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FPC胶粘剂选型:类型、性能对比及与基材/铜箔的匹配原则

来源:捷配 时间: 2026/02/06 09:36:26 阅读: 13
    在 FPC 电路板的材料体系中,胶粘剂是连接基材与铜箔、覆盖膜与线路层、多层 FPC 各层之间的 “桥梁”,其性能直接决定 FPC 的粘接强度、耐温性、抗弯折性、耐化学性,甚至影响产品的使用寿命。很多人容易忽视胶粘剂的选型,认为 “只要能粘住就行”,但实际应用中,胶粘剂失效(脱胶、分层、开裂)是 FPC 最常见的故障之一,占 FPC 失效原因的 30% 以上。
 
 
首先明确 FPC 胶粘剂的核心作用:一是粘接作用,将绝缘基材与导电铜箔、覆盖膜与线路层牢固结合,保证 FPC 的结构完整性;二是绝缘作用,填充基材与铜箔之间的间隙,防止线路短路;三是缓冲作用,吸收弯折、振动时的应力,保护铜箔和基材;四是环境防护作用,抵抗潮湿、高温、油污、酸碱等环境因素的侵蚀,提升 FPC 的可靠性。因此,胶粘剂的性能必须与基材、铜箔、使用环境高度匹配,才能保证 FPC 整体性能稳定。
 
 
FPC 用胶粘剂主要分为三大类:丙烯酸酯胶粘剂、环氧树脂胶粘剂、改性胶粘剂,不同类型的胶粘剂在耐温性、柔韧性、粘接强度、成本等方面差异显著,这是选型的基础。
第一类:丙烯酸酯胶粘剂,是目前 FPC 用量最大的经济型胶粘剂,主要用于 PET 基材 FPC 和中低端 PI 基材 FPC。其核心优势是柔韧性好、粘接强度高、初粘性强,能快速与基材、铜箔粘接,适合需要频繁弯折的 FPC,断裂伸长率可达 150% 以上,弯折时不易开裂;同时,丙烯酸酯胶粘剂的成本低,工艺成熟,适合大批量生产。但它的致命缺陷是耐温性差,长期使用温度不超过 120℃,短期耐温不超过 150℃,高温下容易软化、脱胶、分层,且耐化学性、抗老化性一般,潮湿环境下容易吸水,导致粘接强度下降。因此,丙烯酸酯胶粘剂主要用于常温、静态 / 低频弯折、无高温焊接的 PET 基材 FPC,比如小家电、玩具、低端消费电子的排线。
 
第二类:环氧树脂胶粘剂,是高端 FPC 的主流胶粘剂,主要用于 PI 基材 FPC,尤其是工业级、汽车级、医疗级 FPC。其核心优势是耐温性优异,长期使用温度可达 150℃以上,短期耐温可达 200℃,能适配高温焊接工艺,焊接后不会出现软化、脱胶问题;同时,环氧树脂胶粘剂的耐化学性、抗老化性、尺寸稳定性优异,能抵抗油污、酸碱、溶剂的侵蚀,在恶劣环境下使用寿命长,粘接强度高,不易分层。但它的柔韧性较差,断裂伸长率仅为 50%~80%,弯折时容易开裂,尤其是厚型环氧胶,不适合频繁动态弯折的场景。因此,环氧树脂胶粘剂主要用于高温、恶劣环境、高可靠性要求的 PI 基材 FPC,比如汽车电子、工业控制、医疗设备的 FPC。
 
第三类:改性胶粘剂,是为了平衡耐温性与柔韧性而研发的高端胶粘剂,主要包括改性环氧胶、聚氨酯改性胶、有机硅改性胶等。改性环氧胶在保留环氧胶耐温性、可靠性的基础上,提升了柔韧性,断裂伸长率可达 100% 以上,适合需要一定弯折性的高温场景;聚氨酯改性胶柔韧性优异,耐低温性好,适合寒冷环境下的 FPC;有机硅改性胶耐温性、耐候性极佳,适合户外、高温环境的 FPC。但改性胶粘剂成本高,工艺复杂,仅用于高端精密 FPC,比如折叠屏、航空航天、5G 通信设备的 FPC。
 
除了类型,胶粘剂的厚度也是选型的关键指标,FPC 用胶粘剂常用厚度为 12.5μm、25μm、50μm,厚度越大,粘接强度越高,缓冲性越好,但柔韧性越差,尺寸稳定性越差;厚度越小,柔韧性越好,尺寸稳定性越好,但粘接强度越低,容易脱胶。作为工程师,要根据 FPC 的结构和弯折需求选择胶粘剂厚度:动态弯折 FPC 选用 12.5μm~25μm 薄型胶,保证柔韧性;静态 FPC 选用 25μm~50μm 厚型胶,提升粘接强度;多层 FPC 选用薄型胶,控制整体厚度。
 
胶粘剂与基材、铜箔的匹配原则,是选型的核心,不匹配的组合会直接导致 FPC 失效,具体匹配逻辑如下:
  1. 胶粘剂与基材的匹配:
  • PET 基材:只能匹配丙烯酸酯胶粘剂,因为 PET 的表面能低,环氧胶无法有效粘接,且 PET 耐温性差,环氧胶的高温固化工艺会导致 PET 变形,丙烯酸酯胶粘剂的低温固化工艺(80~100℃)适配 PET,同时柔韧性匹配 PET 的柔性特性。
  • PI 基材:优先匹配环氧树脂胶粘剂或改性环氧胶,PI 的耐温性高,需要环氧胶的高温耐受性匹配,且环氧胶的尺寸稳定性与 PI 一致,避免因热膨胀系数差异导致分层;动态弯折 PI 基材 FPC,可选用改性环氧胶或丙烯酸酯胶,平衡耐温性与柔韧性。
  • 无胶基材:无胶粘剂层,直接将铜箔压合在基材上,无需考虑胶粘剂匹配,可靠性最高,但成本高,仅用于高端 FPC。
  1. 胶粘剂与铜箔的匹配:
  • 电解铜(ED):表面粗糙,适合搭配丙烯酸酯胶粘剂或环氧树脂胶粘剂,粗糙表面能增加胶粘剂的机械咬合力,提升粘接强度,电解铜 + 丙烯酸酯胶是经济型 FPC 的标配,电解铜 + 环氧胶是中高端静态 FPC 的标配。
  • 压延铜(RA):表面光滑,胶粘剂的机械咬合力弱,需要选用高粘性的改性环氧胶或丙烯酸酯胶,避免脱胶;压延铜多用于动态弯折 FPC,因此要搭配柔韧性好的胶粘剂,比如改性环氧胶或高韧性丙烯酸酯胶,保证弯折时粘接稳定。
  1. 胶粘剂与使用环境的匹配:
  • 高温环境(≥120℃):选用环氧树脂胶粘剂或改性环氧胶,避免高温脱胶;
  • 低温环境(≤-40℃):选用聚氨酯改性胶或有机硅改性胶,避免低温开裂;
  • 潮湿 / 腐蚀环境:选用环氧胶或有机硅改性胶,提升耐化学性和防水性;
  • 动态弯折环境:选用丙烯酸酯胶或改性环氧胶,保证柔韧性。
 
另外,胶粘剂的固化工艺也会影响 FPC 性能,FPC 胶粘剂的固化方式主要有热固化、UV 固化,热固化是主流,固化温度和时间直接影响粘接强度和可靠性,环氧胶需要高温固化(150~180℃),丙烯酸酯胶需要低温固化(80~120℃),固化不足会导致粘接强度低,固化过度会导致胶粘剂脆化、开裂,作为工程师,要根据胶粘剂类型和基材耐温性,精准控制固化工艺参数。
 
成本权衡也是胶粘剂选型的重要因素,丙烯酸酯胶成本最低,环氧胶次之,改性胶成本最高,在满足性能要求的前提下,优先选用低成本胶粘剂,比如 PET 基材 FPC 必选丙烯酸酯胶,PI 基材静态 FPC 可选环氧胶,动态弯折 FPC 可选改性环氧胶,避免盲目选用高端胶粘剂增加成本。
 
最后,胶粘剂选型还要考虑与覆盖膜、补强板的匹配,覆盖膜用胶粘剂要与线路层胶粘剂性能一致,避免因性能差异导致分层;补强板与 FPC 的粘接,要选用高粘性环氧胶,保证补强强度。同时,要选择质量稳定的胶粘剂供应商,避免因胶粘剂纯度、固化性能、批次差异,导致 FPC 批量失效。
 
    FPC 胶粘剂选型的核心是 “三匹配”:匹配基材、匹配铜箔、匹配使用环境,同时结合胶粘剂类型、厚度、固化工艺、成本综合考量,才能设计出粘接可靠、性能稳定的 FPC 电路板。

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