软硬结合板的设计及生产工艺
软硬结合线路板生产流程

软硬结合线路板生产流程软硬结合线路板(Rigid-flex PCB)是将硬质板和柔性线路板通过某种特殊的设计和工艺结合在一起的电路板。
其具有柔性线路板的优点和硬质板的机械强度,适用于一些较为苛刻的应用环境。
本文将介绍软硬结合线路板的生产流程。
第一步:原材料采购软硬结合线路板的生产需要采购不同材料进行组合。
常用的硬板材料有FR-4玻璃纤维胶片和金属基板,而柔性线路板的材料则为聚酰亚胺(PI)薄膜。
另外,软硬结合线路板需要使用到耐热胶、电镀液、化学试剂等一系列材料。
采购过程需要考虑材料的质量、价格等因素。
第二步:硬板加工硬板加工主要包括板料切割、打孔、开槽、铣槽、压印等工序。
其中,切割是将整块大板材切割成需要的小板材,打孔和开槽是为了排线和安装电子元件,铣槽和压印则是为了在硬板上预留柔性线路板的折弯空间。
硬板加工完毕后,需要进行外层线路图图层的压印。
第三步:柔性线路板制作柔性线路板制作主要包括涂布、印刷、光刻、蚀刻等工序。
首先,将聚酰亚胺薄膜与底材层压在一起形成基板,然后涂布光敏覆铜膜,进行镀铜后,通过光刻和蚀刻去掉不需要的铜层,形成柔性线路图。
最后,在柔性线路板上进行外层线路图的压印。
第四步:软硬结合将柔性线路板与硬板进行组装。
这里需要通过热压技术将两个电路板进行结合,同时也需要将柔性线路板在硬板上预留的折弯空间折弯固定。
同时,需要将钻好孔的硬板和敷铜、打孔的柔性线路板通过导通等几种方式进行连接,使整个软硬结合线路板成为一个完整的电路系统。
第五步:表面处理在软硬结合线路板生产的过程中,通常也会涉及到表面处理。
这是为了保护线路板,提高电路板的性能和使用寿命。
常见的表面处理方法有喷锡、喷金、化学沉积,以及表层防腐等。
第六步:检验和测试软硬结合线路板生产完毕后,还需要进行检验和测试。
这里需要通过目视检查、测试电性能、功能测试等多种方法,对电路板进行全面的检验。
仅当线路板达到规定的标准和要求,才能出厂。
结束语软硬结合线路板的生产工艺相对于传统硬线路板生产工艺更复杂,需要涉及到多个不同的工序和原材料。
软硬结合板做法

FPCB板的常规做法以及特例分析常规做法:软板(单双面板、多层板)和软硬结合板。
软板(单双面板、多层板)一.单面板:普通单面板和单面双接触板1.普通单面板:有胶基材和无胶基材叠构:①有胶基材②无胶基材基本流程:下料→化学清洗→贴干膜→曝光→显影→首检/每小时抽检→蚀刻→首检/每小时抽检→去膜→首检/每小时抽检→AOI→化学清洗→烘干120℃15Min→下料→贴上保护膜→层压→首检/每小时抽检→下料→贴补强→层压→首检/每小时抽检→自动认位打孔→首检/每小时抽检→化学清洗→表面处理→首检/每小时抽检→刀模分割→首检/每小时抽检→ET →钢模冲切外形→首检/每小时抽检→FQC→QA→包装出货。
2.单面双接触板⑴上下保护膜开口在同一区域时的做法:CC+CU+CC(纯铜箔+保护膜)。
此时镂空处线宽不能小于8mil;且为防止飘线,CC要压住线路至少20mil;另外要注意上下保护膜错开防止断线。
叠构:纯铜箔+保护膜基本流程:下料→钻孔包装→钻孔→首检/每小时抽检→下料→贴下保护膜→层压→首检/每小时抽检→化学清洗→两面贴干膜→曝光→显影→首检/每小时抽检→蚀刻→首检/每小时抽检→去膜→首检/每小时抽检→AOI→化学清洗→烘干120℃15Min→下料→贴上保护膜→层压→首检/每小时抽检→自动认位打孔→首检/每小时抽检→化学清洗→表面处理→首检/每小时抽检→刀模分割→首检/每小时抽检→ET→钢模冲切外形→首检/每小时抽检→FQC→QA→包装出货。
⑵上下保护膜开口不在同一区域时的做法:CU+CC(无胶基材+保护膜)。
此时CC的胶只能用环氧胶,不可用压克力胶;是走蚀刻PI线。
叠构:无胶基材+保护膜基本流程:下料→化学清洗→贴干膜→曝光→显影→首检/每小时抽检→蚀刻→首检/每小时抽检→去膜→首检/每小时抽检→AOI→化学清洗→烘干120℃15Min→下料→贴上保护膜→层压→首检/每小时抽检→化学清洗→两面贴抗KAPTON ETCH干膜→曝光→显影→首检/每小时抽检→预浸→蚀刻KAPTON→首检/每小时抽检→去膜→首检/每小时抽检→自动认位打孔→首检/每小时抽检→化学清洗→表面处理→首检/每小时抽检→刀模分割→首检/每小时抽检→ET→钢模冲切外形→首检/每小时抽检→FQC→QA→包装出货。
软硬结合板设计制作指引与流程控制要点解析

Flex core
TUC-84P NF 106 70%
NF PP 106 72%
L5 L6
TUC-722-7 2m il(H/0) TUC-72P-7 106 73% H PSR4000 G23K
R1566W 2m il
Norm al106 78 T
L3-L4
GM E suggest material: Panasonic Board cutting –I/L D/F – I/L exposure – DES ---–– AOI– B.O. – Sticking Cover lay – Pressing cover lay – Measuring expansion Coefficient – PE Punch --FQC
L2-L3
Board cutting – Mech. drill –Shadow–Button image -- Button Plating – I/L D/F – I/L exposure – DES –AOI – B.O. – Sticking Cover lay – Pressing cover lay – Measuring expansion Coefficient –PE Punch -- FQC
Board cutting –Mech. Drill–Shadow-- Button Image– Button plate -- I/L D/F – I/L exposure – DES –– AOI– B.O. – Sticking Cover lay – Pressing cover lay – ENIG– Punch Finger--Measuring expansion Coefficient –PE Punch -- FQC Board cutting (Single side FCCL Preparation) NF PP Open – Plasma – B.O. – Pressing(L2&&L34&L5) – Laser Drill –– De-smear – PTH+ Flash –Panel Plate—IL D/F – DES –UV Cut PI -- AOI —B/O Pressing—Laser Drill—Mech. Drill – De-burr – De-smear – PTH+ Flash —Panel Plate—D/F--- DES—AOI—S/M – C/M – ENIG –Pre-Routing – Laser De-cap – Laser Routing – Routing – ET – Pressing stiffener– FQC – Packing
软硬结合板工艺流程

软硬结合板工艺流程软硬结合板工艺流程是一种先进的生产技术,通过将软硬结合板与其他材料进行结合,使其具备软板的柔韧性和硬板的稳定性。
下面将介绍软硬结合板的工艺流程。
首先,准备材料。
软硬结合板的材料主要包括软板、硬板和粘合剂。
软板可以选择弹性好且具有较高韧性的材料,如橡胶或塑料。
硬板可以选择具有较高强度和稳定性的材料,如钢板或木板。
粘合剂可以选择耐高温和耐水的胶水。
其次,制备软板。
软板的制备可以通过模压、注塑或挤出等工艺进行。
模压是将熔化的橡胶或塑料注入模具中,然后经过冷却硬化,最后取出软板。
注塑是将熔化的橡胶或塑料通过喷嘴注射到模具中,在模具中冷却硬化,最后取出软板。
挤出是将熔化的橡胶或塑料通过挤出机挤出成型,然后在模具中冷却硬化,最后取出软板。
然后,制备硬板。
硬板的制备可以通过切割、冲压或焊接等工艺进行。
切割是将钢板或木板按照需要的尺寸剪切出来。
冲压是将钢板加工成所需的形状,使用冲床进行冲击加工。
焊接是将钢板通过焊接工艺进行连接,使其成为一个整体。
接下来,进行软硬结合。
将软板和硬板放在一起,根据需求使用粘合剂将其粘合在一起。
粘合剂可以选择双面胶、环氧胶或热熔胶等。
将粘合剂涂抹在软板和硬板的接触面上,然后将两个板材压合在一起,使粘合剂充分粘合,形成软硬结合板。
可以通过加热或施加压力来加快粘合剂的固化。
最后,进行后续处理。
制备好的软硬结合板可以进一步进行后续处理。
例如,可以进行修整、打磨、喷漆或贴膜等工艺,使软硬结合板的表面更加光滑、美观。
总结起来,软硬结合板的工艺流程包括准备材料、制备软板、制备硬板、软硬结合和后续处理。
这种工艺结合了软板的柔韧性和硬板的稳定性,可以广泛应用于汽车、家具、电子产品等领域。
相信随着技术的发展,软硬结合板的工艺流程将会不断完善,为各行各业提供更多的应用可能。
软硬结合板设计制作指引和流程控制要点

常见构造及工艺流程(1+HDI 6L)
• 1+1R+2F+1R+1 :1+HDI构造旳硬板夹软板构造
L3-L4
Layer L1 L2
L3 L4
L5 L6
Stack-up
coverlay AD Copper PI Copper AD coverlay
13um 25um 18um 50um 18um 25um 13um
48.30
H
T
38.0%
35
PSR4000 G23K
30
572
GME suggest material: Panasonic R1556W and R1551LV
Board cutting –I/L D/F – I/L exposure – DES ---–– AOI– B.O. – Sticking Cover lay – Pressing cover lay – Measuring expansion Coefficient – PE Punch --FQC
L2-L3
Board cutting – Mech. drill –Shadow–Button image -- Button Plating – I/L D/F – I/L exposure – DES –AOI – B.O. – Sticking Cover lay – Pressing cover lay – Measuring expansion Coefficient –PE Punch -- FQC
Stack-up
Coverlay 25um
AD 25um
Copper 17.5um
PI
50um
Copper 17.5um
软硬结合板制造工艺

软硬结合板简介减少电子产品的组装尺寸、重量、避免联机错误,增加组装灵活性,提高可靠性及实现不同装配条件下的三维立体组装,是电子产品日益发展的必然需求。
软性电路板(Flexible Printed Circuits,FPC)结构灵活、体积小、重量轻及可挠曲的特性可满足三维组装需求的互连技术,在电子通讯产业得到广泛的应用及重视。
近年来已有朝向软硬结合板(Rigid-Flex Board)发展之趋势,其结合FPC及PCB优点于一身,可柔曲,立体安装,有效利用安装空间。
藉以再缩小整个系统的体积及增强其功能软硬结合板特性软硬结合板的出现为电子组件之间的互连提供了一种新的连接方式,随着电子信息技术的发展和人们对电子设备的需要趋向轻薄短小且多功化,软硬结合印刷恰好符合此种潮流优点:–可3D 立体布线组装–可动态使用,高度挠折需求–高密度线路设计,可实现HDI–高信赖度,低阻抗损失,完整型号传输–缩短安装时间,降低安装成本,便于操作.–具有刚性板强度,起到可支撑作用.缺点–制作难度大,不光要有刚性板的制作工艺,还要有挠性的制作工艺,特别是挠性板,同时制作流程远远比刚性、挠性板多而杂.–一次性成本高,设备投入性大,既要有可供刚性板生产的,还要有供挠性板生产的设备.使用方面, 在装拆损坏后无法修复,导致其它部分一块报废软硬结合板常见叠层及工艺流程1.生产工艺流程:L1工艺流程:开料→内光成像→内层酸性蚀刻→打靶位孔→激光割缝/铣沉头槽→棕化L2/3软板工艺流程:开料→外光成像(贴干膜)→内层酸性蚀刻→AOI→棕化→贴覆盖膜→快压→烘烤→棕化L4工艺流程:开料→内光成像→内层酸性蚀刻→打靶位孔→激光割缝/铣沉头槽→棕化覆盖膜工艺流程:开料→线切割→贴合待用NO FLOW PP工艺流程:开料→钻孔→外形(锣槽)→压合待用主流程:压合→除胶渣→钻孔→等离子除胶→沉铜2次→板镀→二次板镀/VCP镀铜→外光成像→外层酸性蚀刻→半成品测试/AOI→半成品检查→阻焊→字符→沉金→E-T测试→外形→外形开盖/激光开盖→激光外形→FQC →FQA →包装生产工艺流程:L1工艺流程:开料→内光成像→内层酸性蚀刻→打靶位孔→激光割缝/铣沉头槽→棕化L2/3软板工艺流程:开料→外光成像(贴干膜)→内层酸性蚀刻→AOI→棕化→贴覆盖膜→快压→烘烤→棕化L4工艺流程:开料→内光成像→内层酸性蚀刻→打靶位孔→激光割缝/铣沉头槽→棕化覆盖膜工艺流程:开料→线切割→贴合待用NO FLOW PP工艺流程:开料→钻孔→外形(锣槽)→压合待用主流程:压合→除胶渣→钻孔→等离子除胶→沉铜2次→板镀→二次板镀/VCP镀铜→外光成像→外层酸性蚀刻→半成品测试/AOI→半成品检查→阻焊→字符→沉金→E-T测试→外形→外形开盖/激光开盖→激光外形→FQC →FQA →包装层数结构类型叠层层别硬板区软板区硬板区层别备注生产工艺流程:L1工艺流程:开料→内光成像→内层酸性蚀刻→打靶位孔→激光割缝/铣沉头槽→棕化L2/3软板工艺流程:开料→钻孔→沉铜→板镀→加厚铜→外光成像(贴干膜)→内层酸性蚀刻→AOI→棕化→贴覆盖膜→快压→烘烤→沉金→贴高温胶带(茶色)→棕化L4工艺流程:开料→内光成像→内层酸性蚀刻→打靶位孔→激光割缝/铣沉头槽→棕化覆盖膜工艺流程:开料→线切割→贴合待用NO FLOW PP工艺流程:开料→钻孔→外形(锣槽)→压合待用主流程:压合→除胶渣→钻孔→等离子除胶→沉铜2次→板镀→二次板镀/VCP镀铜→外光成像→外层酸性蚀刻→半成品测试/AOI→半成品检查→阻焊→字符→沉金→外形→外形开盖/激光开盖→激光外形→E-T测试→FQC →FQA →包装层数结构类型叠层层别硬板区软板区硬板区层别备注生产工艺流程:L1/2工艺流程:开料→内光成像→内层酸性蚀刻→打靶位孔→激光割缝/铣沉头槽→棕化L3/4软板工艺流程:开料→外光成像(贴干膜)→内层酸性蚀刻→AOI→棕化→贴覆盖膜→快压→烘烤→字符→棕化L5/6软板工艺流程:开料→外光成像(贴干膜)→内层酸性蚀刻→AOI→棕化→贴覆盖膜→快压→烘烤→字符→棕化L7/8工艺流程:开料→内光成像→内层酸性蚀刻→打靶位孔→激光割缝/铣沉头槽→棕化覆盖膜工艺流程:开料→线切割→贴合待用NO FLOW PP工艺流程:开料→钻孔→外形(锣槽)→压合待用主流程:压合→除胶渣→钻孔→等离子除胶→沉铜2次→板镀→二次板镀/VCP镀铜→外光成像→外层酸性蚀刻→半成品测试/AOI→半成品检查→阻焊→字符→沉金→E-T测试→外形→外形开盖/激光开盖→激光外形→FQC →FQA →包装。
软硬结合板的设计与生产工艺

软硬结合板的设计与生产工艺1.前言工业、医疗设备、3G手机、LCD电视及其它消费类电子如:电子计算机用的硬盘驱动器、软盘驱动器、手机、笔记本计算机、照相机、摄录机、PDA等便携式电子产品市场需求的不断扩大,电子设备越来越向着轻、薄、短、小且多功能化的方向发展。
特别是高密度互连结构(HDI)用的柔性板的应用,将极大地带动柔性印制电路技术的迅猛发展,同时随着印制电路技术的发展与提高,软硬结合板(Rigid-Flex PCB)的开发研究并得到大量的应用,预计全球今后软硬结合板的供应量将会大量增加。
同时,软硬结合板的耐久性与挠性,亦使其更适合于医疗与军事领域应用,逐步蚕食刚性PCB的市场份额。
由于韩国、台湾地区有大量手机厂商,因此这些厂商主导了软硬结合板市场。
据台湾电路板协会(TPCA)的数据,目前该地区约有200家PCB生产商。
香港地区也有少数企业在生产软硬结合板,但大约有不到五家企业具备良好的生产技术。
在中国大陆,这类产品在总体PCB市场中所占比例不大,台湾地区工业技术研究院(IEK)估计仅占2%左右。
但大陆的生产份额正不断增长,厂商们都意识到,软硬结合板既轻且薄,而且紧凑,特别适合最新式的便携电子和高端医疗及军事设备——这些终端产品目前都在推升大陆软硬结合板的产量。
因此,业内人士预计软硬结合板将在未来几年超越其它类型的PC B。
产品虽好,制造门槛有些高,在所有类型的PCB中,软硬结合板对于恶劣应用环境的抵抗力最强,因此受到医疗与军事设备生产商的青睐。
软硬结合板兼具刚性PCB的耐久力和柔性PCB的适应力。
中国大陆的企业正在提高此类PCB占总体产量的比例,以充分利用需求不断增长的大好机会。
减少电子产品的组装尺寸、重量、避免连线错误,增加组装灵活性,提高可靠性,实现不同装配条件下的三维立体组装,是电子产品日益发展的必然需求,挠性电路作为一种具有薄、轻、可挠曲等可满足三维组装需求的特点的互连技术,在电子及通讯行业得到日趋广泛的应用和重视。
软硬结合板的设计与工艺

软硬结合板的设计与工艺
哇塞,说到软硬结合板的设计与工艺,那可真是一门超级有趣又超级重要的学问呢!你想想看,这就像是给电子世界搭建了一座坚固又灵活的桥梁啊!
软硬结合板,它可不是简单的玩意儿。
设计的时候,那可得像一位精密的建筑师一样,每一个细节都要考虑得清清楚楚。
从板材的选择开始,就像是挑选建房子的基石,得挑最合适的。
然后呢,布线就像是给房子搭建脉络,要让电流能够顺畅地流动,不能有丝毫的阻碍。
这可需要超级厉害的技巧和经验啊!
工艺方面呢,那就像是一场精细的手术。
每一个步骤都要小心翼翼,不能有半点马虎。
钻孔就像是在板子上开一个个小窗口,得精确到毫米级别呢!镀铜就像是给板子穿上一层闪亮的铠甲,保护着里面的电路。
再看看那些制造软硬结合板的工厂,里面的工人就像一群勤劳的小蜜蜂,忙碌而又专注。
他们用自己的双手和智慧,把一片片普通的板材变成了神奇的软硬结合板。
这难道不是很了不起吗?
而且啊,软硬结合板的应用那可真是广泛得不得了。
从手机到电脑,从汽车到航天,哪里都有它的身影。
它就像是一个默默无闻的英雄,在背后支撑着我们现代生活的方方面面。
你说,要是没有软硬结合板,我们的生活会变成什么样呢?那肯定会变得很不方便,很多高科技产品都没法正常工作啦!所以说啊,软硬结合板的设计与工艺真的是太重要啦!我们应该好好珍惜和发展这项技术,让它为我们的生活带来更多的便利和惊喜呀!这不就是我们一直追求的吗?。
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软硬结合板的设计与生产工艺(论文)1. 前言工业、医疗设备、3G手机、LCD电视及其它消费类电子如:电子计算机用的硬盘驱动器、软盘驱动器、手机、笔记本电脑、照相机、摄录机、PDA等便携式电子产品市场需求的不断扩大,电子设备越来越向着轻、薄、短、小且多功能化的方向发展。
特别是高密度互连结构(HDI)用的柔性板的应用,将极大地带动柔性印制电路技术的迅猛发展,同时随着印制电路技术的发展与提高,软硬结合板(Rigid-Flex PCB)的开发研究并得到大量的应用,预计全球今后软硬结合板的供应量将会大量增加。
同时,软硬结合板的耐久性与挠性,亦使其更适合于医疗与军事领域应用,逐步蚕食刚性PCB的市场份额。
由于韩国、台湾地区有大量手机厂商,因此这些厂商主导了软硬结合板市场。
据台湾电路板协会(TPCA)的数据,目前该地区约有200家PCB生产商。
香港地区也有少数企业在生产软硬结合板,但大约有不到五家企业具备良好的生产技术。
在中国大陆,这类产品在总体PCB市场中所占比例不大,台湾地区工业技术研究院(IEK)估计仅占2%左右。
但大陆的生产份额正不断增长,厂商们都意识到,软硬结合板既轻且薄,而且紧凑,特别适合最新式的便携电子和高端医疗及军事设备——这些终端产品目前都在推升大陆软硬结合板的产量。
因此,业内人士预计软硬结合板将在未来几年超越其它类型的P CB。
产品虽好,制造门槛有些高,在所有类型的PCB中,软硬结合板对于恶劣应用环境的抵抗力最强,因此受到医疗与军事设备生产商的青睐。
软硬结合板兼具刚性PCB的耐久力和柔性PCB的适应力。
中国大陆的企业正在提高此类PCB占总体产量的比例,以充分利用需求不断增长的大好机会。
减少电子产品的组装尺寸、重量、避免连线错误,增加组装灵活性,提高可靠性,实现不同装配条件下的三维立体组装,是电子产品日益发展的必然需求,挠性电路作为一种具有薄、轻、可挠曲等可满足三维组装需求的特点的互连技术,在电子及通讯行业得到日趋广泛的应用和重视。
随着其应用领域的不断扩大,挠性线路板本身也在不断发展,如从单面挠性板到双面、多层乃至刚——挠性板等,细线宽/间距、表面安装等技术的应用以及挠性基材本身的材料特性等、对挠性板的制作提出了更严格的要求,如基材的处理,层间对位,尺寸的稳定性的控制,去沾污,小孔金属化及电镀的可靠性及表面保护性涂覆等方面都应予以高度的重视,本文仅就在研究和生产过程中所选择的重点工艺部分以及应注意的问题进行总结和阐述。
2. 软硬结合板的设计与生产工艺软硬结合印制板是指在一块印制板上包含有一个或多个刚性区和一个或多个挠性区的印制线路板。
它可分为有增强层的挠性板及刚——挠结合多层板等不同类型。
图(1)为一个十二层软硬结合板结构示意图:图(1)十二层软硬结合板叠构示意图图(2)软硬结合板图片2.1 材料的选择俗话说:“工欲善其事,必先利其器”,所以在考虑一个软硬结合板的设计及生产工艺时,做好充分的准备是非常重要的,但这需要一定专业知识以及对所需物料特性的了解,软硬结合板所选用的材料直接影响后续生产工艺及其性能。
挠性板的覆铜材料我司选用杜邦的(AP无粘接剂系列)聚酰亚胺挠性基材,聚酰亚胺是一种具有很好的可挠性,优良的电气性能和耐热的材料,但它具有较大的吸湿性和不耐强碱性。
之所以选择无粘接层的基材,是因为介电层与铜箔间的粘接剂多为丙烯酸、聚酯、改性环氧树脂等材料,其中改性环氧树脂粘接剂可挠性较差,聚酯类粘接剂虽可挠性好,但耐热性较差,而丙烯酸粘接剂虽然在耐热性、介电性能以及可挠性方面令人满意,但需考虑其玻璃转化温度(Tg)及压合温度较高(185℃左右),目前也很多工厂采用日系(环氧树脂系列)的基材和粘接剂来生产软硬结合板的。
对于刚性板的选择也有一定的要求,我们最先选择成本较低的环氧胶木板,因表面太过光滑无法粘牢,后又选择使用FR—4.G200等有一定厚度的基材蚀刻掉铜,但终因FR—4.G2 00芯材与PI树脂体系不同,Tg、CTE皆不配合,受热冲击后刚——挠结合部分翘曲严重不能满足要求,所以最后选择PI树脂系列的刚性材料,可以用P95基材压合而成,也可以单纯用P95半固化片压合成,这样,相配合的树脂体系的刚——挠性板压合后,就可以避免受热冲击后的翘曲变形。
目前也有较多的基材厂商专门针对软硬结合板开发和生产了一些刚性板的材料。
对挠板和硬板之间的粘接剂部分最好采用No flow(低流动)的Prepreg来进行压合,因为其胶流动性小对软硬过渡区域有很大的帮助,不会造成由于溢胶而导致过渡区需返工或者造成功能性上受到影响,目前有很多生产原材料的企都有开发这种PP片而且有很多种规格可以满足结构上的要求,另外对于客户在ROHS, High Tg, Impedance 等有要求的还需注意原材的特性指标是否可以达到最终的要求,如材料的厚度规格、介电常数、TG值、环保要求等。
请参考表(1)及表(2):表(1)低流动半固化片表(2)不同粘结片的覆盖层性能比较软硬结合板的设计与生产工艺(论文)(二)外层图形的保护材料,也就是阻焊层,一般有三类可供选择,第一类是传统的覆盖膜(C overlay),是一种选用聚酰亚胺材料加粘接剂直接与蚀刻后需保护的线路板以层压方式压合,这种覆盖膜要求在压制前预成型,露出需焊接部分,故而不能满足较细密的组装要求,第二类是感光显影型覆盖干膜,以贴膜机贴压后,通过感光显影方式漏出焊接部分,解决了组装细密性的问题,第三类是液态丝网印刷型覆盖材料,常用的有热固型聚酰亚胺材料,如太阳PSR-4000以及感光显影型挠性线路板专用阻焊油墨,这类材料能较好地满足细间距、高密度装配的挠性板的要求。
2.2 生产工艺流程及重点部分的控制软硬结合板的研制是在挠性板及高密度多层刚性板的基础上进行的,在工艺制造方面与刚性板有很多相同的地方,但是,由于软硬结合板材料及其在结构和应用上的特殊性,决定了它从设计要求到制作工艺都有别于普通的刚性板和挠性板,几乎对每一个生产环节都要进行试验、调整,最终优化整个工艺流程和参数。
2.2.1 生产工艺流程如图(3)为刚柔结合印制板常规工艺流程图。
挠板部分图(3)工艺流程2.2.2 内层单片的图形转移图形转移在高密度、细线条的印制板中占据非常重要的地位,对挠性线路而言,尤其如此。
因为挠性单片既薄又软,给表面处理等操作带来很大困难,而铜箔表面的清洁状态及粗糙程度直接影响抗蚀干膜的贴附及细线条的制作。
由于机械擦板对设备要求较高,且不适宜的压力可能造成基材变形、卷折、尺寸伸缩等,操作不易控制,故而我们可以选择使用电解清洗法。
这种方法既可保证表面清洁度,同时采用微蚀的方法来保证铜面的粗糙度,有利于0.1mm~0.15mm线宽/间距的线路图形制作。
酸性蚀刻除了注意控制蚀刻速率以保证设计要求的线宽、间距外,更要注意防止单片的卷曲、皱折,最好是加辅助的引导板并且关闭设备上的抽风系统。
2.2.3 挠性材料的多层定位挠性基材的尺寸稳定性较差,这是因为聚酰亚胺材料有较强的吸潮性,经过湿处理或在不同的温、湿度环境中收缩变形严重,造成多层板的层压对位困难。
为了克服这一困难,可采用以下措施:在设计上要考虑对位花斑及靶冲斑的设计,才能保证在冲制对位孔或铆钉孔时的精确度,不至于在叠板时造成层间图形的偏位而导致报废。
OPE冲制后定位孔,能消除湿法处理过程中材料伸缩变形带来的误差。
层压后用X—ray对位钻孔,确定偏移量,使钻孔更为精确。
针对聚酰亚胺的材料特性及环境特点,参考钻孔偏移量绘制外层底片,提高外层底片与钻孔板的重合度。
这样,我们就可以满足层间对位保证0.1mm~0.15mm环宽的要求,保证外层图形转移的精确度。
2.2.4 层压即使是采用OPE冲制后定位孔,层压前的单片处理对层间对位也有着很大影响。
首先,由于聚酰亚胺材料不耐强碱,在强碱溶液中产生溶胀,所以在进行黑、棕化处理的过程中,在强碱性工序如去油,黑、棕化等适当地降低温度、减少时间。
由于采用的是无粘接层基材,无须考虑粘接层在碱液中的变化,这种方法还是可行的。
其次,氧化处理后的单片烘烤应避免垂直放置,应采取水平烘烤方式,可减少弯曲变形,尽量保持平整。
烘烤后尽可能地缩短装模时间,防止单片再次吸潮。
由于挠性单片易变形,层压前平整度较差,加之所用粘接片的树脂流动度大大低于刚性板层压用的半固化片,所以,为使粘接片与单片结合良好并嵌入细密的线条间距中,我们选择使用覆形性较好的材料作为层压衬垫材料,如聚丙烯薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)、硅橡胶片等,可提高挠性板的层压质量。
试验后认为理想的衬垫材料为硅橡胶材料,即可保证其覆形性又可相对减少被压件尺寸收缩变形。
对于硬板部分在压合的处理主要应注意以下三方面的事项:一是不论是基材压合还是单纯的半固化片压合,都要注意玻璃布的经纬方向要一致,压合过程中注意消除热应力,减少翘曲。
二是硬板应有一定的厚度,因为挠性部分很薄且无玻璃布,受环境及热冲击的影响后,它的变化与刚性部分是有差别的,若刚性部分没有一定的厚度或硬度,这种差别就会表现得很明显,使用过程中就会产生较严重的翘曲变形,影响焊接及使用,若刚性部分具有一定的厚度或硬度,这种差别就可能会显得微不足道,整体的平整度不会同挠性部分的变化而产生变化,可保证焊接及使用,若刚性部分太厚则显得厚重不经济,实验证明0.8~ 1.0mm厚度较为适宜。
三是对于挠性窗口的处理,通常有先铣切和后铣切的方式来加工,但需根据软硬结合板本身的结构及板厚来进行灵活处理,如果是先铣切挠性窗口应保证铣切的精确,既不能小了影响焊接也不能大了影响挠曲,可由工程制作好铣切数据,将挠性窗口预先铣切好。
如果采用先不铣切挠性窗口,等完成所有前工序最后成型再使用激光切割的方式取下挠性窗口的废料,应注意激光所能切割FR4的深度。
压制参数可参考挠性基材及刚性板压制参数进行适当的综合优化。
2.2.5 钻孔软硬结合板的结构复杂,因此确定钻孔的最佳工艺参数对取得良好的孔壁十分重要。
为防止内层铜环以及挠性基材的钉头现象,首先要选用锋利的钻头。
如果所加工的印制板数量大或加工板内的孔数量多,还要在钻完一定孔数后及时更换钻头。
钻头的转速以及进给是最重要的工艺参数。
进给太慢时,温度急剧上升产生大量钻污。
而进给太快则容易造成断钻头、粘结片以及介质层的撕裂和钉头现象。
其次应根据板厚及最小钻孔孔径来选择钻孔机及优化钻孔参数,目前业内已有可以达到20万转/每分的钻床,对于小孔而言转速越高钻孔的质量越好,同时,盖板、垫板的选择也非常重要,好的盖板、垫板除了起保护板面还起到良好的散热作用,应当注意的是垫板最好用铝箔板或环氧胶木板,不要用纸质垫板,因为纸质垫板较软,容易产生较严重的钻孔毛刺,孔化前去毛刺时容易撕裂或擦坏孔口,给后工序工作带来麻烦,影响板子质量。