一、軟硬結(jié)合板應(yīng)用環(huán)境
軍工、醫(yī)療設(shè)備、汽車、通訊、筆記本電腦、照相機等產(chǎn)品。
軟硬結(jié)合板采用剛性(FR4)材料與柔性(PI或是PET類)材料組合而成,是一種兼具剛性PCB的耐久力和柔性PCB的適應(yīng)力的新型印刷電路板。軟硬結(jié)合板具有:重量輕、介層薄、傳輸路徑短、導(dǎo)通孔徑小、雜訊少,信賴性高等優(yōu)點。軟硬結(jié)合板可以在二維設(shè)計和制作線路,三維的互連組裝,并可以代替連接器,大大減小連接點及組裝成本。
軟板+CVL+硬板+油墨阻焊層
六層軟硬結(jié)合板結(jié)構(gòu)圖 :
(1)線路要避免突然的擴大或縮小,粗細線之間采用淚形補償。
(2)焊盤在符合電氣要求的情況下,應(yīng)取最大值,焊盤與導(dǎo)體連接處采用圓滑的過渡線,避免直角,獨立的焊盤應(yīng)加盤趾,以加強支撐作用。
(3)軟板廢銅區(qū)域盡可能設(shè)計多的實心銅箔,對尺寸穩(wěn)定性有一定改善。
(4)剛?cè)徇^渡區(qū)導(dǎo)線應(yīng)平整過渡,線路的方向應(yīng)與彎曲的方向垂直。
(5)剛?cè)徇^渡區(qū)導(dǎo)線在整個彎曲區(qū)域應(yīng)均勻分布。
(6)剛?cè)徇^渡區(qū)導(dǎo)線在整個彎曲區(qū)域在不影響電氣性能外,導(dǎo)線寬度應(yīng)最大化。
(7)剛?cè)徇^渡區(qū)盡量避免PTH設(shè)計。
(8)軟板彎折區(qū)域不能有通孔設(shè)計。
(9)彎折區(qū)域在不影響裝配的情況下應(yīng)越大越好。
(1)FPC軟板尺寸穩(wěn)定性較于PCB硬板差,變形系數(shù)大,易造成疊層偏位后工序制造困難。
(2)軟硬結(jié)合板在層壓時軟板區(qū)域易產(chǎn)生彎曲、皺折問題,影響外觀。
(3)二鉆時因結(jié)合板膠層較多,孔內(nèi)易產(chǎn)生鉆污,影響孔金屬化。
(4)沉鍍銅因二鉆后孔內(nèi)殘留鉆污,常規(guī)的濕法去沾污很難奏效,影響孔金屬化。
(5)PCB硬板絲印油墨易產(chǎn)生油墨滲入軟板、積油、板邊露銅等問題,影響外觀及性能。
(6)外形成型時采用銑邊工藝,軟板區(qū)域易產(chǎn)生毛邊、粗糙、參差不齊問題。
(7)采用PCB硬板預(yù)先不開撓性窗口工藝,整版PCB制造,采用常規(guī)工藝制作外形困難,特殊工藝則成本較高。
(1)PCB可制造性:
a、制造軟硬結(jié)合板FPC選材尤為重要,再無特定要求內(nèi)能滿足客戶需求以無膠基材類為先,之所以選擇無粘接層的基材,是因為介電層與銅箔間的粘接劑多為丙烯酸、聚酯、改性環(huán)氧樹脂等材料,其中改性環(huán)氧樹脂粘接劑可撓性較差,聚酯類粘接劑雖可撓性好,但耐熱性較差,而丙烯酸粘接劑雖然在耐熱性、介電性能以及可撓性方面令人滿意,但需考慮其玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)及壓合溫度較高(185℃左右),且無膠基材變形系數(shù)小于有膠基材,所以采用無膠基材制造軟硬結(jié)合板效果較好。
b、內(nèi)層制造后,必須先側(cè)量軟板漲縮系數(shù)在制造硬板開窗及內(nèi)層線路,以防止因漲縮系數(shù)不同而造成內(nèi)層偏位問題。
c、在設(shè)計上要考慮對位花斑及靶沖斑的設(shè)計,保證在沖制對位孔或鉚釘孔時的精確度,不至于在疊板時造成層間圖形的偏位而導(dǎo)致報廢。
d、 為了解決鉆孔毛刺、披鋒問題,鉆孔墊板最好采用鋁箔板或環(huán)氧膠木板,不宜使用紙板。其次鉆孔鉆頭的轉(zhuǎn)速是尤為重要的工藝參數(shù),進給太慢時,溫度急劇上升產(chǎn)生大量鉆污,而進給太快則容易造成斷鉆頭、粘結(jié)片以及介質(zhì)層的撕裂和釘頭現(xiàn)象,所以在制作時必須調(diào)試及選擇合理適當?shù)墓に噮?shù)。
e、常規(guī)的高錳酸鉀、PI調(diào)整、硫酸溶液針對軟硬結(jié)合板去鉆污很難奏效,影響金屬化孔。制造時可采用等離子清洗去鉆污,等離子清洗能快速、均勻地把鉆污從孔壁上處理掉,并形成一定的凹蝕,有效地實現(xiàn)三維連接,提高金屬化孔的可靠性。
f、軟硬結(jié)合板硬板采取預(yù)先開柔性窗口工藝制作,絲印感光油墨可采取菲林曬網(wǎng)工藝制作,柔性區(qū)域屏蔽絲印油墨,防止油墨滲入柔性區(qū)域影響外觀(阻焊曝光菲林軟板區(qū)也可采取屏蔽制作,但必須保證油墨不可露銅)
g、軟硬結(jié)合板外形制造一般有以下幾種工藝制造:
g-1、硬板預(yù)先開柔性窗口采用銑邊工藝:因柔性部分易于扭曲而造成銑出的外形參差不齊粗糙,制作時可在柔性窗口的上下墊入與剛性外層厚度一致的墊片,并且在銑外形時壓緊,即可確保銑出光潔而且均勻的外形邊緣,當然銑刀轉(zhuǎn)數(shù)也尤為重要,太慢、太快都可能造成毛邊問題,所以在制作時必須調(diào)試及選擇合理適當?shù)墓に噮?shù)。
g-2、硬板預(yù)先開柔性窗口采用模沖工藝:模具制造可設(shè)計跳沖工藝,先沖軟板區(qū)域在沖硬板,此種方案適于大批量生產(chǎn)。
g-3、硬板未預(yù)先開柔性窗口采取控深鑼板:控深鑼板對機床精度及板面平整度要求很高,且對基材厚度計算要求準確,鑼板太深則容易傷害軟板,太淺則硬板鑼不斷。此種外形制造有一定制造風(fēng)險,必須根據(jù)結(jié)構(gòu)圖形設(shè)計采用,常規(guī)產(chǎn)品不建議采用。
g-4、硬板未預(yù)先開柔性窗口采取激光外形:此種方法制造同控深鑼板略同,但激光外形對厚度有一定限制,FR4厚度高于0.4mm以上激光就比較困難,且成本較高。
硬結(jié)合板在生產(chǎn)過程中容易遇到一些常見問題,主要包括過孔斷裂開路、柔性區(qū)皺折不平整、柔性區(qū)外形毛刺、粗糙以及柔性區(qū)斷裂等。這些問題的產(chǎn)生可能會對硬結(jié)合板的品質(zhì)和可靠性產(chǎn)生負面影響,因此需要進行有效的質(zhì)量控制和解決方案。
序號 | 內(nèi)容 | 參照標準 |
1 | PCB外觀可接收標準 | IPC-A-600 |
2 | 硬板資格認可與性能檢驗 | IPC-6012 |
3 | 柔性板的鑒定與性能規(guī)范 | IPC-6013 |
4 | 硬板設(shè)計準則 | IPC-D-275 |
5 | 柔性設(shè)計準則 | IPC-2223 |
6 | PCB焊性設(shè)計 | I-STD-003A |
7 | 有貫穿連接的剛?cè)岫鄬佑≈瓢逡?guī)范 | IEC-60326 |
8 | 各種測試方法 | IPC-TM-650 |
9 | 有貫穿連接的剛?cè)犭p面印制板規(guī)范 | IEC-326 |
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