柔性电路用于导体相互连接的各种应用

这些导体互连必须是可弯曲的或者是能够在使用时长时间保持弯曲状态。在以前，这种互连技术都是用导线互连的方式来实现的。柔性电路有很多种，一种是双向接入的柔性电路，这是一种单面柔性电路，制造这种电路的目的是可以从柔性电路的两侧接入导电材料。第二种是双面柔性电路，是一种有两个导电层的电路，两个导电层分别位于电路里的基本层的两个侧面；针对你的具体要求，可以在基板薄片的两个侧面形成走线图案，两个侧面上的走线可以通过镀铜通孔实现互相连通。第三种是多层柔性电路，是把几个有复杂互连的单面电路或双面电路结合起来，在多层设计中需要常常使用屏蔽技术和表面贴装技术。第四种是刚性-柔性电路，是把刚性印刷电路板和柔性电路两者的优势整合起来，电路通常是通过刚性电路和柔性电路之间的电镀通孔实现互连。

柔性电路有很多好处。柔性组件的主要的一个好处就是可以实现几乎无错误的布线，替代劳动密集型的手工布线。另外与刚性电路不同的是，柔性电路还可以设计成复杂的三维结构，因为可以把他们弯曲成各种形状。顾名思义，在柔性电路中使用的材料可以来回弯曲无数次，这意味着它们可以用于高度重复的应用，例如在印刷头上使用。在需要考虑产品的重量问题时，柔性电路是刚性电路板和导线非常好的替代品，因为它的介电材料和导体线路都非常薄。

在过去的几年里，柔性电路行业的需求不断增长。现在，柔性电路行业年产值达到100亿美元，年增长率达7% - 10%。

图1. 刚性-柔性电路板组件

随着柔性电路使用的快速增长，这些类型的电子互连电路的返工标准（更换的器件仍然符合最初的规格和功能）与修复标准（在柔性电路上修复物理损坏）还没有同步跟上。

有一些返工挑战来自柔性电路自身的特点。首先，在返工时很难使柔性电路保持是平的。从返工的角度看，Kapton材料或其他基础柔性材料的可弯曲性是对返工的挑战，虽然他们的可弯曲性正是他们在应用中的优势。为了保持组件是平的，必须粘贴胶带来使它保持平坦。在一些情况下，为柔性电路的返工制作一个真空夹具是一种比较昂贵的办法。在放置微间距元件时，这种夹具的真空结构对返工会有很大的影响。如果真空正好在一个微间距元件的引线下面，可能少许的真空就会把柔性导线“拉”进孔里，使元件不能和柔性电路的导线接触，从而导致电气“开路”。对于返工时的锡膏印刷，当模板和待印刷的表面不是共面的时，共面性是个挑战。因此，经常需要使用注射器涂布锡膏来代替印刷涂布。有时，在互连器件中使用加导电环氧树脂的柔性材料。虽然这些材料的固化温度远低于标准焊锡的回流温度，但是，它可能会把事情弄糟。对于这种情况，只要返工工艺的设计是正确的，对多次返工的限制是组件的边际成本远低于返工造成的成本，这时，对大量废品进行返工是一个更有吸引力的经济选择。

从工艺的角度看，返工柔性电路的工艺有一些优势。柔性电路板的热质量比刚性印刷电路板的小，在焊接柔性电路板时，温度达到液相线的加热时间比刚性电路板短。这加快了返工工艺的替换操作。此外，这使焊接时所需的来自热空气系统的空气的温度降低了几倍，热空气造成元件损坏的可能性比较小。柔性材料的高温耐受性，比如Kapton、Peek和耐高温聚酰亚胺，使柔性电路返工工艺的工艺窗口比较大。

图2. 撕裂的刚性-柔性电路

根据修复PCB的行业标准，IPC 7711/21修复和修改印刷电路板与电子组件的规定覆盖各种柔性电路的返工与维修工艺。这个标准中列出的每一个工艺，根据各个工艺对返工或修复柔性电路的适用性，在工艺文档的右上角的“电路板类型”一节标题下加上字母“F”。在这个标准中甚至有一个柔性电路专用的导体修复标准。在步骤7.1.1中覆盖在柔性电路上的修复导体的各种工艺。

这里通过一个例子说明导体的修复，图2是一个撕裂的柔性电路，这是一个刚性-柔性电路板的一部分。这个电路板是使用在IPC 7721 3.5.1中找到的标准工艺来修复材料。在这里的导体连接中安装了铜箔跳线，用它取代受损的导体，然后把它们焊接在一起。这次维修的结果可在图3中看到。

图3. 经过修复的底层Kapton材料和导体

柔性电路组件的返工和维修技术在不断发展，柔性电路组件的返工和维修仍面临巨大的挑战。由于电子组装行业长期以来一直是刚性电路板的世界，以刚性电路板为基础来寻求柔性电路的最佳返修方法应是很好的借鉴。