广告

FPC完美契合折叠屏手机 几道工艺难点有待攻克

2019-08-11     广告

随着智能手机技术的不断更新迭代,柔性屏手机也开始崭露头角,或许将成为未来继全面屏成为手机的下一个设计趋势。而柔性电路板凭借着重量轻、厚度薄、弯折性好等特点,成为智能手机等消费电子产品不可或缺的元器件。而在折叠屏设计中,柔性电路板势必将会得到更广泛的应用,但将FPC(柔性电路板)应用在智能手机中还面临着许多的技术难点,这都成为当前厂商们需要攻克的重点。

折叠屏手机带动FPC产业爆发 尺寸问题成研发方向

智能手机的同质化驱动着厂商们创新的需求,折叠屏手机便因此应运而生。目前华为、三星、柔宇等厂商都已经正式发布了折叠屏手机,小米、OPPO、vivo等厂家也拿出了折叠屏手机的相关样机。但折叠屏需要实现量产还有许多技术难点需要攻克,FPC的应用便是其中之一。


FPC完美契合折叠屏手机 几道工艺难点有待攻克


FPC具有轻薄、可弯曲、卷绕、可折叠、配线密度高的特点,完美契合了轻薄化、小型化的发展主旋律,近年来成为PCB细分行业的领跑者。对此,《华强电子》记者采访到了深圳市卡博尔科技有限公司市场部副总经理赵前波,他认为:“目前在FPC方面,实现柔性屏并不难,主要还是在于显示屏以及PCB硬板这块,要达到可折叠式的PCB还需要一个漫长的研发过程,针对电子料方面也是有很大的挑战性,我们会时刻关注这个领域并愿意从这方面去深度开发。”

深圳市英达维诺电路科技有限公司创始人林超文也表示:“FPC主要应用于移动终端类、消费电子、汽车电子、工控、医疗、航天军事等。其中移动终端类为FPC最大的应用领域,特别是智能手机,也是FPC技术能力要求最高的领域,未来也将引领FPC的技术发展方向。小型化、智能化的发展趋势将促使柔性手机成为未来的一种趋势。”


FPC完美契合折叠屏手机 几道工艺难点有待攻克


在柔性屏手机中,由于需要多次且大量的进行折叠使用,因此对于手机内部柔性电路板的要求会更高,相应使用面积也会进一步加大。但FPC通常用间歇法工艺制造,因此受到生产设备尺寸的限制,针对这一问题,林超文认为:“可以通过中间插座进行延长 , FPC拔插金手指进行补强。”

而卡博尔方面则提出了另一种解决方案,赵前波表示:“目前针对软板和硬板的衔接方面,主要工艺和技术是制作软硬结合板,有关尺寸问题,都不是问题,像我们这样的生产厂家基本都会有生产超大、超宽的定制设备,目前行业内的软板或者软硬结合板均运用250MM的宽幅材料,同时也开始尝试用500MM宽度的材料,我们已经有批量性生产这样的产品。所以针对尺寸,我想并不是主要问题,只是尺寸大了的确不方便生产,对生产成本有所提高。我们目前单面板最长的尺寸,一次性可以生产5米,双面板和多层板可以生产1.5米,都已经量产过,宽度最大尺寸可以生产500MM,目前的应用不是手机市场做这类特殊产品,这个技术和要求在行业内算是很高挑战性了。”


FPC完美契合折叠屏手机 几道工艺难点有待攻克


FPC在手机中应用增多将成为既定趋势,这也让FPC市场呈现利好态势。不过FPC依然面临着制造上的问题,如在折叠屏手机中大尺寸的应用等,当然这些问题已经有相应的解决方案,但这些方案都不可避免带来成本上的增加。而如何更好的控制FPC成本,只能依靠大量量产或者技术升级来解决。

FPC成熟应用还需攻克以下节点 设计困境可从多面解决

在折叠屏手机中使用更多的FPC时,也将带来几个新的问题,如FPC的特点在于可挠性,虽然这个特性能够完美的契合可折叠手机,但这也导致了FPC结构强度和过流能力较差,不能承重以及无法通过大电流,同时也不方便安装大型插件或者元器件等缺陷。

针对这一问题,林超文认为:“在FPC生产时可以将承重区域,也就是结构需要变强和过流的区域进行补强。”显然,英达维诺认为只需要在相应区域进行补强就能够较好的解决FPC结构性较弱的问题。


FPC完美契合折叠屏手机 几道工艺难点有待攻克


而赵前波就这一问题进行了更详细的补充,他表示:“电子产品之所以设计应用FPC,主要也是需要他轻薄才能凸显产品的结构精美,轻便。针对过负载问题,目前已经有相应解决方案,采用工业级别的FPC材料就好,一些厂商如杜邦材料商、生益材料商、台虹材料、松下材料商等都能解决到这个过大电流和过高电压的要求,我们目前使用的材料最厚的铜有2-3OZ的软板基材,PI层有150UM的厚度,都广泛应用于航空产品、医疗产品和汽车产品等多个工业类领域,同时针对这个元器件搭载问题,行业内都采用FR-4补强方式或者其他材料辅助使用,也可以设计软硬结合板使用,局部补强就可以解决这一问题了。我们目前最厚的都能做到6.0MM的补强,足以承载很多物料。”

通过在局部地区进行针对性的补强,能够很好的解决FPC无法承重的问题,而相应的大电流以及高电压等问题,目前一些材料生产商已经能给出较好的解决方案。在过去采用辊压工艺将铜箔黏附在涂有胶黏剂的介质上,如今,可以不使用胶黏剂直接在介质上生成铜箔。这些技术可以得到数微米厚的铜层,得到宽度更窄的精密线条。除去了某些胶黏剂以后的柔性电路具有阻燃性能。这样既可加速UL认证过程又可进一步降低成本。柔性电路板焊料掩膜和其他的表面涂料使柔性组装成本进一步地降低。


FPC完美契合折叠屏手机 几道工艺难点有待攻克


除此之外,FPC的制作相较普通PCB更加复杂。同时在FPC制成后,想要更改就必须从底图或者光绘程序开始,因此不易变更,这也给售后造成了一定的困扰。

面对《华强电子》记者的问题,林超文表示:“FPC制成后需要更改,必须从底图或编制的光绘程度开始 , 这与传统的刚性PCB中的更改是一样的。它们两者成本差异不大。这就要求设计师在进行FPC设计时,必须清楚FPC的制造工艺,在设计过程中,及时与FPC工厂技术人员紧密联系,在设计阶段就将问题解决。”

相比英达维诺要求工厂在设计之时便积极与技术人员沟通,从源头入手解决设计问题,卡博尔方则展示了另一种解决方案,赵前波表示:“目前大部分客户在设计上都用连接器做优化,使用BTB连接器或者其他的连接端子都可以解决,很方便也很快捷,给维修工序带来很大程度的便捷,成本相对也是最低。”

FPC的可挠性无疑与可折叠手机相当契合,即使在普通手机当中也得到了愈加广泛的应用。但FPC的可挠性也带来了无法承重、结构强度差、无法通过大电流及大电压等缺陷,而这些问题如今在各厂商的努力下已经有妥善的解决方案。如在FPC元器件区域,使用不锈钢及树脂补强片来让元器件区域无法弯折,解决其无法承重及结构强度差等问题。

FPC应用广泛 中国FPC市场潜力巨大

折叠屏手机的不断成熟也带动着FPC产业链的不断发展,同时在消费类电子端,有越来越多的厂家开始在自己的设备中有意识的增加FPC的占比。以苹果为例,如今苹果承载着全球半数以上的FPC需求,硬件FPC BOM条目&ASP逐年提升,2017年iPhone X零组件更是迎来了全面升级,以OLED全面屏、3D成像、无线充电为代表的功能创新使其FPC数量达到了20片以上,单机价值量从上一代的30美金左右大幅提升到40美金以上。

对此,赵前波表示:“FPC这个行业会随着人们生活水平的提高,个性化设计等不断扩大需求,只有中高端产品才会使用FPC,普通的产品或者附加值很低的产品无法承受这个成本压力,但是目前国内外的需求都在不断提高,技术上也在不断革新,所以这个行业还是挺可观的,需求会大大提高,它的技术发展和突破会大大改善我们生活习惯和生活质量。”


FPC完美契合折叠屏手机 几道工艺难点有待攻克


林超文认为:“FPC在电子行业的大量应用,将促使中国大陆本地的FPC公司加快高端类的研发和投入,从而提升中国大陆的FPC制造能力。FPC技术的进一步提升,也将给各个电子领域的产品小型化、微型化带来更大的可能。英达维诺公司致力于提供一站式的硬件研发设计服务,未来将加大FPC/PCB设计的研究和成果分享,通过技术研讨会和Workshop,帮助合作企业提高FPC/PCB设计和软硬结合板的设计质量。”

据相关机构统计,2017年全球FPC市场总量大约113.5美元,而中国FPC市场为58亿美元,占全球一半以上。同时随着柔性屏产能的爆发,在2019年将有望反超硬屏,达到60%左右,而可折叠AMOLED面板将占AMOLED面板总出货量8%,占柔性AMOLED面板总出货量的11%。作为折叠屏手机的重要一环,FPC行业也将势必迎来发展契机。

编者认为,折叠屏手机很可能成为接替全面屏手机的下一代“杀手级”设计。同时由于折叠屏的兴起,也将带动FPC市场新一轮的增长。诚然,FPC在折叠屏手机中的应用面临着诸如无法承载、无法通过大电流、售后维修困难等问题,但这些如今都有了相应的解决方案。FPC在折叠屏手机中的地位无可取代,而伴随着折叠屏手机的逐渐成熟,FPC行业也将在这个领域中迸发更多生机。

相关阅读

大家都在看