IT輕薄風 先進FPC軟板材料應用抬頭

軟性電路板材料結構複雜，必須仰賴高度材料科學優化產品特性。KANEKA

行動裝置持續微縮產品尺寸，加上穿戴式設備需求暴增，原有PCB的使用型態已經大幅朝向小尺寸、高密度方向整合，為了配合產品機構要求，電路基板使用軟性電路板的用量比例越來越高，軟性基板的特性表現對產品的整合度、耐用度都會有影響…

近年來，由於全球市場大幅變化，原本使用PCB大宗的桌上型電腦、筆記型電腦銷售狀況趨緩，即便商用主機在Microsoft將針對舊作業系統停止支援，刺激商業用途PC/NB汰舊換新的採購熱潮，但整體銷量與毛利仍遜於智慧型手機、平板電腦產品，不只是PCB用量與趨勢直接緊跟市場需求產生對應變化，2014年市場熱度漸增的穿戴式智能產品，對於PCB的需求為更緊緻、小巧，甚至需要大量軟性電路板(Flexible Printed Circuit；FPC)搭配產品整合需求。

電子產品需求進化 FPC軟板應用增加

不只是穿戴式智能產品對軟式電路板需求高，就連平板電腦、智慧型手機產品對軟式電路板的需求也越來越高，因為在3C電子設備持續朝輕薄化、小型化、行動化方向設計，FPC即軟性電路板，一般PCB電路板即是將銅箔材料覆加於一層玻璃纖維基板，使電路板具基本厚度、硬度，用以在基板上銲接積體電路、電子元件，傳統PCB雖持續朝多高密度、多層化改進，但PCB仍有較佔空間、使用彈性較低問題。而軟性電路板具備可撓特性，可有效構裝內部電路載板空間，亦可使得電子產品更能符合輕、薄、短、小設計方向。

至於PCB電路載板需要因應薄型化與適應小空間構裝環境要求，甚至還要兼顧高速化、高導熱要求，其中針對薄化與高密度構裝需求，軟式電路板較硬式PCB會有較佳採用優勢，加上新型態的軟式電路板亦針對高速化、高導熱、3D立體佈線、高彈性組裝等加值優勢，更能呼應穿戴應用的可撓式構裝產品要求，讓軟式電路板的相關市場需求持續增加。

軟板適用於特殊構型用途

而為了因應特殊構型或是可撓結構設計需求，原有的硬式PCB結構肯定無法配合產品設計需求，即便是軟式電路板無法滿足全面應用，至少產品設計也會將核心電路以不影響功能需求的小尺寸薄化PCB，搭配軟式電路板利用3D立體佈線串連其他功能模組，或是連接關鍵的電池、感測器等元件，而軟式電路板全面取代硬式電路板的功能雖目前尚無法全面替換應用，但隨著軟式電路板嘗試導入薄化基材(銅箔、基板、基材)，觸控(導電油墨)、高耐熱(基板、基材、膠材)、低誘電率及低誘電正接、感光PI、3D立體(基材、基板)形狀、透明(基材、基板)等材料科技整合，也讓軟式電路板的市場應用更多元也更具實用價值。

軟板材料科技演進 跟隨3C/IT產品製造需求

歸納軟式電路板的發展軌跡，其實與智慧型手機、平板電腦，甚至是新穎的穿戴式智能裝置發展趨勢相互呼應，不同的軟式電路板材料技術發展，大多也是因應終端產品需求而進行改良研發。

軟式電路板視其結構複雜度，主要有分單面、雙面與多層軟式電路板，應用範圍可在個人電腦產品(平板電腦、筆記型電腦、印表機、硬碟機、光碟機)、顯示器(LCD、PDP、OLED)、消費性電子產品(數位相機、攝影機、音響、MP3)、車載電裝零組件(儀表板、音響、天線、功能控制)、電子儀器(醫療儀器、工業電子儀表)、通訊產品(智慧型電話、傳真機)等，使用範圍廣泛，

隨著FPC在應用上逐步深入車載電子，或是其他需要高溫運作機構下的電路連接應用，FPC的耐熱表現就顯得益形重要，FPC因為材料關係，早期產品對耐熱表現大多限制較多，而在新穎的材料科技相繼應用於FPC中，也使得FPC的應用場合相對擴增，例如Polyimide材料在耐熱性、材質強度表現佳，也開始被應用於高機身溫度產品中。

FPC薄化、3D化 呼應新穎3C產品構型需求

雖然FPC已具備極度薄化特性，相較於PCB的厚度對比，軟式電路板的厚度要薄上許多，以常規工件厚度也僅有12~18μm，採用FPC的目的除了在載板可撓性能讓電路更能適應終端設計的構型限制外，FPC的工件厚度規格也是重要的關注焦點，一般常見加工製造法為利用壓延銅箔處理FPC薄化需求，或是直接在載板上進行電解達到材料的極致薄度，但常規工件約在12μm左右厚度，另也有針對超薄化需求的微蝕銅皮減薄製程，則可令FCB更為薄化、卻能維持常規品的基本電性表現，但相對材料成本也會提高一些。

另一個較大的趨勢是支援立體構型的FPC產品，立體構型FPC可以將軟板製作成波浪狀、螺旋旋轉狀、凹凸狀、曲面型態，而在立體構型狀態下，3D FPC另需達到外型的自我保持特性，又可稱為低反發力，即立體成形後軟板型態就不會因為材料本身的彈性、銅箔應力又回復成平整狀，這類立體構型FPC的材料技術就更為高超了。

至於立體構型的FPC用途相當多，例如設置於機器手臂連接線路，透過多變立體構型滿足機器手臂內部線路的複雜結構、關節處的特殊佈線需求，另外用於自動化生產設備、醫療機器、光學設備中也相當常見，尤其是因應任意連接應用的特殊需求方面。

甚至在環保意識逐漸抬頭，FPC也需重視材料的製程需符合環保要求，同時也需要因應產品要求的機械應力、耐熱度、耐藥品性等產品要求，還有日系FPC廠商推出水溶性的PI產品，以高於一般FPC的環保要求，提供電子產品製造業者更多環保FPC方案選擇，而新式樣的水溶性PI應用接受度如何？仍待市場實際考驗。