi; optare per rinforzi PI flessibili e adesivi acrilici con buona resistenza alla fatica.

2.3 Equilibrio tra prestazioni e costi

• Scenari ad alta affidabilità (aerospaziale, medico): dare la priorità alle prestazioni: selezionare isolamento PI, adesivi epossidici e schermatura a lamina metallica, anche a costi più elevati.
• Elettronica di consumo (produzione di massa a basso costo): bilanciare costi e prestazioni di base: utilizzare film PET, adesivi acrilici e adesivi conduttivi per ridurre i costi complessivi.

2.4 Conformità agli standard di settore

Gli ausiliari devono soddisfare gli standard pertinenti (ad es. RoHS per la protezione ambientale, UL94 per la resistenza alla fiamma negli FPC automobilistici/industriali) per garantire la conformità del prodotto e l'accesso al mercato.

Conclusione

Gli ausiliari FPC sono indispensabili per le prestazioni e l'affidabilità degli FPC. La loro selezione richiede un'analisi completa dell'ambiente applicativo, della compatibilità dei processi e dell'efficacia dei costi. Classificando gli ausiliari per funzione e seguendo criteri di selezione sistematici, gli ingegneri possono ottimizzare la progettazione e la produzione degli FPC, soddisfacendo le diverse esigenze di settori come l'elettronica di consumo, l'automotive e l'aerospaziale.