FPC在新能源汽車(chē)電池保護(hù)板中的封裝工藝流程

一、FPC簡(jiǎn)介

FPC（Flexible Printed Circuit）即柔性電路板，是以柔性覆銅板為基材制成的一種電路板，作為信號(hào)傳輸?shù)拿浇閼?yīng)用于電子產(chǎn)品的連接。在新能源汽車(chē)中，F(xiàn)PC是電池保護(hù)板的重要組成部分，主要用于采集線，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控新能源動(dòng)力電池電芯的電壓和溫度、連接數(shù)據(jù)采集和傳輸并自帶過(guò)流保護(hù)功能、保護(hù)汽車(chē)動(dòng)力電池電芯（異常短路自動(dòng)斷開(kāi)等功能）等重要作用。與傳統(tǒng)銅線線束方案相比，F(xiàn)PC具有高度集成、超薄厚度、超柔軟度等特點(diǎn)，在輕量化、安全性、布局規(guī)整等方面有突出優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)線束由銅線外部包圍塑料而成，連接電池包時(shí)每一根線束到達(dá)一個(gè)電極，當(dāng)動(dòng)力電池包電流信號(hào)很多時(shí)，需很多根線束配合，空間擠占大，并且在Pack裝配環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)線束依賴(lài)人工將端口固定在電池包上，自動(dòng)化程度低；而FPC厚度薄，電池包結(jié)構(gòu)可定制，裝配時(shí)可通過(guò)機(jī)械手臂抓取直接放置電池包上，自動(dòng)化程度高，適合規(guī)模化大批量生產(chǎn) 。

二、FPC封裝工藝流程

（一）設(shè)計(jì)階段

1. 電路設(shè)計(jì)

• 根據(jù)新能源汽車(chē)電池保護(hù)板的功能需求，設(shè)計(jì)FPC的電路布局。這需要精確規(guī)劃信號(hào)傳輸線路，確保電芯電壓和溫度監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)裙δ艿膶?shí)現(xiàn)。例如，要合理安排線路走向，避免信號(hào)干擾，特別是在涉及到多個(gè)電芯的連接時(shí)，要確保采集的電壓和溫度數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤。設(shè)計(jì)過(guò)程中還要考慮過(guò)流保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)，確定合適的電路元件布局和連接方式，如保險(xiǎn)絲或其他過(guò)流保護(hù)裝置的位置。

• 在設(shè)計(jì)多層FPC時(shí)，要考慮層間的電氣連接和信號(hào)屏蔽。不同層可能承擔(dān)不同的功能，如電源層、信號(hào)層等，需要通過(guò)過(guò)孔（via）等方式實(shí)現(xiàn)層間的導(dǎo)通，并且要防止不同層間信號(hào)的串?dāng)_。

2. 外形設(shè)計(jì)

• 依據(jù)電池包的結(jié)構(gòu)和安裝空間，確定FPC的外形尺寸和形狀。由于新能源汽車(chē)電池包內(nèi)部空間有限且布局復(fù)雜，F(xiàn)PC的外形需要與電池包的形狀相適配，同時(shí)還要考慮與其他部件（如電芯、匯流排等）的裝配關(guān)系。例如，F(xiàn)PC可能需要彎曲或折疊以適應(yīng)電池包內(nèi)的狹小空間，所以在外形設(shè)計(jì)時(shí)要預(yù)留足夠的彎曲半徑，避免在使用過(guò)程中FPC因過(guò)度彎曲而損壞。

• 確定FPC的連接接口位置和類(lèi)型。連接接口需要與電池管理系統(tǒng)（BMS）以及其他相關(guān)部件進(jìn)行可靠連接，可能采用插頭、插座或者焊接等連接方式，所以接口的設(shè)計(jì)要符合連接的穩(wěn)定性和便利性要求。

（二）原材料準(zhǔn)備

1. 柔性覆銅板選擇

• 柔性覆銅板是FPC的基礎(chǔ)材料，常見(jiàn)的有以聚酰亞胺（PI）為絕緣層的覆銅板。聚酰亞胺材料具有非易燃性、幾何尺寸穩(wěn)定、具有較高的抗扯強(qiáng)度，并且具有承受焊接溫度的能力，適合用于汽車(chē)電池保護(hù)板這種對(duì)安全性和可靠性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。在選擇時(shí)，要根據(jù)設(shè)計(jì)的電氣性能要求確定覆銅板的銅箔厚度、絕緣層厚度等參數(shù)。例如，對(duì)于需要承載較大電流的線路部分，可能需要選擇較厚的銅箔以降低電阻。

• 還有部分采用聚酯（PET）材料的柔性覆銅板，其物理性能類(lèi)似于聚酰亞胺，具有較低的介電常數(shù)，吸收的潮濕很小，但不耐高溫，適用于一些對(duì)溫度要求不高的部位或者輔助線路。不過(guò)在汽車(chē)電池保護(hù)板FPC中，由于可能面臨高溫環(huán)境，使用相對(duì)較少。

2. 其他材料準(zhǔn)備

• 準(zhǔn)備用于增強(qiáng)FPC性能的材料，如在需要提高FPC剛度和抗拉強(qiáng)度的關(guān)鍵部位，會(huì)用到玻璃纖維布或聚酰亞胺薄膜等增強(qiáng)性材料。這些材料可以增加FPC的抗沖擊能力，提高其在汽車(chē)行駛過(guò)程中的可靠性。

• 絕緣性封裝材料也是重要的原材料之一。將FPC包裹在絕緣性封裝材料中，可以形成完整的保護(hù)層，避免外界環(huán)境因素（如潮濕、灰塵、化學(xué)物質(zhì)等）對(duì)FPC的影響，提高其使用壽命。

（三）制造過(guò)程

1. 線路制作

• 首先進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)移，通過(guò)光刻技術(shù)將設(shè)計(jì)好的電路圖形從底片轉(zhuǎn)移到覆銅板上。這一過(guò)程包括涂覆光刻膠、曝光、顯影等步驟。光刻膠涂覆要均勻，曝光過(guò)程要精確控制曝光時(shí)間和強(qiáng)度，以確保電路圖形的準(zhǔn)確性。

• 然后進(jìn)行蝕刻，利用化學(xué)蝕刻液去除不需要的銅箔，從而形成預(yù)定的線路圖案。蝕刻過(guò)程需要嚴(yán)格控制蝕刻液的濃度、溫度和蝕刻時(shí)間，防止過(guò)度蝕刻或蝕刻不足。蝕刻后還需要進(jìn)行清洗，去除殘留的蝕刻液和光刻膠等雜質(zhì)。

• 對(duì)于多層FPC，還需要進(jìn)行層壓工序。將不同層的覆銅板按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行疊層，中間可能會(huì)使用粘結(jié)劑，然后通過(guò)高溫高壓的層壓工藝使各層緊密結(jié)合在一起。層壓過(guò)程要確保層間的粘結(jié)牢固，并且不會(huì)出現(xiàn)氣泡、分層等缺陷。

2. 元件安裝（如果有）

• 如果FPC上需要安裝一些小型電子元件，如片式NTC（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻）、自嵌入式Fuse（保險(xiǎn)絲）等，會(huì)采用表面貼裝技術(shù)（SMT）。SMT包括錫膏印刷、元件貼裝和回流焊接等步驟。

• 錫膏印刷要確保錫膏量均勻、位置準(zhǔn)確，元件貼裝要使用高精度的貼片機(jī)將元件準(zhǔn)確放置在預(yù)定位置，回流焊接則需要控制好焊接溫度曲線，使錫膏在合適的溫度下熔化和凝固，形成可靠的電氣連接。

3. 連接接口加工

• 根據(jù)設(shè)計(jì)的連接接口類(lèi)型進(jìn)行加工。如果是插頭或插座接口，需要注塑成型或采用機(jī)械加工等方式制造出接口的外殼，并確保接口內(nèi)部的金屬觸點(diǎn)與FPC線路連接良好。

• 如果是采用焊接接口，需要對(duì)焊接部位進(jìn)行處理，如清潔、鍍錫等，以提高焊接的可靠性。

（四）測(cè)試與檢驗(yàn)

1. 電氣性能測(cè)試

• 對(duì)FPC進(jìn)行導(dǎo)通測(cè)試，檢查線路是否導(dǎo)通良好，是否存在開(kāi)路或短路現(xiàn)象。這可以使用專(zhuān)門(mén)的導(dǎo)通測(cè)試儀，通過(guò)對(duì)各個(gè)線路端點(diǎn)之間的電阻測(cè)量來(lái)判斷。

• 進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試，確保不同線路之間、線路與接地之間具有足夠的絕緣電阻，防止漏電現(xiàn)象。絕緣電阻測(cè)試通常使用絕緣電阻測(cè)試儀，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定測(cè)試電壓并測(cè)量電阻值。

• 對(duì)FPC的電壓和溫度采集功能進(jìn)行測(cè)試，模擬電芯的電壓和溫度變化，檢查采集的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，是否能夠正常傳輸?shù)诫姵毓芾硐到y(tǒng)（BMS）。

2. 機(jī)械性能測(cè)試

• 進(jìn)行彎曲測(cè)試，模擬FPC在電池包內(nèi)的彎曲情況，檢查在多次彎曲后FPC的線路是否仍然導(dǎo)通，是否出現(xiàn)斷裂或破損現(xiàn)象。彎曲測(cè)試的彎曲半徑、彎曲次數(shù)等參數(shù)要根據(jù)實(shí)際使用情況設(shè)定。

• 進(jìn)行拉力測(cè)試，測(cè)試FPC的連接接口、關(guān)鍵部位等的抗拉強(qiáng)度，確保在汽車(chē)行駛過(guò)程中的振動(dòng)和拉扯下，F(xiàn)PC不會(huì)出現(xiàn)連接松動(dòng)或部件脫落的情況。

（五）封裝

1. 采用絕緣性封裝材料封裝

• 將FPC整體包裹在絕緣性封裝材料中，可以采用注塑成型、熱壓合等方式。注塑成型時(shí)，將液態(tài)的絕緣材料注入模具中，使其包裹FPC并成型；熱壓合則是將預(yù)先制備好的絕緣膜通過(guò)加熱和加壓的方式貼合在FPC表面。

• 這種封裝方式可以有效保護(hù)FPC免受外界環(huán)境的影響，提高其防潮、防塵、防化學(xué)腐蝕等能力，同時(shí)也能增強(qiáng)FPC的整體機(jī)械強(qiáng)度。

2. 補(bǔ)強(qiáng)處理（如果需要）

• 如果在之前的測(cè)試中發(fā)現(xiàn)FPC某些部位的機(jī)械強(qiáng)度不足，或者根據(jù)設(shè)計(jì)要求需要對(duì)特定部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，可以采用添加增強(qiáng)性材料的方式。例如，在FPC的彎折部位或連接接口附近粘貼玻璃纖維布或聚酰亞胺薄膜，通過(guò)這種補(bǔ)強(qiáng)措施提高FPC在這些關(guān)鍵部位的抗沖擊能力和可靠性。

（六）成品檢驗(yàn)與包裝

1. 外觀檢查

• 對(duì)封裝后的FPC進(jìn)行外觀檢查，檢查封裝表面是否光滑、無(wú)氣泡、無(wú)裂紋等缺陷。同時(shí)檢查連接接口是否完整，標(biāo)識(shí)是否清晰。

• 檢查FPC上的元件（如果有）是否安裝牢固，有無(wú)歪斜、松動(dòng)等現(xiàn)象。

2. 性能抽檢

• 按照一定的比例對(duì)成品FPC進(jìn)行性能抽檢，包括電氣性能和機(jī)械性能測(cè)試，確保產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3. 包裝

• 將檢驗(yàn)合格的FPC進(jìn)行包裝，包裝材料要具有防潮、防靜電等功能。可以采用塑料袋、紙盒等包裝形式，并在包裝上標(biāo)明產(chǎn)品型號(hào)、規(guī)格、生產(chǎn)日期等信息，以便于儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用。

PCBA電路板/線路板清洗劑W3000介紹

電路板/線路板清洗劑W3000 是針對(duì) PCBA 焊后清洗開(kāi)發(fā)的一款堿性水基清洗劑，是一款環(huán)保洗板水。能夠快速有效的去除焊后錫膏、助焊劑及油污、灰塵等殘留物質(zhì)。適用于超聲波和噴淋清洗工藝。該產(chǎn)品采用我公司專(zhuān)利技術(shù)研發(fā)，清洗力強(qiáng)，氣味清淡，不含鹵素，無(wú)閃點(diǎn)。溫和的配方使其對(duì)敏感金屬合金具有良好的材料兼容性，是一款理想的環(huán)保型水基清洗劑。

電路板/線路板清洗劑W3000的產(chǎn)品特點(diǎn)：

1、清洗負(fù)載能力高，可過(guò)濾性好，具有超長(zhǎng)的使用壽命，維護(hù)成本低。

2、能夠有效清除元器件底部細(xì)小間隙中的殘留物，清洗之后焊點(diǎn)保持光亮。

3、配方溫和，特別適用于較長(zhǎng)接觸時(shí)間的清洗應(yīng)用。對(duì) PCBA 上各種零器件無(wú)影響，材料兼容性好。

4、不含鹵素，無(wú)閃點(diǎn)，使用安全，不需要額外的防爆措施。

5、無(wú)泡沫，適合用在噴淋清洗工藝中。

6、不含固態(tài)物質(zhì)，被清洗件和清洗設(shè)備上無(wú)殘留，無(wú)發(fā)白現(xiàn)象。

電路板/線路板清洗劑W3000的適用工藝：

W3000環(huán)保洗板水適用在超聲波清洗工藝和噴淋清洗工藝中。

電路板/線路板清洗劑W3000產(chǎn)品應(yīng)用：

W3000環(huán)保洗板水主要用于去除PCBA 焊接工藝后的錫膏、助焊劑殘留。對(duì)油污也有一定的溶解性。

超聲波清洗工藝：

W3000用在超聲波清洗工藝中，可批量清洗結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電子組裝件，對(duì)于底座低間隙的助焊劑殘留物也能達(dá)到很好的清洗效果。在超聲波清洗工藝中，將待清洗件浸沒(méi)在清洗槽中，利用超聲波在清洗劑中的空化作用、加速度作用及直進(jìn)流作用，和清洗劑對(duì)污垢的超強(qiáng)溶解性相結(jié)合，使污垢層被溶解、分散、乳化，或剝離而達(dá)到清洗目的。