行動﹧穿戴應用趨勢下的3D軟板應用趨勢

智慧手錶整合照相鏡頭、多元感測元件，必須使用軟式電路板連接關鍵周邊功能。Samsung

在FPC材料應用上，通常是由需求引導材料科技整合，尤其是3C、IT產品競相推出薄化或特殊穿戴構型，更需要採用大量軟式電路板進行功能連接與整合，如LCP-FPC、多層FPC、防水FPC、透明FPC、超薄FPC、3D forming FPC、超細線路FPC等應用將會越來越熱門…

隨著超薄型筆記型電腦(Ultra thin Notebook)、變形平板、變形筆電產品競相推出，甚至智慧型手機也朝曲面構型、輕薄化方向整合，原有使用大量高密度多層板的應用需求，正逐漸被新材料技術整合的軟式電路板取代，甚至是目前最熱門、前衛的穿戴式智慧產品，由於產品構型並非平整造型，能使用平整電路載板的空間相對有限，更是軟式電路板可以大為發揮的重要關鍵。

3C/IT產品持續朝更薄、更小 精進研發製造技術

對產品設計而言，從筆記型電腦、智慧行動裝置，大多朝更輕、更薄與更小巧的方向持續精進製造技術，而現有硬式電路載板使用將影響這類行動終端產品的進階構型或薄化升級，軟式電路板的使用量已有持續提升現象，甚至是相對前衛的可撓式產品開發，更必須導入軟式電路板搭配新穎結構整合才能辦到，硬式電路板以工業用或商用產品用量較多，小型化、多元化的個人運算裝置，對軟式電路板的依賴度則越來越高。

而在FPC軟式電路板的材料科學發展進程，通常是由設計、製造需求引導材料科技進步與整合，例如，因應車載電子電路設置環境、線路與元件整合需求，車用FPC即具備高耐震、高耐熱應用材質特性，而針對行動應用產品的整合需求，如LCP-FPC、多層FPC(High density multilayer FPC)、光波導FPC、防水FPC、透明FPC、超薄FPC、3D forming FPC、Integral molding FPC、Stretchable FPC、超細線路FPC等不同開發目的之FPC產品，也是因應不同電子裝置需求，應運而生的特殊應用目的軟式電路板產品。

在穿戴應用中FPC材料最被看好

相較PCB電路板零組件，軟式電路板最被看好的是其材料的使用彈性與特殊構型需求，最明顯的差異在於軟式電路板可以做到任意曲度、形狀的立體構型，換成PCB電路板，立體構型就必須搭配連接器與中介電路板連接組合，不僅是製造成本高，多PCB組構的電子電路系統在穩定性表現也會受到影響，終端產品對於震動、連接器材料成本都會影響其整合產品的實用性。

至於使用立體構型的軟式電路板，由於3D結構的FPC可在生產時即針對所需形狀、轉折需求進行材料特性加工，透過不同披覆材或是加工製程，在製作時即處理特殊3D造型需求，可讓軟板成品即具備所需的結構組合適應特性，而不是使用多組中介電路板或連接器進行電路連接組構，尤其在智慧型產品大多已32bit或是64bit運算架構，其資料匯流排結構若使用硬式電路板進行立體構接，也將成為線路設計困擾，而採行軟式電路板進行功能連接整合，可用多層、超薄軟板同時把傳輸線路載板縮小、減厚，亦可兼具近似線路連接電性與高速傳輸應用需求。

3D立體構型的FPC 可適應特殊構裝設計需求

有趣的是，3D立體構型的FPC、立體形狀FPC、Stretchable FPC，可將FPC製成波浪形/U形/螺旋形等不同立體形狀結構，不僅可因應產品特殊彈性構型應用需求，立體狀結構還可善用機殼內的空間進行線路佈局，這類特殊FPC產品除智慧型裝置、穿戴裝置具導入應用優勢外，還可應用於LED球燈泡、LED照明燈具、自動化機器人手臂、工業自動化生產設備/機具、手機天線、醫療電子、體感應用領域等，而導入立體構型FPC目的在於發展輕薄、可撓曲仍可形成電路特殊應用需求，甚至對於3D結構化的載板特性，還需要載板需可維持設定的立體形狀結構，以滿足現今電子產品採多模組連結與高密度構裝的設計使用需求。

尤其是3D立體構型特性，正呼應著目前最熱門的穿戴式應用產品設計需求，例如，電子產品若設計成手鐲、手錶狀，就可以利用手鐲的本體或是錶帶結構進行擴展應用，將薄型鋰聚合物電池或是MEMS感測器設置在手環或錶帶結構中，而電子電路連結的需求只有透過FPC軟式電路板才能辦到。

支援高速高速傳輸 FPC材料製程需持續優化

除高度可撓或特殊立體構型需求外，智慧型行動產品或穿戴設備的電路連結需求，目前也積極朝高效能、高傳輸率與積極薄化設計趨勢，支援高速傳輸應用的FPC為使用LCP材料，以強調支援高周波(高頻)傳輸的電氣特性(低誘電率/低誘電正接)、低吸水率，例如USB 3.0/HDMI這類連接介面傳輸需求，軟式電路板至少需能支援5Gbps上下高速傳輸應用，甚至部分電信設備的軟式電路板應用需求，還必須支援到20Gbps水準的光通信應用。

而在軟式電路板中，銅箔材料為左右軟式電路板傳輸電性的關鍵，一般FPC傳輸效能表現要好，需使用高品質的銅箔材料，但FPC為了要積極薄化產品，大多會以延壓方式改善成本厚度，一般經延壓製程可將原有常規工件的12μm處理後可達6~ 9μm的超薄壓延銅箔，或搭配特殊加工製成細線用銅箔等，透過FPC銅箔壓延、細線化、高密度處理，使FPC在支援高頻傳輸時仍可維持積極薄化與高密度線路使用要求。

FPC實際以高頻傳輸進行過程，若傳輸導體本身的表層粗糙程度過大，也會在傳輸過程因為高頻信號轉送產生傳輸損失，導致信號出現衰減或是嚴重失真，在導體傳輸損失(Conductor Loss)問題方面，由於高頻電子信號傳送時會產生集膚效應(Skin Effect)，即便新穎的加工製程可積極改善FPC的訊號傳導電性，而應用於高速傳輸場合的FPC需有效降低銅箔表面粗糙度，同時搭配組抗匹配要求。但低表面粗糙度的銅箔，也會使銅箔與披覆材？基材的接著性下滑，必須由銅箔供應商處理銅箔表面搭配低表面粗糙度的接著加工處理，進而提升FPC的接著固定程度。

LCP誘電率為2.8誘電正接0.002(1~25GHZ)，使得LCP在高頻電路的軟板應用重要性高，過去LCP極有機會取代PI材料，成為軟式電路板的新基礎材料，尤其是LCP的高頻信號傳輸特性表現佳，例如LCP具低吸濕、低介質常數與低介質損失等特性，但早期LCP產品應用市場不成熟，隨後又以LCP為熱可塑性的材料特性，LCP也具使用後可回收而受到關注。而LCP由於材料具異方向特性，在成膜技術具高難度，日本仍為全球LCP膜主要製造商與供應來源。