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許多柔性FPC應用要求設計暴露在遠高於標準室溫的高溫下，或在高溫下連續工作。 這些要求超出了FPC或FPC連接器組件的要求。
柔性FPC材料的額定值可承受RoHS回流溫度曲線。 這些FPC從短期高溫暴露（如醫療設備的高壓滅菌）到在極端溫度下連續運行的設計（如井下鑽井電子設備）以及可以長時間看到200°C以上溫度的應用不等。
回流焊溫度曲線
為了滿足這些要求，FPC電路板製造商提供了各種具有不同最高工作溫度能力的柔性FPC材料。 最終的結果是可靠的柔性FPC設計。
柔性FPC材料和結構
柔性FPC基材的Flex Core有兩種不同的結構。 它們的不同之處在於電路銅箔層如何連接到中央聚醯亞胺芯。 最初的柔性芯材料使用一層粘合膠Adhesives將銅粘合到聚醯亞胺芯上。 後一種材料類型在聚醯亞胺上直接壓延銅或電解銅，從而消除所有粘合層。 這種類型的柔性芯被稱為“無粘性柔性芯”。 一旦溫度要求高於85°C的一般要求，標準做法是使用無粘性柔性芯。
柔性電路板FPC結構
覆蓋膜層Coverlays由外部聚醯亞胺層和一層柔性粘合膠組成。 在加熱和壓力下，它們被層壓在電路表面上，粘合膠用於連接覆蓋層和封裝電路。 有三種不同類型的粘合膠可供選擇，它們都具有不同的溫度速率。
補强筋有聚醯亞胺、 FR4、 不銹鋼和鋁。 使用與coverlays相同的粘合膠或在某些情况下使用粘合膠連接補强件。 唯一與溫度相關的考慮因素是是否使用FR4，以及用於連接的粘合膠類型。
粘合膠是可從多個供應商處獲得，範圍極廣。 3M和TESA是最常用的材料品牌。 所選粘合膠需要審查效能，以確保其符合設計規範的溫度和附著力要求。
柔性FPC電路板可以使用額外的銅層、專用遮罩膜或用銀漿層進行柔性FPC的EMI遮罩。 在過去的10年裏，銀漿的使用已經顯著减少，不再被普遍推薦。
柔性電路板FPC由3種標準材料構成：用於PCB電路板圖案的銅箔、連接電路銅箔的柔性芯和封裝外部電路層的覆蓋層，其功能與剛性柔性PCB上的soldermask相同
一些柔性FPC設計可能還需要粘貼補强來補强支撐組件或FPC連接器區域，需要粘合膠（雙面壓敏粘合膠）將柔性FPC連接到鋼片補强或FR4補强上，或者需要遮罩膜，用於EMI敏感應用。
對於上述每種材料，有多個選項具有不同的最高工作溫度能力。 對於典型的-40°C至85°C要求，所有標準柔性材料都可以使用，無需額外考慮材料相關因素。 在更高的溫度下，材料和結構將需要改變。
2層柔性FPC電路板結構
3層柔性FPC電路板結構
柔性FPC粘合膠
柔性粘合膠用於三個特定領域：coverlay連接、3層或更高設計的層間層壓和補强件連接。
可以使用三種類型的粘合膠：丙烯酸基、改性柔性環氧樹脂和聚醯亞胺塗層。 每一個都有不同的連續工作溫度額定值。
丙烯酸粘合膠具有最低的溫度等級，用於無任何明顯高溫要求的標準應用。 環氧基膠粘膠的額定溫度為130–140°C，聚醯亞胺基粘膠的額定溫度為220°C+。
聚醯亞胺基粘膠適用於需要高壓滅菌的醫療應用。 具有200°C連續溫度規格的井下鑽井應用需要聚醯亞胺基粘合膠。
聚醯亞胺粘合膠層壓需要非常高的溫度。 雖然丙烯酸和環氧粘合膠在180-200°C範圍內層壓，但聚醯亞胺粘合膠需要307-316°C。並非所有柔性FPC電路板製造商都具有高溫層壓能力。 聚醯亞胺基粘合膠也比成本相當的丙烯酸或環氧粘合膠貴得多。
我們建議按照IPCF規範在製造圖紙注釋中規定粘合膠要求，如下所示：
丙烯酸粘合膠：IPC4203/18
環氧粘合膠：IPC4203/19
聚醯亞胺粘合膠：IPC4203A/24
柔性電路板粘合膠和補强組件
柔性FPC電路板粘合膠和補强組件是一種非常廣泛的粘合膠。 大多數都有相當高的工作溫度，但粘合强度會因溫度而异。 對於柔性應用，附著力通常不是一個重要的要求，因為柔性上的粘合膠是不會受到任何高作用力。 以下是最常用的3M 467MP粘合膠的規格：
3M 467MP粘合膠的規格
對於補强應用，除了之前討論的粘合劑要求外，FR4補强可能會出現唯一的潜在溫度問題。 不銹鋼、鋁和聚醯亞胺補强件的額定溫度遠遠超過要求。 對於在相同溫度下操作的FR4補强，我們建議遵循相同的FR4要求。
柔性FPC電路板EMI遮罩
EMI遮罩可以使用EMI遮罩膜或附加的實心或交叉陰影銅層來實現。 現時銀漿遮罩這種方法在現在設計中很少使用。 銅層遮罩提供最高可能的工作溫度，並將根據所用粘合劑進行溫度額定，因為這將需要3層或更多的柔性結構。
具有實心銅EMI遮罩層的柔性電路
銅層遮罩的負面影響是彎曲厚度的顯著增加，導致柔性和彎曲能力的降低，以及零件成本的新增。 EMI遮罩膜是靈活性/彎曲能力和成本效益的首選解決方案，但限於125°C最大連續工作溫度。
EMI遮罩膜以與coverlays類似的方法層壓到零件表面。 遮罩膜中使用的粘合劑用於連接膜，並將其與柔性電路內的接地網進行電力連接。 超過工作溫度將新增接觸電阻，並可能損害遮罩的有效性。 對於高於125°C的溫度，唯一可行的選擇是額外的銅遮罩層。
我們希望可以幫助到FPC電路板設計時可能出現柔性FPC高溫問題的電子工程師。 如果您有任何問題，請隨時聯系iPCB。 我們期待有機會討論您的規格，並審查您的柔性FPC設計，以確保其滿足您的產品滿足工作溫度要求。
