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钢柔性线路的制造工艺

文章源头: 人气:6277 颁发时间:2018-01-14

u赢电竞官网 淘汰电子产品的组装尺寸、重量、抑制连线错误,增长组装机动性,提高结实性,完成差异装置条件下的三维平面组装,是电子产品日益生长的一定需求,挠性电路作为一种具有薄、轻、可挠曲等可餍足三维组装需求的特点的互连技术,在电子及通讯行业失失日趋普及的运用和重视。

    随着其运用范围的不绝扩展,挠性线路板自身也在不绝生长,如从单面挠性板到双面、多层致使刚——挠性板等,细线宽/间距、外貌陈设等技术的运用以及挠性基材自身的质料特性等、对挠性板的制造提出了更严厉的要求,如基材的处置处分,尺寸的坚定性的控制,去沾污,小孔金属化及电镀的结实性及外貌掩护性涂覆等方面都应予以高度的重视,本文仅就在研讨和斲丧进程中所选择的工艺以及应过细的标题举行总结和叙说。

2 多层挠性线路板

    2.1 质料的选择

u赢电竞官网    挠性印制线路板所选用的质料直接影响板子斲丧及其遵从。

    覆铜质料u赢电竞官网选用日本新日铁的无粘接剂聚酰亚胺(PI)挠性基材(SB18—25—18,SB18—50—18等),聚酰亚胺是一种很好的可挠性,精良的电气遵从和耐热的质料,但它具有较大的吸湿性和不耐强碱性。之以是选择无粘接层的基材,是由于介电层与铜箔间的粘接剂多为丙烯酸、聚酯、改性环氧树脂等质料,此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,而丙烯酸粘接剂固然在耐热性、介电遵从以及可挠性方面令人自得,但其玻璃转化温度(Tg)较低(40℃左右),以及极差的耐碱性给加工及焊接带来困难。

    由于丙烯酸粘接片Tg较低,在钻孔进程中孕育发生的大批沾污不易撤除,影响金属化孔质量,以及别的粘接质料的种种不尽人意处,以是,多层挠性板的层间粘接层u赢电竞官网选用聚酰亚胺质料,如新日铁的SPB50A、SPB35A等,由于它与PI基材共同,其间的CTE(热紧缩系数)划一,降服了多层挠性线路中尺寸不坚定性的标题,且别的遵从均能令人自得。

u赢电竞官网    外层图形的掩护质料,一样伟大有两类可供选择,一类是干膜型(得救膜),一种是选用聚酰亚胺质料,无需粘接剂直接与蚀刻后需掩护的线路板以层压要领压合,这种得救膜要求在压制前预成型,表露需焊接局部,故而不克不及餍足较风雅的组装要求,另一种是感光显影型得救干膜,以贴膜机贴压后,颠末感光显影要领漏出焊接局部,料理了组装风雅性的标题,另有一类是液态丝网印刷型得救质料,常用的有热固型聚酰亚胺质料,如新日铁SPI200以及感光显影型挠性线路板公用阻焊油墨,如高氏XV—601T等。这类质料能较好地餍足细间距、高密度装置的挠性板的要求。

u赢电竞官网    2.2 斲丧工艺确实定及十分规局部的控制

u赢电竞官网    多层挠性板的研制是在双面挠性板及高密度多层刚性板的底子上举行的,在工艺制造方面与刚性板有很多类似的中间,但是,由于挠性子料及其运用的格外性,决议了它从设计要求到制造工艺都有别于庞大的刚性板,险些对每一个斲丧关键都要举行实行、调停,终极优化整个工艺流程和参数。

u赢电竞官网    2.2.1 工艺流程

u赢电竞官网基材下料→预烘→电解洗濯底片预备→内层单片图形转移→酸性蚀刻→AOI查抄→OPE冲制后定位孔→内层氧化→层压→钻孔→等离子体去沾污→金属化孔→外层图形→AOI查抄→图形电镀→碱性蚀刻→退铅锡→通断测试→得救掩护层→涂覆无机预助焊剂→外型加工

    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十分告急的职位中间,对挠性线路而言,尤其云云。由于挠性单片既薄又软,给外貌处置处分等应用带来很大困难,而铜箔外貌的洁净外形及粗糙水平直接影响抗蚀干膜的贴附及细线条的制造。由于呆板擦板对配置要求较高,且不相宜的压力约莫构成基材变形、卷折、尺寸伸缩等,应用不易控制,故而u赢电竞官网选择运用电解洗濯法。这种要领既可包管外貌洁净度,微蚀步伐又可包管铜面的粗糙度,有利于0.1mm~0.15mm线宽/间距的图形制造。

    酸性蚀刻除了过细控制蚀刻速率以包管设计要求的线宽、间距外,更要过细防范单片的卷曲、皱折,更好是加牵引板且封锁配置上的抽风体系。

2.2.3 挠性子料的多层定位

    挠性基材的尺寸坚定性较差,这是由于聚酰亚胺质料有较强的吸潮性,颠末湿处置处分或在差异的温、湿度环境中紧缩变形告急,构成u赢电竞官网的层压对位困难。为了降服这一困难,可采取以下步伐:

    (1)OPE冲制后定位孔,能消弭湿法处置处分进程中质料伸缩变形带来的方向。

    (2)层压后用X—ray对位钻孔,确定偏移量,使钻孔更为。

    (3)针对聚酰亚胺的质料特性及环境特点,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。

    多么,u赢电竞官网就可以餍足层间对位包管0.1mm~0.15mm环宽的要求,包管外层图形转移的度。

    2.2.4 层压

u赢电竞官网    纵然是采取OPE冲制后定位孔,层压前的单片处置处分对层间对位也有着很大影响。起首,由于聚酰亚胺质料不耐碱,在强碱溶液中孕育发生溶胀,以是在举行黑氧化处置处分的进程中,在强碱性工位如去油、黑氧化等适本地飞扬温度、淘汰时间。由于采取的是无粘接层基材,无须思量粘接层在碱液中的改造,这种要领还是可行的。其次,氧化处置处分后的单片烘烤应抑制垂直陈设,应采打水平烘烤要领,可淘汰弯曲变形,尽管纵然对峙平整。烘烤后尽约莫地紧缩装模时间,防范单片再次吸潮。

    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活动度大大低于刚性板层压用的半固化片,以是,为使粘接片与单片连合精良并嵌入风雅的线条间距中,u赢电竞官网选择运用覆形性较好的质料作为层压衬垫质料,如聚丙烯薄膜、纸、硅橡胶片等,可提高挠性板的层压质量。实行后以为志向的衬垫质料为硅橡胶质料,即可包管其覆形性又可相对淘汰被压件尺寸紧缩变形。可采取以下叠板要领:





u赢电竞官网    被压件较多时,可在一套模具中以不锈钢隔板按上述叠板顺利一次叠板2~3件。

u赢电竞官网    压制参数可参考PI基材刚性板压制参数举行妥当的优化。

    2.2.5 钻孔

    由于挠性基材没有增强纤维,既轻又薄,钻孔参数不当当约莫构成介质层扯破和大批粘污,以是依据差异的板厚、质材举行钻孔参数的优化,同时,盖板、垫板的选择也十分告急,由于挠性板柔软佻薄,盖、垫板不但可以支持板子,还起到散热作用,应当过细的是垫板更好用铝箔板或环氧胶木板,不要用纸质垫板,由于纸质垫板较软,容易孕育发生较告急的钻孔毛刺,孔化前去毛刺时容易扯破或擦坏孔口,给后工序变乱带来贫困,影响板子质量。

    另有一点应该过细的是,固然u赢电竞官网在湿法处置处分、冲制OPE孔,层压对位等方面做了大批的变乱以包管层间对位精度,但是,由于聚酰亚胺质料自身受干冷影响较大,不可抑制地会孕育发生不确定的层间缺陷及板间缺陷。以是,钻孔前应以X—ray对位钻小孔,确定差异板子的差异的钻孔偏移量,参照该偏移量举行数据校正,确保钻孔有效。同时,该偏移量交至光绘工序,参考绘制外层底片,包管外层图形转移的对位。

    2.2.6 去沾污及金属化孔

    多层挠性板的孔内沾污以聚酰亚胺树脂为主。挠性聚酰亚胺树脂对浓硫酸溶液显惰性,而在强碱性的高锰酸钾溶液中又会孕育发生溶胀,以是,惯例的湿法去沾污很难奏效。u赢电竞官网也曾实行过运用浓硫酸或碱性高锰酸钾溶液去沾污,革新浓度、温度、处置处分时间等参数,重复实行都没有收到令人自得的结果,于是,u赢电竞官网对峙了传统的湿法化学去沾污,改用等离子体法。

    等离子体是指电离的气体,是原子在射频能量发生器的作用下完全或局部失失其电子层时的外形,由离子、电子、冷静基、游离基团和紫外线辐射粒子比及构成,集团上显电中性,具有很高的化学活性。等离子体去沾污更大的益处是没有选择性,就是不分所处置处分板子的树脂模范,只需调停参数,均可举行处置处分。譬如,高活度的等离子流对环氧树脂、聚酰亚胺、丙烯酸、玻璃纤维等孕育发生的沾污都能快速、匀称地把它们从孔壁上作用失,并可以构成一定的凹蚀,有效地完成三维衔接,提高金属化孔的结实性。

等离子体去沾污一样伟大分为三步:

    (1)在配置腔体抵达一定的真空度后向此中按比例注入高纯氮气和高纯氧气,紧张作用是洁净孔壁,预热印制板,使高分子质料具有一定的活性,有利于后续处置处分。一样伟大为80℃、15分钟。

    (2)以CF4、O2和N2作为原始气体与树脂应声,抵达去沾污、凹蚀的目的,一样伟大为85℃、15分钟。

u赢电竞官网    (3)以O2作为原始气体,去除前两步处置处分进程中构成的残留物或“尘土”,洁净孔壁。

u赢电竞官网    金相报告表现,等离子体去沾污后的金属化孔孔壁外形令人自得。

u赢电竞官网    等离子体去沾污后板子的金属化孔前处置处分,亦不克不及按惯例工艺举行,这是由于基材自身特性决议的。经去沾污处置处分后的板子,须用公用溶液对孔壁举行格外处置处分。u赢电竞官网选用Neatraganth处置处分液(A十B)和HCF—45十H2SO4,洗濯液对板子举行预处置处分(处置处分前应先擦板去毛刺),改良其外貌外形,多么可以提高聚酰亚胺与化学铜连合的壮实性,防范孔化空泛。

    2.2.7 外层图形转移

u赢电竞官网    外层图形转移前的基板处置处分可采取擦板或电解洗濯两种要领,这可视基板厚度及配置外形而定。若采取电解洗濯要领,应过细控制微蚀速率,不克不及将孔中的化学铜蚀刻失。而采取擦板则应过细卷板。

    2.2.8 外貌阻焊及可焊性掩护层

    由于挠性板在运用进程中有挠曲要求,庞大的阻焊油墨易脆裂,无可挠性,不克不及餍足要求;一样伟大双面挠性板用的预成型的聚酰亚胺得救膜不克不及餍足小气线路的要求,以是u赢电竞官网只需两种选择:一是贴显影型挠性得救干膜,一是丝网印刷挠性液态感光显影型阻焊油墨,两者都能起到阻焊、防潮、防污染、耐呆板挠曲等作用。因后者覆形性较好,故u赢电竞官网更多地运用后者。

    可焊性掩护层运用无机防氧化掩护膜,包管焊盘外貌平整、可焊。

3 刚——挠性线路板

    刚——挠连合印制板是指在一块印制板上包括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——挠连合u赢电竞官网等差异模范。本文仅就无镀通孔有刚性增强层的多层挠性板举行叙说。

    3.1 布局确实定





    选择多么的布局是由于外貌贴装技术运用于多层挠性板且焊脚越来越风雅,这就要求挠性板焊接面在焊接进程中对峙较高的平整度,而挠性板的轻、薄、软的特性又决议了它无法包管多么的平整度,故而要求在非焊接面的非挠曲局部增长刚性增强层,多么既可包管让焊接要求又没干系碍挠曲要求,且斲丧制造也较约莫,结实性高。

    3.2 质料的选择

u赢电竞官网    挠性子料前面曾经讲过,勿需多言,而刚性增强板的选择也有一定的要求,u赢电竞官网更先选择资源较低的环氧胶木板,因外貌太过腻滑无法粘牢,后又选择运用FR—4.G200等有一定厚度的基材蚀刻失铜,但终因FR—4.G200芯材与PI树脂体系差异,Tg、CTE皆不共同,受热打击后刚——挠连合局部翘曲告急不克不及餍足要求,以是着末选择PI树脂系列的刚性子料,可以用P95基材压合而成,也可以单纯用P95半固化片压剖析,多么,相共同的树脂体系的刚——挠性板压合后,就可以抑制受热打击后的翘曲变形。

u赢电竞官网    刚性板与挠性板之间的粘接层选择运用丙烯酸粘接片,由于这步进程仅是单纯的粘接增强作用,无须举行钻孔和镀通孔,无淘汰沾污的顾忌,并且丙烯酸粘接片的搞剥强度要优于聚酸亚胺粘接片,另一方面,丙烯酸资源较低,更经济一些。

u赢电竞官网    3.3 刚性局部的工艺及控制

    3.3.1 简明工艺流程

基材下料→层压前处置处分(半固化片预备)→压合→蚀刻外层铜→铣挠性区窗口→待与挠性板压合

u赢电竞官网 3.3.2 过细变乱

u赢电竞官网    增强板的压合紧张应过细以下三方面的变乱:一是不论是基材压合还是单纯的半固化片压合,都要过细玻璃布的经纬方向要划一,压合进程中过细消弭热应力,淘汰翘曲。

    二是增强板应有一定的厚度,由于挠性局部很薄且无玻璃布,受环境及热打击的影响后,它的改造与刚性局部是有差异的,若刚性局部没有一定的厚度或硬度,这种差异就会表现得很明白,运用进程中就会孕育发生较告急的翘曲变形,影响焊接及运用,若刚性局部具有一定的厚度或硬度,这种差异就约莫会显得微不敷道,集团的平整度不会同挠性局部的改造而孕育发生改造,可包管焊接及运用,若刚性局部太厚则显得厚重不经济,实行证明0.8~ 1.0mm厚度较为相宜。

u赢电竞官网    三是挠性窗口应铣切,既不克不及小了影响焊接也不克不及大了影响挠曲,可由光绘直接出具铣切数据,也可出一张铣切图形作为编程基准。

u赢电竞官网    3.4 刚——挠性局部的压合

u赢电竞官网    刚、挠两局部的压合控制很约莫,只需过细以下几个方面:

u赢电竞官网    一是刚性局部在压合前要用擦板机微小粗化一下,提高粘接强度。

u赢电竞官网    二是丙烯酸粘接片的裁剪应尺寸相宜。

    三是挠性局部在压合前可只做些约莫的洁净处置处分。

u赢电竞官网    四是装模时应在挠性窗口部位加垫片,此垫片应厚度适中,大小契合,以防范刚挠连合局部压结质量及挠性局部皱折,可运用铣切窗口时的铣切多余局部,并用隔绝膜包好,以防范脱模时粘接。

    刚——挠板压剖析铣切成型,作无机防氧化助焊处置处分后交付可运用。

4 小结

    在多层挠性及刚——挠性板的研讨制造方面,u赢电竞官网约莫起步较晚,但颠末近3年的实行、探求,驻足现有配置,出妥当于是u赢电竞官网自身的一套工艺、斲丧方案,固然深入,但告成地料理了细线条的图形转移、尺寸控制、层间对位度、去沾污、刚挠连合等一系列的标题,较好地餍足了用户的需求,另有很多标题如刚——挠连合镀通孔等标题另有待于进一步的研讨探求。


  软性印刷电路板简介(一) 

     1. 软板(FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT)简介


  以俱挠性之基材制成之印刷电路板具有体积小重量轻可做3D 平面组装及动态挠曲等优。 

  2. 基实质料


u赢电竞官网    2.1. 铜箔基材COPPER CLAD LAMINATE

     由铜箔+胶+基材组合而成亦有无胶基材亦即仅铜箔+基材其价钱较高在如今运用上较少除非格外需求。

u赢电竞官网    2.1.1. 铜箔Copper Foil

     在质料上区分为压延铜(ROLLED ANNEAL Copper Foil)及电解铜(ELECTRO DEPOSITED Copper Foil)两种在特性下去说压延铜 之呆板特性较佳有挠折性要求时大局部均选用压延铜厚度上则区分为1/2oz (0.7mil) 1oz 2oz 等三种一样伟大均运用1oz。

u赢电竞官网2.1.2. 基材Substrate

u赢电竞官网     在质料上区分为PI (Polymide ) Film 及PET (Polyester) Pilm 两种PI 之价钱较高但其耐燃性较佳PET 价钱较低但不耐热因此如有焊接需求时大局部均选用PI 材质厚度上则区分为1mil 2mil 两种。

    2.1.3. 胶Adhesive

u赢电竞官网     胶一样伟大有Acrylic 胶及Expoxy 胶两种最常运用Expoxy 胶厚度上由0.4~1mil 均有一样伟大运用1mil 胶厚

  2.2. 得救膜Coverlay

  得救膜由基材+胶组合而成其基材亦区分为PI 与PET 两种视铜箔基材之材质选用搭配之得救膜得救膜之胶亦与铜箔基材之胶类似厚度则由0.5~1.4mil。


u赢电竞官网  2.3. 补强质料Stiffener

  软板上局部地域为了焊接零件或增长补强以便陈设而别的压合上去之硬质质料。


  2.3.1. 补强胶片区分为PI 及PET 两种材质

  2.3.2. FR4 为Expoxy 材质


白色玄色) 银浆油墨(Silver Ink 银色)三种而油墨种类又分为UV 硬化型(UV Cure)及热烘烤型(Thermal Post Cure)二种。


  2.5. 外貌处置处分


u赢电竞官网  2.5.1. 防锈处置处分于裸铜面上抗氧化剂


u赢电竞官网  2.5.2. 钖铅印刷于裸铜面上以钖膏印刷要领再过回焊炉


u赢电竞官网  2.5.3. 电镀电镀锡/铅(Sn/Pb) 镍/金(Ni/Au)


  2.5.4. 化学聚集以化学药液聚集要领举行锡/铅镍/金外貌处置处分


u赢电竞官网  2.6. 背胶(双面胶)


  胶系一样伟大有Acrylic 胶及Silicone 胶等而双面胶又区分为有基材(Substrate)胶及无基材胶 。

  3. 常用单位


  3.1. mil: 线宽/距之量测单位


u赢电竞官网  1mil= 10-3 inch= 25.4x10-3 mm= 0.0254 mm


u赢电竞官网3.2. : 镀层厚度之量测单位


u赢电竞官网  =10-6 inch

《未完待续 》



  u赢电竞官网软性印刷电路板简介(二) 

     4. 软板制程


u赢电竞官网   4.1. 一样伟大流程


   4.2. 钻孔NC Drilling

u赢电竞官网   双面板为使上下线路导通以镀通孔要抢先钻孔以利后续镀铜 


u赢电竞官网   4.2.1. 钻孔步伐编码


   铜箔基材钻孔步伐

B40 NNN RR 400(300)

铜箔基材 品料号末三码 版别 u赢电竞官网步伐格式(4000/3000)

  得救膜钻孔步伐

B45 NNN RR 40T(30B)

得救膜 品料号末三码 版别 40/30 步伐格式

T 上CVL B 下CVL

  增强片钻孔步伐

B46 NNN RR 4#A

增强片 品料号末三码 版别 4 步伐格式

# 离型纸方向

u赢电竞官网0-无, 1-上, 2-下, 3-双面

A 增强片A

  背胶钻孔步伐

B47 NNN RR 4#A

背胶 品料号末三码 版别 4 步伐格式

  # 离型纸方向

  0-无, 1-上, 2-下, 3-双面

  A 增强片A

  4.2.2. 钻孔步伐版面设计


  对位孔:位于版面四角此中左下角为2 孔(方向孔) 别的3个角均为1 孔共5。孔此五孔为钻孔时寻边用亦为曝光及 AOI 之套Pin 孔以及方向区分用。

断针查抄孔:位于左下角之方向孔上方,为每一孔径钻针所钻之着末一孔,有断针构成漏钻时,即会淘汰该孔径之孔。



  切片查抄孔:于板中边料位置先钻四角1.0mm 孔做为割下试片之,依据再于外部以该料号最小孔径钻四孔做为镀铜后之切片查抄用。



u赢电竞官网  4.2.3. 钻孔过细变乱

u赢电竞官网砌板厚度(上砌板0.8mm 下砌板1.5mm) 尺寸 

板方向打Pin 方向 

板数量 

钻孔步伐文件名版别 

钻针寿命 

对位孔须位于版内 

断针查抄 

u赢电竞官网   4.3. 黑孔/镀铜Black Hole/Cu Plating



  于钻孔后以黑孔要领于孔壁绝缘位置,以碳粉附着而能导电再以镀铜要领于孔壁上构成孔铜达,到上下线路导通之目的。其大致要领为先以整孔剂使孔壁带正电荷经黑孔,使带负电微粒之碳粉附着于外貌,再以微蚀将铜面上之碳粉剥离,仅留孔壁绝缘位置上有一层碳粉经镀铜后构成孔铜。



   4.3.1. 黑孔过细变乱

u赢电竞官网微蚀可否洁净无滚轮痕水痕压折痕 

   4.3.2. 镀铜过细变乱

夹板可否夹紧 

u赢电竞官网镀铜面铜厚度 

u赢电竞官网孔铜切片查抄不可孔破 

   4.4. 压膜/曝光Dry Film Lamination/Exposure



  4.4.1. 干膜Dry Film



  为一抵御蚀刻药液之介质藉由曝光,将影像转移显影后有曝光之位置将留下而于蚀刻时可掩护铜面不被蚀刻液蜕化构成线路。



u赢电竞官网  4.4.2. 底片



u赢电竞官网  底片为一透明胶片u赢电竞官网所运用之曝光底片为一负片看失失玄色局部,为u赢电竞官网所不要之位置透明局部为u赢电竞官网要留下之位置底片有药膜面,及非药膜面药膜面错曲解构成曝光韶光散射而构成影像转移时,无法抵达u赢电竞官网所要之线宽尺寸构成良率飞扬。


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