軟硬結(jié)合板材料:剛?cè)岵?jì),成就卓越電子連接
軟硬結(jié)合板使用的硬板材料與常用的硬板材料一致,軟板材料與常用的軟板材料一致。在軟硬結(jié)合板層疊歸一化過程中,為了使材料種類統(tǒng)一,廠家備料方便,軟硬結(jié)合板選用了HDI硬板中常用的PP1080。
除芯板外,其它材料均是卷狀提供。
① FCCL
FCCL = 撓性覆銅板Flexible Copper Clad Laminater
2L FCCL只有PI和銅兩層組成
3L FCCL包括PI、膠和銅三層。
剛?cè)岚?/a>設(shè)計中優(yōu)先選擇優(yōu)選2L FCCL(無膠銅)
②PI
聚酰亞胺(簡稱PI)是柔性電路加工中最常用的熱固化絕緣材料。材料的厚度范圍一般是12.5μm(0.5mil)至125μm(5mil),已有的厚度有7.5、12.5、25、50、75和125um。常用的規(guī)格是25μm(1mil)和12.5μm(0.5mil)。
優(yōu)點:高度撓曲性,良好的抗撕裂性。耐高溫、耐燃,可折疊可防靜電干擾,化學(xué)變化穩(wěn)定,良好的絕緣性能和介電性能。是阻燃材料,具有突出的抵抗焊接溫度性能,在焊接條件下電性能絲毫無損。電氣性能和機(jī)械性能極佳。利于設(shè)計、使用壽命長。
缺點:吸濕性高,價格相對高。
③粘合劑
用來粘接導(dǎo)體和介質(zhì)也是非常重要的。它必須保證FPC在加工時不脫膠或不過多地溢膠。
丙烯酸類(Acrylic 12.5um/25um)
丙烯酸膠(Acrylic adhesives)及其改良膠(Modified Acrylic Adhesives)是一種熱固化材料。
材料厚度一般有12.5μm(0.5mil)至100μm(4mil),常用的是0.5mil和1mil。它廣泛應(yīng)用于高溫柔性場合(如需要鉛錫焊接操作),保證在這些應(yīng)用場合下不脫膠或起泡。它還具有優(yōu)良的抗化學(xué)作用特性,可以抵抗加工過程中化學(xué)物質(zhì)和溶劑的影響。結(jié)合力極好,而且撓性很好.在選用改性丙烯酸薄膜做內(nèi)層的粘結(jié)劑時,兩個內(nèi)層之間的丙烯酸的厚度一般不超過0.05mm,以防止熱沖擊時Z方向膨脹過大而造成金屬化孔的斷裂。當(dāng)0.05mm厚的丙烯酸無法滿足粘結(jié)要求時,應(yīng)改用環(huán)氧樹脂型粘結(jié)片代替.與傳統(tǒng)的丙烯酸膠不一樣,改良丙烯酸膠具有部分類似熱塑性材料的特性。它是用局部橫向耦合的方式來改良材料的。當(dāng)溫度大于它的玻璃轉(zhuǎn)化溫度時(Tg),膠就粘到銅或介質(zhì)上。因為材料的局部橫向耦合結(jié)構(gòu),膠可以在需要時重復(fù)粘接。
環(huán)氧類(Epoxy 12.5um/25um)
環(huán)氧樹脂是一種熱固化材料,結(jié)合力不如丙烯酸樹脂,因而主要用于粘結(jié)覆蓋層和內(nèi)層。環(huán)氧樹脂的熱膨脹系數(shù)低于丙烯酸數(shù)倍,在Z方向的熱膨脹小,利于保證金屬化孔的耐熱沖擊性。在環(huán)氧樹脂里面加入其它聚合物來得到增加柔性的改良環(huán)氧樹脂膠。改良環(huán)氧樹脂膠具有低的溫度膨脹系數(shù),經(jīng)常應(yīng)用于多層FPC或軟硬結(jié)合板。改良環(huán)氧樹脂膠具有極好的Z軸膨脹系數(shù)特性,還具有高的粘合力,低的潮濕吸收率,以及抵制加工過程化學(xué)溶劑的抗化學(xué)作用特性。
④銅箔
電解銅箔(ED,Electrodeposited copper)
采用電鍍方式形成,其銅微粒結(jié)晶狀態(tài)為垂直針狀,易在蝕刻時形成垂直的線條邊緣,有利于精細(xì)線路的制作;但在彎曲半徑小于5mm或動態(tài)撓曲時,針狀結(jié)構(gòu)易發(fā)生斷裂。
壓延銅箔(RA,Rolled-Annealed copper)
其銅微粒呈水平軸狀結(jié)構(gòu),能適應(yīng)多次撓曲且壓延銅表面比電解銅的光滑,撓性覆銅基材多選用壓延銅箔。由于趨膚效應(yīng)的原因,用壓延銅做的導(dǎo)線在高頻時的損耗較小。
建議在設(shè)計文件中,指出FPC彎曲的方向,使FPC板彎曲的方向與銅的方向一致。
⑤ PP
PP代表的是Prepreg(預(yù)浸覆材料)。
Normal PP:指的是普通的預(yù)浸覆材料,通常用于多層PCB的制造。預(yù)浸覆材料是一種基于樹脂的玻璃纖維布,它在制造PCB時用來粘合層間的銅箔和保證PCB板的絕緣性能。
No-Flow PP:指的是不流動的預(yù)浸覆材料。與普通的預(yù)浸覆材料相比,No-Flow PP在制造高密度互連PCB時使用,它的特性在于在高溫下不會流動,這樣能夠更好地控制銅箔的位置和厚度,從而保證PCB的尺寸和形狀精度。
因此,PP在PCB板中代表的是預(yù)浸覆材料,而Normal PP和No-Flow PP則是不同類型的預(yù)浸覆材料,用于不同的PCB制造需求。
⑥ 阻焊
軟硬結(jié)合板硬板區(qū)域的阻焊與硬板設(shè)計規(guī)范一致,采用綠油設(shè)計。軟板區(qū)域的阻焊與柔板設(shè)計規(guī)范一致,采用Coverlayer設(shè)計(Coverlayer是指覆蓋在PCB表面的一層保護(hù)性材料。Coverlayer通常是一種聚合物薄膜,如聚酰亞胺(PI)或聚酰胺酯(PET),它可以覆蓋在PCB的表面,以提供保護(hù)和絕緣作用。)。軟板區(qū)域存在細(xì)間距焊盤的時候,無法使用Coverlayer時,也使用阻焊油墨。
⑦ 補(bǔ)強(qiáng)(Stiffener)
補(bǔ)強(qiáng)的材料和軟板補(bǔ)強(qiáng)的材料一致。軟硬結(jié)合板貼補(bǔ)強(qiáng)的膠盡量采用熱壓膠,以保證單板SMT過回流爐時補(bǔ)強(qiáng)不會掉。
軟硬結(jié)合板廠生產(chǎn)流程
因為軟硬結(jié)合板是FPC與PCB的組合,軟硬結(jié)合板的生產(chǎn)應(yīng)同時具備FPC生產(chǎn)設(shè)備與PCB生產(chǎn)設(shè)備。首先,由電子工程師根據(jù)需求畫出軟性結(jié)合板的線路與外形,然后,下發(fā)到可以生產(chǎn)軟硬結(jié)合板的工廠,經(jīng)過CAM工程師對相關(guān)文件進(jìn)行處理、規(guī)劃,然后安排FPC產(chǎn)線生產(chǎn)所需FPC、PCB產(chǎn)線生產(chǎn)PCB,這兩款軟板與硬板出來后,按照電子工程師的規(guī)劃要求,將FPC與PCB經(jīng)過壓合機(jī)無縫壓合,再經(jīng)過一系列細(xì)節(jié)環(huán)節(jié),最終就制程了軟硬結(jié)合板。很重要的一個環(huán)節(jié),應(yīng)為軟硬結(jié)合板難度大,細(xì)節(jié)問題多,在出貨之前,一般都要進(jìn)行全檢,因其價值比較高,以免讓供需雙方造成相關(guān)利益損失。
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