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FPC（Flexible Printed Circuit）即撓性印制電路板，是用柔性的絕緣基材制成，其有著布線密度高、可自由彎曲折疊、立體三維組裝、厚度薄、重量輕等特性。隨著電子產品向輕、薄、短、小方向發展，FPC在航天、汽車、醫療等領域得以廣泛應用。
為了保障電子設備在使用過程中的正常運行以及人身安全，增強電子產品的可靠性和電氣性能，FPC的地線需要與電子設備機殼相連，防止因漏電損壞其他零件而影響設備使用，以及靜電等對設備造成的干擾。FPC上的接地通常指的將FPC上的電源的負極（正負雙電源供電的除外）與金屬機殼電連接，從而使金屬機殼為零電位，FPC接地后，金屬機殼可以起到屏蔽設備向外放射的干擾波以及屏蔽外部干擾。
在FPC接地結構中，鋼片起著重要作用，它除了作為增強，解決撓性線路板插接部位的強度，方便產品整體組裝外，另一個重要作用就是接地功效。在現有技術中，FPC鋼片接地結構主要有三種：
（1）采用導電膠或導電膠膜粘合鋼片接地；
（2）鋼片切角點錫接地；
（3）鋼片中間開孔，灌銀漿接地。
本文涉及的手機攝像頭的FPC鋼片接地結構主要采用第一種，在FPC和鍍鎳鋼片之間貼一層導電純膠，通過壓合，烘烤固化，以實現接地性能。手機攝像頭的FPC鋼片一般都有接地電阻要求，特別是一些品牌手機的攝像頭，其FPC鋼片要求較低的接地電阻（R＜1Ω）。若接地電阻過大，不僅影響手機的EMI（電磁干擾），而且對散熱和信號都有影響。接地電阻過大，可能導致信號疊加從而引入干擾，同時造成圖像噪點，影響成像質量。本文通過對手機攝像頭的FPC鋼片接地電阻的影響因素進行研究，探討鋼片鍍鎳厚度等與接地電阻之間的關系，以在材料性能和工藝要求的范圍內實現接地電阻的最小化，為管控FPC鋼片接地電阻提供技術參考和依據。
試驗部分
1.1 手機攝像頭FPC制作
本次測試板除接地結構中參數設置不同外，其余流程參數固定不變，其FPC制作流程如圖1所示。
1.2 FPC鋼片接地結構設計
圖2為FPC鋼片接地疊構圖，在制作好的FPC相應位置貼一層導電純膠，其中FPC接地點壓合導電膠需做開窗處理（此次測試板接地點數量為兩個），然后層壓鋼片，烘烤固化成型。
1.3 FPC鋼片接地電阻測試
手機攝像頭FPC鋼片接地電阻為各層材料的表面接觸電阻和Z向電阻之和。采用FLUKE數字式萬用表測試樣板的接地電阻值，如圖3所示。
結果與討論
2.1 鍍鎳厚度對接地阻值的影響
固定測試板接地點面積1.0 mm2，導電純膠采用CBF-300-W6，其厚度為60 μm，采用壓力9.8 MPa壓合成型120 s，在160 ℃烘烤固化1 h。改變鋼片鍍鎳厚度，以接地電阻值衡量實驗結果。鋼片不同鍍鎳厚度與接地電阻的關系如圖4所示。
從圖4可以看出，測試板的鋼片鍍鎳層越厚，其接地電阻值就越小，采用純鋼片的接地電阻比鍍鎳鋼片大。
由于鎳具有極強的防腐性，有利于保護鋼片，可以延長鋼片的使用年限，而且鎳的可塑性強，與基體的結合力好。鋼片的常溫電阻率為9.78×10-8Ω. m，鎳的常溫電阻率為6.84×10 -8Ω. m，其導電性不及鎳，所以換用鍍鎳鋼片，接地電阻變小。當鋼片的鎳層厚度增加時，其導電性隨之增加，從而接地電阻減小。
2.2 導電膠對接地阻值的影響
2.2.1 導電膠厚度的影響
固定測試板接地點面積1.0 mm2，鋼片鍍鎳厚度3 μm。成型壓力9.8 MPa，壓合成型120 s，在160 ℃烘烤固化1 h。改變導電膠的厚度（采用CBF-300-W6和CBF-300-W4兩種規格的導電膠），以接地電阻值衡量實驗結果。采用CBF-300-W6導電膠60 μm厚度接地電阻1.0 Ω，CBF-300-W4導電膠40 μm厚度接地電阻1.5 Ω。
由于導電膠電阻的計算公式為R=Lρ/wh，其中ρ為導電膠電阻率，w為導電膠寬度，h為導電膠厚度，L為導電膠長度。對于只改變導電膠的厚度，其他參數不變的測試板來說，L、w、ρ不變，h越大，電阻越小。因此，為降低FPC鋼片接地電阻值，采用較厚的導電膠，一般用CBF-300-W6規格。
2.2.2 導電膠保存時間的影響
固定測試板接地點面積1.0 mm2，采用鎳厚3 μm的鋼片和厚度為60 μm的CBF-300-W6導電膠。成型壓力9.8 MPa，壓合成型120 s，在160 ℃烘烤固化1 h。研究導電膠不同的保存溫度與保存時間對接地電阻的影響，其結果如圖5所示。
從圖5可以看出，導電膠保存溫度越高，保存時間越久，測試板的接地電阻越大。由樹脂基體、分散添加劑、導電粒子（銀等）、溶劑等組成的導電膠在干燥或固化前，導電粒子（銀等）在膠粘劑中處于分離的狀態，彼此間沒有連續接觸，此時的導電膠電阻率大。當導電膠受熱固化時，導電膠體積因樹脂交聯固化和溶劑揮發而收縮，導致導電粒子相互接觸，導電膠電阻率降低，因而表現出導電性。隨著導電膠保存溫度和時間的增加，導電膠溶劑揮發、固化而逐漸失效，從而使接地電阻變大。
2.3 接地點面積對接地阻值的影響
固定測試板鋼片鍍鎳厚度3 μm，導電純膠采用CBF-300-W6，其厚度為60 μm，采用壓力9.8 MPa壓合成型120 s，在160 ℃烘烤固化1 h。改變接地點面積，以接地電阻值衡量實驗結果。不同接地點面積與接地電阻的關系如圖6所示。
從圖6可以看出，測試板的接地電阻值隨著接地點面積的增大呈減小趨勢。G. R. Ruscha等人在1992年提出了新的模型，該模型認為一個完整的導電路徑可以看成一系列電阻的串聯，包括Z向電阻和接觸電阻。根據材料選擇的確定，Z向電阻已確定，而材料的Z向電阻一般比接觸電阻小得多，所以對最終接地電阻影響較大的就屬表面接觸電阻了。由于手機攝像頭的FPC開窗點與導電膠接觸的金屬是金，而金的接觸電阻為〖R=R〗_g+R_f=ρ_g⁄d+(lρ_f)⁄a，其中R_g為金自身電阻，R_f為膜層電阻，ρ_g是金的本征電阻率，d是接觸點的直徑，ρ_f是量子隧穿電阻率，l是隧穿絕緣層厚度，a是接觸點的面積。金屬于惰性金屬，在空氣中難以被氧化，因此R_f可以忽略不計，所以當接觸點面積增大，即接觸點直徑增大，其接觸電阻減小。
2.4 成型壓力對接地阻值的影響
固定測試板接地點面積1.0 mm2，鋼片鍍鎳厚度3 μm，導電純膠采用CBF-300-W6，其厚度為60 μm，壓合成型120 s，在160 ℃烘烤固化1 h。改變成型壓力，以接地電阻值衡量實驗結果。
接地電阻隨著成型壓力的增大而減小，這主要與導電膠的隧穿電阻變化有關。當成型壓力增大時，導電膠體積收縮變小，導電膠中金屬粒子距離變小，結合越緊密，致使導電膠的隧穿電阻降低，最終使測試板的接地電阻減小。
2.5 固化時間對接地阻值的影響
固定測試板接地點面積1.0 mm2，鋼片鍍鎳厚度3 μm，導電純膠采用CBF-300-W6，其厚度為60 μm，采用壓力9.8 MPa壓合成型120 s，在160 ℃烘烤固化。改變固化時間，以接地電阻值衡量實驗結果。不同的固化時間與接地電阻的關系如圖8所示。
烘烤固化時間越長，接地電阻越小。烘烤時間變化引起的接地電阻的變化仍由導電膠的性質決定。由于接觸電阻和體電阻主要決定了導電膠的電阻，其中導電膠中添加的導電粒子（金屬顆粒）的性質決定體電阻，一旦導電膠類型選定，其體電阻也一定，因此影響最終的接地電阻變化由接觸電阻決定。在固化前，導電膠里的金屬粒子與金屬粒子之間有一層有機薄膜，存在一定間隙。當高溫加熱導電膠，隨著時間的增加，金屬粒子之間的距離因有機薄膜逐漸分解而減小，隧穿絕緣層厚度變小，越來越多的金屬粒子接觸面積增大，導電性越來越好，導致導電膠的接觸電阻變小，最終使測試板的接地電阻減小。
結論
由上述實驗結果與分析可以得到以下結論。
（1）鋼片鎳層越厚，接地電阻越小，綜合試驗結果，鋼片鍍鎳厚度應控制在3 μm~5 μm。
（2）在FPC鋼片接地結構中，比60 μm的導電膠CBF-300-W6和40 μm的導電膠CBF-300-W4、60 μm的導電膠CBF-300-W6接地電阻值不僅小且阻值穩定。導電膠還應保存在較低溫度下，且不宜保存過長時間再使用。
（3）接地點面積越小，接地電阻越大且阻值越不穩定。
（4）成型壓力越大，接地電阻越小且阻值越穩定。
（5）FPC鋼片接地結構壓合成型后，烘烤固化時間越長，接地電阻就越小且阻值也越穩定。
