FPC在新能源汽車電池保護板中的封裝工藝流程

一、FPC簡介

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，作為信號傳輸?shù)拿浇閼糜陔娮赢a(chǎn)品的連接。在新能源汽車中，F(xiàn)PC是電池保護板的重要組成部分，主要用于采集線，實現(xiàn)監(jiān)控新能源動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流保護功能、保護汽車動力電池電芯（異常短路自動斷開等功能）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，在輕量化、安全性、布局規(guī)整等方面有突出優(yōu)勢。傳統(tǒng)線束由銅線外部包圍塑料而成，連接電池包時每一根線束到達一個電極，當動力電池包電流信號很多時，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)線束依賴人工將端口固定在電池包上，自動化程度低；而FPC厚度薄，電池包結(jié)構(gòu)可定制，裝配時可通過機械手臂抓取直接放置電池包上，自動化程度高，適合規(guī)模化大批量生產(chǎn) 。

二、FPC封裝工藝流程

（一）設(shè)計階段

1. 電路設(shè)計

• 根據(jù)新能源汽車電池保護板的功能需求，設(shè)計FPC的電路布局。這需要精確規(guī)劃信號傳輸線路，確保電芯電壓和溫度監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)裙δ艿膶崿F(xiàn)。例如，要合理安排線路走向，避免信號干擾，特別是在涉及到多個電芯的連接時，要確保采集的電壓和溫度數(shù)據(jù)準確無誤。設(shè)計過程中還要考慮過流保護功能的實現(xiàn)，確定合適的電路元件布局和連接方式，如保險絲或其他過流保護裝置的位置。

• 在設(shè)計多層FPC時，要考慮層間的電氣連接和信號屏蔽。不同層可能承擔不同的功能，如電源層、信號層等，需要通過過孔（via）等方式實現(xiàn)層間的導通，并且要防止不同層間信號的串擾。

2. 外形設(shè)計

• 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。由于新能源汽車電池包內(nèi)部空間有限且布局復雜，F(xiàn)PC的外形需要與電池包的形狀相適配，同時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電池包內(nèi)的狹小空間，所以在外形設(shè)計時要預留足夠的彎曲半徑，避免在使用過程中FPC因過度彎曲而損壞。

• 確定FPC的連接接口位置和類型。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)計要符合連接的穩(wěn)定性和便利性要求。

（二）原材料準備

1. 柔性覆銅板選擇

• 柔性覆銅板是FPC的基礎(chǔ)材料，常見的有以聚酰亞胺（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、具有較高的抗扯強度，并且具有承受焊接溫度的能力，適合用于汽車電池保護板這種對安全性和可靠性要求較高的應用場景。在選擇時，要根據(jù)設(shè)計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，適用于一些對溫度要求不高的部位或者輔助線路。不過在汽車電池保護板FPC中，由于可能面臨高溫環(huán)境，使用相對較少。

2. 其他材料準備

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

• 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層，避免外界環(huán)境因素（如潮濕、灰塵、化學物質(zhì)等）對FPC的影響，提高其使用壽命。

（三）制造過程

1. 線路制作

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

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

• 對于多層FPC，還需要進行層壓工序。將不同層的覆銅板按照設(shè)計要求進行疊層，中間可能會使用粘結(jié)劑，然后通過高溫高壓的層壓工藝使各層緊密結(jié)合在一起。層壓過程要確保層間的粘結(jié)牢固，并且不會出現(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（負溫度系數(shù)熱敏電阻）、自嵌入式Fuse（保險絲）等，會采用表面貼裝技術(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、位置準確，元件貼裝要使用高精度的貼片機將元件準確放置在預定位置，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)計的連接接口類型進行加工。如果是插頭或插座接口，需要注塑成型或采用機械加工等方式制造出接口的外殼，并確保接口內(nèi)部的金屬觸點與FPC線路連接良好。

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

（四）測試與檢驗

1. 電氣性能測試

• 對FPC進行導通測試，檢查線路是否導通良好，是否存在開路或短路現(xiàn)象。這可以使用專門的導通測試儀，通過對各個線路端點之間的電阻測量來判斷。

• 進行絕緣電阻測試，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。絕緣電阻測試通常使用絕緣電阻測試儀，按照相關(guān)標準設(shè)定測試電壓并測量電阻值。

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

2. 機械性能測試

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

• 進行拉力測試，測試FPC的連接接口、關(guān)鍵部位等的抗拉強度，確保在汽車行駛過程中的振動和拉扯下，F(xiàn)PC不會出現(xiàn)連接松動或部件脫落的情況。

（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，將液態(tài)的絕緣材料注入模具中，使其包裹FPC并成型；熱壓合則是將預先制備好的絕緣膜通過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FPC免受外界環(huán)境的影響，提高其防潮、防塵、防化學腐蝕等能力，同時也能增強FPC的整體機械強度。

2. 補強處理（如果需要）

• 如果在之前的測試中發(fā)現(xiàn)FPC某些部位的機械強度不足，或者根據(jù)設(shè)計要求需要對特定部位進行補強，可以采用添加增強性材料的方式。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，通過這種補強措施提高FPC在這些關(guān)鍵部位的抗沖擊能力和可靠性。

（六）成品檢驗與包裝

1. 外觀檢查

• 對封裝后的FPC進行外觀檢查，檢查封裝表面是否光滑、無氣泡、無裂紋等缺陷。同時檢查連接接口是否完整，標識是否清晰。

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

2. 性能抽檢

• 按照一定的比例對成品FPC進行性能抽檢，包括電氣性能和機械性能測試，確保產(chǎn)品質(zhì)量符合標準要求。

3. 包裝

• 將檢驗合格的FPC進行包裝，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，并在包裝上標明產(chǎn)品型號、規(guī)格、生產(chǎn)日期等信息，以便于儲存、運輸和使用。

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 PCBA 焊后清洗開發(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)品采用我公司專利技術(shù)研發(fā)，清洗力強，氣味清淡，不含鹵素，無閃點。溫和的配方使其對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：

1、清洗負載能力高，可過濾性好，具有超長的使用壽命，維護成本低。

2、能夠有效清除元器件底部細小間隙中的殘留物，清洗之后焊點保持光亮。

3、配方溫和，特別適用于較長接觸時間的清洗應用。對 PCBA 上各種零器件無影響，材料兼容性好。

4、不含鹵素，無閃點，使用安全，不需要額外的防爆措施。

5、無泡沫，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)備上無殘留，無發(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)復雜的電子組裝件，對于底座低間隙的助焊劑殘留物也能達到很好的清洗效果。在超聲波清洗工藝中，將待清洗件浸沒在清洗槽中，利用超聲波在清洗劑中的空化作用、加速度作用及直進流作用，和清洗劑對污垢的超強溶解性相結(jié)合，使污垢層被溶解、分散、乳化，或剝離而達到清洗目的。