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FPC在新能源汽車電池保護(hù)板中的封裝工藝流程與FPC清洗劑介紹

合明科技 ?? 1787 Tags:FPC封裝工藝流程FPC電路板清洗劑

FPC在新能源汽車電池保護(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流保護(hù)功能、保護(hù)汽車動(dòng)力電池電芯(異常短路自動(dòng)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(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) 。

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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)過程中還要考慮過流保護(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,需要通過過孔(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(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。不過在汽車電池保護(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(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)制造過程

  1. 線路制作

    • 首先進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)移,通過光刻技術(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(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(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,是否存在開路或短路現(xiàn)象。這可以使用專門的導(dǎo)通測(cè)試儀,通過對(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,確保在汽車行駛過程中的振動(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W3000介紹

電路板/線路板清洗W3000 是針對(duì) 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(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。

 


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