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    多层软硬结合线路板制造解决方案
    发布日期:2023-08-03 访问量:1278

    一、软硬结合板应用环境

             军工、医疗设备、汽车、通讯、笔记本电脑、照相机等产品。

     

    二、软硬结合板特点

            软硬结合板采用刚性(FR4)材料与柔性(PI或是PET类)材料组合而成,是一种兼具刚性PCB的耐久力和柔性PCB的适应力的新型印刷电路板。软硬结合板具有:重量轻、介层薄、传输路径短、导通孔径小、杂讯少,信赖性高等优点。软硬结合板可以在二维设计和制作线路,三维的互连组装,并可以代替连接器,大大减小连接点及组装成本。

     

    三、软硬结合板的组成结构

           

            软板+CVL+硬板+油墨阻焊层 

            六层软硬结合板结构图 :

    六层软硬结合板结构图.jpg 

     

    四、软硬结合板图片

    软硬结合板.jpg智能戒指软硬结合板样品图

    五、软硬结合板工艺流程

    软硬结合板生产工序流程图.jpg 

    六、软硬结合板电子电路设计注意事项

         1)线路要避免突然的扩大或缩小,粗细线之间采用泪形补偿。

         2)焊盘在符合电气要求的情况下,应取最大值,焊盘与导体连接处采用圆滑的过渡线,避免直角,独立的焊盘应加盘趾,以加强支撑作用。

         3)软板废铜区域尽可能设计多的实心铜箔,对尺寸稳定性有一定改善。

         4)刚柔过渡区导线应平整过渡,线路的方向应与弯曲的方向垂直。

         5)刚柔过渡区导线在整个弯曲区域应均匀分布。

         6)刚柔过渡区导线在整个弯曲区域在不影响电气性能外,导线宽度应最大化。

         7)刚柔过渡区尽量避免PTH设计。

         8)软板弯折区域不能有通孔设计。

         9)弯折区域在不影响装配的情况下应越大越好。

     

    七、软硬结合板工艺难点

        1FPC软板尺寸稳定性较于PCB硬板差,变形系数大,易造成叠层偏位后工序制造困难。

        2)软硬结合板在层压时软板区域易产生弯曲、皱折问题,影响外观。

        3)二钻时因结合板胶层较多,孔内易产生钻污,影响孔金属化。

        4)沉镀铜因二钻后孔内残留钻污,常规的湿法去沾污很难奏效,影响孔金属化。

        5PCB硬板丝印油墨易产生油墨渗入软板、积油、板边露铜等问题,影响外观及性能。

        6)外形成型时采用铣边工艺,软板区域易产生毛边、粗糙、参差不齐问题。

        7)采用PCB硬板预先不开挠性窗口工艺,整版PCB制造,采用常规工艺制作外形困难,特殊工艺则成本较高。

     

    八、软硬结合板工程设计规范

         1PCB可制造性:

       a、制造软硬结合板FPC选材尤为重要,再无特定要求内能满足客户需求以无胶基材类为先,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),且无胶基材变形系数小于有胶基材,所以采用无胶基材制造软硬结合板效果较好。 

       b、内层制造后,必须先侧量软板涨缩系数在制造硬板开窗及内层线路,以防止因涨缩系数不同而造成内层偏位问题。

       c、在设计上要考虑对位花斑及靶冲斑的设计,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。

       d、 为了解决钻孔毛刺、披锋问题,钻孔垫板最好采用铝箔板或环氧胶木板,不宜使用纸板。其次钻孔钻头的转速是尤为重要的工艺参数,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,所以在制作时必须调试及选择合理适当的工艺参数。

       e、常规的高锰酸钾、PI调整、硫酸溶液针对软硬结合板去钻污很难奏效,影响金属化孔。制造时可采用等离子清洗去钻污,等离子清洗能快速、均匀地把钻污从孔壁上处理掉,并形成一定的凹蚀,有效地实现三维连接,提高金属化孔的可靠性。

       f、软硬结合板硬板采取预先开柔性窗口工艺制作,丝印感光油墨可采取菲林晒网工艺制作,柔性区域屏蔽丝印油墨,防止油墨渗入柔性区域影响外观(阻焊曝光菲林软板区也可采取屏蔽制作,但必须保证油墨不可露铜)

       g、软硬结合板外形制造一般有以下几种工艺制造:

         g-1、硬板预先开柔性窗口采用铣边工艺:因柔性部分易于扭曲而造成铣出的外形参差不齐粗糙,制作时可在柔性窗口的上下垫入与刚性外层厚度一致的垫片,并且在铣外形时压紧,即可确保铣出光洁而且均匀的外形边缘,当然铣刀转数也尤为重要,太慢、太快都可能造成毛边问题,所以在制作时必须调试及选择合理适当的工艺参数。

       g-2、硬板预先开柔性窗口采用模冲工艺:模具制造可设计跳冲工艺,先冲软板区域在冲硬板,此种方案适于大批量生产。

       g-3、硬板未预先开柔性窗口采取控深锣板:控深锣板对机床精度及板面平整度要求很高,且对基材厚度计算要求准确,锣板太深则容易伤害软板,太浅则硬板锣不断。此种外形制造有一定制造风险,必须根据结构图形设计采用,常规产品不建议采用。

       g-4、硬板未预先开柔性窗口采取激光外形:此种方法制造同控深锣板略同,但激光外形对厚度有一定限制,FR4厚度高于0.4mm以上激光就比较困难,且成本较高。

     

    九、软硬结合板的常见问题

          硬结合板在生产过程中容易遇到一些常见问题,主要包括过孔断裂开路、柔性区皱折不平整、柔性区外形毛刺、粗糙以及柔性区断裂等。这些问题的产生可能会对硬结合板的品质和可靠性产生负面影响,因此需要进行有效的质量控制和解决方案。 

    十、软硬结合板验收标准

     

    序号

    内容

    参照标准

    1

    PCB外观可接收标准

    IPC-A-600

    2

    硬板资格认可与性能检验

    IPC-6012

    3

    柔性板的鉴定与性能规范

    IPC-6013

    4

    硬板设计准则

    IPC-D-275

    5

    柔性设计准则

    IPC-2223

    6

    PCB焊性设计

    I-STD-003A

    7

    有贯穿连接的刚柔多层印制板规范

    IEC-60326

    8

    各种测试方法

    IPC-TM-650

    9

    有贯穿连接的刚柔双面印制板规范

    IEC-326

     

     

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