一种涂胶绑定FPC排线失效的原因分析及改善方法

汪伦苏华飞沈登科马海龙饶良才 AI汽车制造业 2026-10-09

FPC排线具有一定的柔韧性，基材一般采用压延铜，排线两端直接与连接器相连或焊接在产品上，从而实现信号的传输和电气连接。其中，FPC排线连接强度是非常重要的性能，在生产过程或者使用过程中容易出现故障，其中排线接口断裂是常见的故障之一。本文通过一种对FPC基板涂胶固定的换挡器不良进行解析，结合万用表、电子放大镜、CCD显微镜和二次元测量仪找出排线接口断裂的原因并提出改善方法，为FPC排线失效提供了一种有效的解决方式。

0 引言

柔性电路板（Flexible Printed Circuit，FPC），又称软性电路板或挠性电路板，因重量轻、厚度薄和可自由弯曲折叠等优良特性而备受青睐。

FPC在现代汽车电子元器件中应用广泛，其中在电子换挡器中起到关键的信号传递作用。电子换挡器主要依赖于传感器和换挡执行器的协同工作。当驾驶员选择P、R、N或D位时，传感器会捕捉这一动作并转化为电信号，这个信号通过FPC排线传递到电子控制单元（ECU）。ECU对信号进行逻辑分析，确认无误后指令变速器执行换挡。

电子换挡器的优点包括便捷性和安全性、空间占用小和智能保护等。

（1）便捷性和安全性：电子换挡系统通过电子信号自动完成换挡过程，驾驶员只需轻触或指令即可实现挡位切换，减少了传统换挡过程中的冲击感，提升了驾驶体验。

（2）空间利用：电子化控制省去了复杂的机械结构，布置更灵活，节省了车内空间。

（3）智能保护：ECU会对操作进行逻辑分析，防止错误操作，如高速行驶中尝试挂倒车挡时，ECU会识别并阻止，以保护车辆和驾驶员。

然而，电子换挡器在带来便利性的同时，又存在一些缺点。

（1）位置辨识困难：电子换挡杆在每次操作后会回到同一位置，驾驶员无法根据换挡杆位置来辨别当前挡位，只能通过指示灯来判断，易发生换错挡的情况。

（2）故障检修难度大：电子部件多，影响因素多，故障检修难度大。

（3）无法自行移动车辆：当电子换挡系统出现故障时，大部分电子换挡机构无法对当前挡位进行释放，驾驶人不能自行移动车辆，只能等待拖车或救援。

FPC排线作为一种在窄小有限空间中镶嵌大量精密元件的元器件，在用户使用过程中比较容易出现虚接、断开等不良现象。本文中，某车型在整车下线点检及售后PDI检查过程中，出现换挡手球杆R位灯光不亮的故障，通过对故障件的机械机构、电路图进行分析，最后对FPC排线封胶工艺提出改善建议，为解决同类问题提供思路和方法。FPC排线生产工艺流程如图1所示。

图1 FPC排线生产工艺流程

1 故障现状及原因分析

某车型电子换挡器挂R位时，显示屏及倒车影像均显示正常，换挡杆R位灯光未点亮。

使用万用表逐一测量FPC排线本身线路及FPC排线与插接件引脚连接状态，排查出断开回路。参考FPC电路图，可知R位灯光对应9号引脚。找到插接件9号引脚及与9号引脚相连的FPC线路，如图2所示，结果显示排线与插接件引脚开路，此为R位灯光不亮的直接原因。

图2 FPC接线

根据故障件生产批次流水号信息，反向追溯其生产过程灯光检测记录，显示R位灯光正常点亮。由此推断，接插件9号引脚与FPC排线虚接，在零件运输或使用过程中完全断开而失效。

采用电子放大镜对9号引脚状态进行检查，发现此引脚焊点为半脱开状态，FPC排线与基座边缘脱胶。从现状可以确认FPC排线粘贴不良，在换挡器后期使用过程中脱胶，进一步导致引脚焊点脱开，如图3所示。

图3 9号引脚焊接状态检查

将不良品元器件拆除、补强，用CCD显微镜检查补强纯胶状态，发现纯胶偏位，如图4所示。进一步使用二次元测量仪对贴胶位置进行测量。脱胶侧距离0.344mm，未脱胶一侧距离0.907mm，如图5所示。纯胶到补强边尺寸设计标准为0.54±0.05mm，结果显示故障件脱胶一侧尺寸异常，不符合设计标准。

图4 纯胶偏位

图5 纯胶偏位实测

综合（1）～（4）可知，软排线备胶贴偏，导致短边侧粘接面积不足，存在换挡器使用过程后期出现脱胶的风险。

进一步检查FPC插接件安装工艺，发现排线与接插件引脚焊接完成后，反向折弯90°再装配进白色插接件壳体中，如图6所示。在装配过程中可能会存在操作不当，折弯力、折弯角度过大破坏FPC排线根部连接质量的情况，进而存在早期失效或者形成潜在隐患。在换挡器切换挡位的过程中，排线随着一起运动，存在逐渐脱开失效的可能。且从引脚焊脚向外无应力缓和过渡区，排线折弯90°产生的拉力，以及换挡过程产生的拉力，直接传递到引脚焊点上，进一步加剧焊点脱开的风险。

图6 FPC排线安装示意

2 改善措施的选择

（1）纯胶偏位的改善

硬板补强增加两条定位蚀刻铜线（红色线），以便定位和目视检验纯胶是否偏位，如图7所示。

图7 硬板增加定位蚀刻铜线（红色线）

贴胶工序由之前手工备胶改成使用定位钉，提高贴胶精准度，如图8所示。

图8 贴胶增加定位钉

（2）FPC受力的改善

卡夫特704硅橡胶作为粘接、密封、绝缘、防潮和防振材料，广泛应用于电子元件、半导体材料和电子电器等设备的粘接、密封，以及电加热器、电子仪表的防水、密封及电子元件的灌封等。卡夫特704硅橡胶相关性能参数见表1。

在排线端部增加封胶，使之与白色插接件壳体粘连，避免排线拉力传递至焊脚处，如图9所示。通过拉力计测量FPC排线插接口封胶前后的拉脱力，拉脱力测试数据见表2。

图9 FPC排线封胶示意

综合以上测试结果可知，增加封胶对FPC排线插接口拉脱力提升显著，拉脱力均值提升约43.6%。

3 改善结果确认

通过对贴胶偏位及FPC受力的改善，排线脱胶故障率由改善前的0.7%，提升到故障率为0%，改善后效果显著，见表３。

4 结语

本文通过万用表、高倍电子放大镜、拉力测试和二次元测量仪等对换挡器FPC排线脱焊进行了详细的分析，确认了脱焊的根本原因。本案例换挡器FPC排线安装角度对插接件接口连接强度要求较高。在FPC贴胶或者安装过程中，可能存在贴胶不足（偏移）的情况，以及人为损伤FPC排线接口的情况下，可能会发生一定概率的插接件接口耐久脱焊情况。以下几种措施可单独或者同时用于强度提升：

（1）PCB硬板补强增加两条定位蚀刻铜线，以便定位和目视检验纯胶是否偏位。

（2）贴胶工序采用定位钉等进行定位，提高贴胶精准度。

（3）FPC插接件壳体设计结构应尽量做到FPC排线接口处避免产生过大折弯应力。

（4）FPC排线采用封胶等形式，排线受力薄弱点进行转移、降低。

参考文献

[1] 孙海.换挡操纵总成设计与换挡性能研究[D].重庆:重庆大学,2016.

[2] 孙炜.自动变速器电子式换挡器功能研究[J].汽车工艺师,2016(9):67-68.

[3] 陆洋.汽车电子换挡器的检测台开发及其故障风险评估研究[D].南京:东南大学,2021.

[4] 张跃,闫鹤飞.某车型电子换挡器解锁按键卡滞原因分析及优化[J].汽车博览,2020(21):73-73.

内容来源：AI汽车制造业

责任编辑：龚淑娟

审　　核：李峥