北京时间12月22日消息,中国触摸屏网讯, 追求轻巧的笔记型计算机大多使用软性印刷电路基板(FPC: Flexible Printed Circuit),软性印刷电路基板具备轻、薄、可挠曲等特征,它除了回可以避笔记型计算机筐体内部电池、硬盘机等组件之外,还发挥连接主机板、USB、LAN等辅助印刷电路基板(Sub Printed Circuit Board)等功能。

    本文来自:http://www.51touch.com/material/news/200912/22-4446.html

    随着笔记型计算机的数据传送速度不断高速化,系统厂商要求软性印刷电路基板具备高速传输特性的声浪也持续上升,因此软性印刷电路基板必需进行进行特性阻抗值管理。图1是NB-PC内部的软性印刷电路基板布局照片。
 
    软性印刷电路基板分成单面与双面两大类,不过笔记型计算机用软性印刷电路基板的信号层与接地层,大多采用铜箔构成的双面软性印刷电路基板,主要理由是特性阻抗值的管理比较容易,特别是单面软性印刷电路基板的场合,软性印刷电路基板一旦与筐体接触,容易受到接触物体的诱电率影响,造成特性阻抗发生变化,此时必需考虑软性印刷电路基板周围的组件布局等问题,因此管理上比双面软性印刷电路基板更复杂。

    接着本文要深入探讨软性印刷电路基板轻量化,以及支持数据传输要求的高速化传输技术。
 
    轻量化技术

    轻量化软性印刷电路基板的开发,主要手段是大幅简化传统笔记型计算机用双面软性印刷电路基板的结构,具体方法是在单面软性印刷电路基板表面,利用导电胶制作接地层形成拟似双面结构。

    轻量化

    双面软性印刷电路基板的场合,信号层与接地层利用铜覆膜(Coating)作电气性连接,由于信号层与接地层整体具有铜箔覆膜,因此双面软性印刷电路基板含铜比率相当高。

    相较之下轻量化软性印刷电路基板的场合,单面软性印刷电路基板的保护层,事先设置开口部位充填大量导电胶,形成接地层的同时,信号层与接地层作电气性连接,因此可以有效省略质量上非常不利的铜覆膜。此外轻量化软性印刷电路基板与双面双面软性印刷电路基板比较,可以达成50%的轻量化目标。

    薄型化与柔软性

    轻量化软性印刷电路基板基本上属于单面结构,而且不需要铜箔覆膜,若与双面软性印刷电路基板比较,它可以达成28%的薄型化效果,柔软性则比双面软性印刷电路基板提高89%,因此可以在笔记型计算机筐体内部作复杂、微细的回避卷曲。
 
     轻量化FPC的传输特性

    轻量化软性印刷电路基板已经开始应用在笔记型计算机内部与硬盘机接触S-ATAⅠ的部位(通讯速度1.5Gbit/s),目前S-ATAⅠ逐渐被S-ATA Ⅱ(通讯速度3.0Gbit/s)取代,今后可望进化到S-ATAⅢ(通讯速度6.0Gbit/s),因此轻量化软性印刷电路基板必需进行支持次世代高速传输的对策。

    接地层本身的阻抗

    导电胶主要是由接着树脂与金属粒子混合构成,接着树脂电气上属于绝缘体,主要功能是固定金属粒子,换言之导电胶的金属粒子并不是金属结论,而是透过接触使电气流动,因此导电胶构成的接地层本身的阻抗非常大,它会使传送损失明显恶化。

    降低接地层本身阻抗的方法,例如提高导电胶内部金属粒子的比率,或是增 加金属粒子之间接触部位,都可以有效降低接地层本身的阻抗。
 
    表皮效应

    频率变高时电流会集中在物体表面流动,因此物体表面形状直接影响数据传输特性,这意味着利用导电胶制成的接地层表面,形状凹凸不平加上高频时,表面形状会产生传输损失,因此研究人员除了上述软性印刷电路基板的轻量化与双面软性印刷电路基板之外,还针对已经降低接地层本身阻抗的结构A,以及改善表皮效应造成传输损失的结构B进行检讨。

    双面软性印刷电路基板(-3.52dB) > 结构A(-4.80dB)
>轻量化软性印刷电路基板(-8.40dB) > 结构B(-11.7dB)

    即使如此,不论哪种软性印刷电路基板,随着通讯速度的提高传输损失都呈现增加趋势,其中接地层利用铜箔制成的双面软性印刷电路基板传输损失最少轻量化软性印刷电路基板若与双面软性印刷电路基板比较,大约劣化5dB。

    已经减少接地层阻抗的结构A,它的传输损失比轻量化软性印刷电路基板大幅改善;至于以改善表皮效应造成传输损失为主要诉求的结构B,实际上从0.2GHz开始传输损失反而变大。

    根据以上结果研究人员计划今后将针对结构A进行进化改善,如此才能够满足次世代高速数据传输的市场需求。
 
    结语

    包含笔记型计算机在内,几乎所有携带型电子机器都非常重视携带性,随着携带型电子机器的小型化,未来采用软性印刷电路基板的机会势必增加,而且对软性印刷电路基板的要求会越来越多样化、复杂化。

    例如连接数字摄影机的液晶面板与本体的开闭部位,使用软性印刷电路基板时,要求软性印刷电路基板的反复弯曲特性,因此一般都使用单面软性印刷电路基板,主要理由是双面软性印刷电路基板对反复弯曲很弱,一直到断线为止的使用寿命较短。

    不过单面软性印刷电路基板如果进行特性阻抗管理,容易受到周边诱电率的影响,同时还需要考虑如何固定在筐体内部,因此整体作业性与管理性都有待改善。
单面软性印刷电路基板容易受到噪讯影响,某些情况要求电磁波遮蔽设计,造成单面软性印刷电路基板的设计更复杂、困难。

    虽然改善轻量化软性印刷电路基板的结构A,目前传输特性比双面软性印刷电路基板略差一些,不过反面优点却非常多,一般认为透过新技术的开发与改善,未来可望应用在携带型电子机器以外的领域。

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