FPC包硅胶

1. 核心概念：什么是FPC包硅胶？

FPC包硅胶是指通过液态硅胶注射成型（LSR Injection Molding） 工艺，将柔性电路板（FPC）与液态硅胶（LSR）结合在一起，形成一个功能性的集成组件。

• FPC：负责导电、传输信号。

• 硅胶（LSR）：提供极佳的密封性、生物相容性、耐高低温性、柔韧性和绝缘性。

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2. FPC包硅胶的突出特点与优势

与包覆普通塑料相比，包硅胶的优势主要体现在硅胶材料的特性上：

1. 卓越的密封与防水防尘：硅胶具有天然的弹性和永久压缩变形率低的特性，能形成非常稳定可靠的密封圈，是实现高等级（如IP68）防水的首选工艺。

2. 优异的耐高低温性：硅胶通常可耐受-40℃到+200℃甚至更高的温度范围，这使得它非常适合用于工作环境苛刻的产品，如汽车发动机舱、厨房电器等。

3. 极佳的生物相容性与安全性：硅胶无毒、无味、不引起过敏，广泛用于与皮肤直接接触或医疗相关的产品，如可穿戴设备、医疗设备。

4. 出色的柔韧性与耐用性：硅胶制品非常柔软，回弹性好，反复弯折不易产生永久形变，寿命长。

5. 良好的绝缘性与化学稳定性：硅胶是优良的绝缘体，并能抵抗紫外线、臭氧和多种化学品的侵蚀。

3. 工艺流程（与普通FPC包胶的异同）

整体流程相似，但因材料是液态硅胶，细节上有所不同：

1. FPC前处理（至关重要）

   • 设计：FPC上需要设计锚点（如通孔、凹槽）来增强机械互锁，因为硅胶与FPC的化学结合力较弱。

   • 清洗：等离子清洗是绝对必需的步骤。目的是彻底清洁FPC表面并活化，大幅提高硅胶的粘附力。

   • 涂覆底涂剂（Primer）：在等离子清洗后，通常还需要在FPC的包胶区域喷涂一层专用的硅胶粘接底涂剂。这是确保硅胶与FPC牢固结合、防止脱层的关键环节。

   • 固定：将FPC精确固定在高温模具中。

2. 模具与设备

   • 模具：LSR模具要求更高，通常需要冷流道系统，并针对低粘度的液体硅胶进行精密的流道和排气设计。

   • 注塑机：需要使用专用的液态硅胶注塑机。它具有特殊的料筒、冷却系统和计量泵，用于处理A、B双组分的液态硅胶。

3. 成型过程

   • 将A、B组分（基础胶和催化剂）在低温下精确计量、混合，然后注入到高温模具中（模具温度通常在150℃以上）。

   • 硅胶在高温模具内发生热硫化反应，由液体固化为弹性体。

   • 保压、硫化（固化）、冷却后开模取件。

4. 关键技术难点与挑战

1. 粘接强度（最大的挑战）：

   • 问题：硅胶本身与FPC的聚酰亚胺（PI）覆盖膜或焊盘之间的化学粘接力非常弱，极易发生脱层。

   • 解决方案：

     • 等离子清洗 + 专用底涂剂：这是行业标准解决方案。

     • FPC表面结构设计：增加微孔、凹槽等，利用硅胶填充形成机械互锁。

2. LSR的流动性控制：

   • 问题：液态硅胶粘度很低，像水一样，极易发生飞边（毛刺） 和泄漏，如果控制不当，会溢胶到金手指或元器件上，导致产品报废。

   • 解决方案：极其精密的模具制造（配合间隙极小）、精确的注塑参数（压力、速度）控制。

3. 生产过程稳定性：

   • LSR是热固性材料，一旦硫化就无法回收。因此对料比、混合均匀度、模具温度和硫化时间的控制要求非常严格。

5. 常见应用领域

FPC包硅胶因其独特的优势，被用于以下高端或特定领域：

• 可穿戴设备：

  • 智能手表/手环：心率传感器模组（需要与皮肤紧密贴合且防汗）、侧键（防水）。

  • 智能戒指：整体包胶，实现舒适佩戴和全天候监测。

• 医疗与健康设备：

  • 可植入或体内使用设备的连接器。

  • 持续血糖监测仪（CGM）的传感器模块。

  • 按摩仪、理疗电极贴片。

• 汽车电子：

  • 发动机舱内的传感器线束。

  • 新能源汽车电池管理系统（BMS）中的柔性采样线束（FPC）包硅胶，起到绝缘、抗震、散热作用。

• 高端消费电子：

  • 无人机防水模块。

  • 户外三防设备（对讲机、手持终端）的按键和接口密封。

总结：FPC包硅胶 vs. FPC包普通塑料

结论：FPC包硅胶是一种面向高端、严苛应用场景的先进工艺。它解决了电子产品在密封、耐温、生物安全方面的极限需求，但同时也带来了更高的材料成本、工艺复杂度和技术挑战。