挠性及刚挠印制电路板的资料共51页
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挠性和刚性-挠性印制电路板的制造工艺前言挠性印制电路板的发展和广泛应用,是因为它有着显著的优越性,它的结构灵活、体积小、重量轻(由薄膜构成)。
它除静态挠曲外,还能作动态挠曲、卷曲和折叠等。
它能向三维空间扩展,提高了电路设计和机械结构设计的自由度和灵活性,可以在x、y、z平面上布线,减少界面连接点,既减少了整机工作量和装配的差错,又大大提高电子设备整个系统的可靠性和稳定性。
挠性印制板的应用的领域更为广泛,如计算机、通信机、仪器仪表、医疗器械、军事和航天等方面。
随着微电子技术的飞速发展,电子设备的小型化和多功能化的发展趋势,拉动其发展的的主要是hdd用的无线浮动磁头、中继器和csp(chip scale package)所采用的内插器以及广泛应用的便携式电话、平面显示器等新的挠性板应用领域,特别是高密度互连结构(hdi)用的挠性板的应用,将极大地带动挠性印制电路技术的迅猛发层。
高密度挠性印制电路板成为各种类型控制系统的重要的组装件。
使挠性印制电路板应用获得长足的发展,迫使原低产量、高成本、高技术含量转化为常用技术时,面对全球经济化的趋势下,就必须考虑低成本、高产量化的问题,以满足市埸迅猛增长的需要。
特别是高密度挠性印制电路需求量倍增,一个重要的驱动因素-硬盘驱动器,可望将市埸继续推进到至少2004年。
一.挠性印制电路板的结构形式从目前使用的规格数量统计,主要有四种结构类型的挠性板:第一种是单面挠性印制电路板,它的特点就是结构简单,制作起来方便,其质量也最容易控制;第二种是双面挠性印制电路板,它的结构就比单面就复杂的多,特别是要经过镀覆孔的处理,控制难度就要高些;第三种就是多层挠性板,其结构形式就更复杂,工艺质量就更难控制,第六种是刚-挠性单面印制电路板;第五种是刚挠双面印制电路板;第六种是刚挠多层板。
后三种类型结构的印制电路板,比前三种类型结构的板制造起来就更加有难度。
这种挠性或刚挠性类型的结构形式请见以下系列图示:此主题相关图片如下:此主题相关图片如下:二.挠性板的材料从挠性印制电路板的结构分析,构成挠性印制电路板的材料有绝缘基材、胶粘剂、金属导体层(铜箔)和覆盖层。
挠性和刚挠印制板设计要求1范围1(1主题内容本标准规定了电子设备用挠性和刚挠印制板设计要求和在挠性、刚挠印制板上安装元器件和组件的设计要求。
1(2适用范围本标准适用于有或无屏蔽层、有或无增强层的挠性印制板,也适用于有或无金属化孔的刚挠印制板。
1(3分类1(3.1类型l型:单面挠性印制板。
可以有或无屏蔽层,也可有或无增强层。
2型:有金属化孔的双面挠性印制板。
可以有或无屏蔽层,也可有或无增强层。
3型:有金属化孔的多层挠性印制板。
可以有或无屏蔽层,也可有或无增强层。
4型:有金属化孔的多层刚挠印制板(导线层多于两层)。
5型:挠性印制板和刚性或挠性印制板粘成一体,在粘结区无金属化孔的印制板。
其导线层多于一层。
1、2和3型印制板的屏蔽层不作为导体层(见5、11条)。
1(3(2类别A类:在安装过程中能经受挠曲。
B类:在设计总图中规定能经受反复多次挠曲(通常不适用导体层数在2层以上的印制板)。
2引用文件GB 2036—80印制电路名词术语和定义GB 4588(3—88印制电路板设计和使用GB 5489—85印制板制图GB 8012-87铸造锡铅焊料GBl3555-92印制电路用挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜GBl4708-93挠性印制电路用涂胶聚酰亚胺薄膜GJB 2142-94印制板用覆金属箔层压板总规范SJ,T10309-92印制板用阻焊剂3 术语本标准中所用的术语及其定义按GB 2036的规定。
4 一般要求4(1设计要点挠性和刚挠印制板的设计要点应按本标准的规定。
在设计总图、照相底图和生产底版中应包括质量一致性检验用附连板的图形,质量一致性检验用附连板应按附录A(补充件)的图Al设计。
附连板应位于离板边缘不大于13mm和不小于6(4mm 处,且应反映全部制造过程,包括覆盖层的制造过程。
设计3型和4型挠性或刚挠印制板时,质量一致性检验用附连板图形应放在最复杂的刚性或挠性部分。
4(2设计总图除了本标准另有规定外,设计总图应按GB 5489和GB 4588(3制备。
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挠性线路板入门在不断追求超高速化、超高密度化的电子世界领域里,起着重要作用的就是FPC 。
挠性电路板(Flexible Printed Circuit )又称软性电路板(以下简称软板),是以聚脂薄膜或聚酰亚胺为基材,通过蚀刻在铜箔上形成线路而制成的一种具有高度可靠性,绝佳挠曲性的印刷电路。
此种电路板可随意弯曲、折迭,重量轻,体积小,散热性好,安装方便,冲破了传统的互连技术概念。
目前,软板在航天、军事、移动通讯、手提电脑、计算机外设、数字相机等领域或产品上得到了非常广泛的应用。
产品特性软板是用柔性的绝缘基材制成的印刷电路,具有许多硬性印刷电路板不具备的优点。
▪ 产品体积小、重量轻,大大缩小装置的体积,适用电子产品向高密度、小型化、轻量化、薄型化、高可靠方向发展的需要。
▪ 具有高度挠曲性,可自由弯曲、卷绕、扭转、折迭,可立体配线,依照空间布局要求任意安排,改变形状,并在三维空间内任意移动和伸缩,从而达到组件装配和导线连接一体化。
▪ 具有优良的电性能,耐高温,耐燃。
化学变化稳定,安定性好,可信赖度高。
▪ 具有更高的装配可靠性,为电路设计提供了方便,并能大幅度降低装配工作量,而且容易保证电路的性能,使整机成本降低。
▪通过使用增强材料的方法增加其强度,以取得附加的机械稳定性。
软硬结合的设计也在一定程度上弥补了柔性基材在组件承载能力上的略微不足。
产品分类软板分为以下几种类型:单面板、双面板及多层板等。
▪ 单面挠性板是在基材的一个面有一层通过化学蚀刻形成的导电图形。
▪ 双面挠性板是在基材的两个面各有一层通过化学蚀刻形成的导电图形。
金属化孔将绝缘材料两面的图形连接起来形成导电通路,以满足挠曲性的设计和使用功能。
▪ 多层挠性板是将三层或更多层的单面挠性电路或双面挠性电路层压在一起,通过钻孔、电镀形成金属化孔,在不同层间形成了导电的通路。
上述产品所采用的材料多以聚酰亚胺覆铜板为主。
此种材料耐热性高、尺寸稳定性好,与兼有机械保护和良好电气绝缘性能的覆盖膜通过热压而成最终产品。
撓性及剛撓印製板生產工藝二4.3.4粘結片的選用選用不同類型的粘結片對剛撓印製板的結構有著直接的影響。
圖13-16a-b是采用不同類型粘結片粘結內層的剛撓八層印製板結構示意圖。
其中a類是全部採用丙烯酸粘結薄膜做為內層的粘結片。
在這種結構中,丙烯酸厚度的百分比相當大,因而整個剛撓印製板的熱膨脹係數也很大。
這種結構的金屬化孔在熱應力試驗中容易失敗。
唯一可以彌補的方法就是增加電鍍銅層的厚度,從而增加銅層可靠性。
在這種結構中靠降低丙烯酸粘結片的厚度達到減少Z軸膨脹的方法是不實際的,一方面這不利於無氣泡層壓,另一方面靠增加壓力彌補其厚度的不足往往還會造成撓性內層圖形的偏移超差。
結構b是採用了用玻璃布做增強材料的丙烯酸代替無增強材料的丙烯酸粘結片。
這種有增強材料的丙烯酸不但能滿足無氣泡層壓的要求而且增加了結構的硬度。
它的缺點是在孔化之前要處理击出的玻璃纖維頭。
結構c中採用環氧玻璃布半固化片粘結壓了覆蓋層的撓性內層。
(a)丙烯酸粘結片(b)丙烯酸玻璃布半固化片(c)環氧玻璃布半固化片(d)環氧玻璃布(或丙烯酸玻璃布)半固化片(e)環氧玻璃布(或丙烯酸玻璃布)半固化片A:0.05mm厚雙面覆35μm銅箔聚酰亞胺薄膜B:帶丙烯酸粘結片的0.025mm厚聚酰亞胺覆蓋層C:雙面覆銅箔環氧玻璃布層壓板D:雙面覆銅箔聚酰亞胺玻璃布層壓板圖13-16剛撓多層印製板結構示意圖由於環氧樹脂與聚酰亞胺薄膜的結合力較差,因此在安裝和使用過程中,易產生內層分層的現象。
可以通過在環氧玻璃布與聚酰亞胺之間加一層丙烯酸膠增加結合力,這樣做的結果是又引進了丙烯酸而且還增加了生產的複雜性。
因此,這種結構不宜採用。
結構d中取消了覆蓋層,內層的粘結全部採用環氧玻璃布半固化片或環氧玻璃布做增強材料的丙烯酸。
撓性覆銅箔基材在表面的銅被蝕刻掉之後露出的是一層丙烯酸膠,因而它與環氧的結合力非常好。
同時,由於環氧材料的大量引入大大降低了整個剛撓印製板的熱膨脹係數,因此大大提高了金屬化孔的可靠性。
挠性和刚挠印制板设计要求1范围1.1主题内容本标准规定了电子设备用挠性和刚挠印制板设计要求和在挠性、刚挠印制板上安装元器件和组件的设计要求。
1.2适用范围本标准适用于有或无屏蔽层、有或无增强层的挠性印制板,也适用于有或无金属化孔的刚挠印制板。
1.3分类1.3.1类型l型:单面挠性印制板。
可以有或无屏蔽层,也可有或无增强层。
2型:有金属化孔的双面挠性印制板。
可以有或无屏蔽层,也可有或无增强层。
3型:有金属化孔的多层挠性印制板。
可以有或无屏蔽层,也可有或无增强层。
4型:有金属化孔的多层刚挠印制板(导线层多于两层)。
5型:挠性印制板和刚性或挠性印制板粘成一体,在粘结区无金属化孔的印制板。
其导线层多于一层。
1、2和3型印制板的屏蔽层不作为导体层(见5、11条)。
1.3.2类别A类:在安装过程中能经受挠曲。
B类:在设计总图中规定能经受反复多次挠曲(通常不适用导体层数在2层以上的印制板)。
2引用文件GB 2036—80印制电路名词术语和定义GB 4588.3—88印制电路板设计和使用GB 5489—85印制板制图GB 8012-87铸造锡铅焊料GBl3555-92印制电路用挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜GBl4708-93挠性印制电路用涂胶聚酰亚胺薄膜GJB 2142-94印制板用覆金属箔层压板总规范SJ/T10309-92印制板用阻焊剂3 术语本标准中所用的术语及其定义按GB 2036的规定。
4 一般要求4.1设计要点挠性和刚挠印制板的设计要点应按本标准的规定。
在设计总图、照相底图和生产底版中应包括质量一致性检验用附连板的图形,质量一致性检验用附连板应按附录A(补充件)的图Al设计。
附连板应位于离板边缘不大于13mm和不小于6.4mm 处,且应反映全部制造过程,包括覆盖层的制造过程。
设计3型和4型挠性或刚挠印制板时,质量一致性检验用附连板图形应放在最复杂的刚性或挠性部分。
4.2设计总图除了本标准另有规定外,设计总图应按GB 5489和GB 4588.3制备。
FPC:柔性电路板(柔性PCB): 简称"软板", 又称"柔性线路板", 也称"软性线路板、挠性线路板"或"软性电路板、挠性电路板", 英文是"FPC PCB"或"FPCB,Flexible and Rigid-Flex".1、挠性线路板(挠性印制板)挠性线路板(挠性印制板):英文Flexible Printed Board,缩写FPC,俗称软板。
IPC-T-50中对挠性线路板的定义是使用挠性的基材制作的单层、双层或多层线路的印制电路板,可以有覆盖层(阻焊层),也可以没有覆盖层(阻焊层)。
国标GB/T2036-94《印制电路术语》2.11对挠性印制板(FPC)的解释是:用挠性基材制成的印制板,可以有或无挠性覆盖层。
2、刚挠性印制板刚挠性印制板:英文Rigid-Flex Printed Board,(FPC)又称软硬结合板。
刚挠性印制板是由刚性和挠性基板有选择的层压在一起组成,结构紧密,以金属化孔形成导电连接,每块刚扰结合印制板上有一个或多个刚性区和一个或多个挠性区。
国标GB/T2036-94 2.11 《印制电路术语》对刚挠性印制板(FPC)的解释是:利用挠性基材并在不同区域与刚性基材结合而制成的印制板,在刚挠结合区,挠性基材与刚性基材的导电图形通常都要进行互连。
最常有的材料如:日资:MEKTEC(紫翔) 有泽TORAY 信越京瓷Sony美资: 杜邦ROGERS台资: 台虹宏仁律胜四维新杨佳胜国产:丹邦九江华弘柔性电路的挠曲性和可靠性目前FPC有:单面、双面、多层柔性板和刚柔性板四种。
①单面柔性板是成本最低,当对电性能要求不高的印制板。
在单面布线时,应当选用单面柔性板。
其具有一层化学蚀刻出的导电图形,在柔性绝缘基材面上的导电图形层为压延铜箔。
绝缘基材可以是聚酰亚胺,聚对苯二甲酸乙二醇酯,芳酰胺纤维酯和聚氯乙烯。
撓性及剛撓印製板生產工藝一1,概述撓性及剛撓印製板作為一種特殊的互連技術,由於能夠滿足三維組裝的要求,以及具有輕,薄,短,小的特點,已經被廣泛用於電腦,航空電子以及軍用電子設備中。
但它也有初始成本高以及不易更改和修復等缺點。
1.1撓性及剛撓印製板的分類根據撓性及剛撓印製板的結構可分為五種類型和兩個類別,如表13-1和表132所示。
其中結構比較複雜和製作難度較大的是A類3型板和A類4型板,即撓性多層印製板和剛撓多層印製板。
圖13-1為一塊剛撓印製板照片。
圖13-1剛撓多層印製板表13-1撓性及剛撓印製板的分類表13-2撓性及剛性印製板的類別1.2撓性及剛撓印製板結構撓性印製板與剛撓印製板都是以撓性材料為主體結構。
剛撓印製板與撓性印製板的主要區別在於剛撓印製板是在撓性印製板上再粘結兩個剛性外層,剛性層上的電路與撓性層上的電路通過金屬化孔相互連通。
每塊剛撓印製板有一個或多個剛性區和一個或多個撓性區。
圖13-2為一塊雙面撓性印製板的結構示意圖,圖13-3為一塊典型的八層剛撓印製板結構示意圖。
A:覆蓋層:帶0.05mm厚丙烯酸膠聚酰亞胺薄膜B:撓性電路:覆70μm銅箔的聚酰亞胺薄膜圖13-2雙面撓性板的層壓前後結構示意圖圖13-3 8層剛撓印製板結構示意圖A:雙面覆35μm銅箔的聚酰亞胺撓性基材B:帶0.025mm厚丙烯酸膠的聚酰亞胺覆蓋層C:雙面覆35μm銅箔環氧玻璃布層壓板D:丙烯酸粘結薄膜2,撓性及剛撓印製板的材料撓性印製板的材料主要包括撓性介質薄膜和撓性粘結薄膜。
剛撓印製板除了要採用撓性材料外,還要用到剛性材料,如環氧玻璃布層壓板及其半固化片或聚酰亞胺玻璃布層壓板及相應的半固化片。
2.1撓性介質薄膜常用的撓性介質薄膜有聚酯類,聚酰亞胺類和聚氟類。
聚酰亞胺具有耐高溫的特性,介電強度高,電氣性能和機械性能極佳,但是價格昂貴,且易吸潮,常用的聚酰亞胺介質薄膜有杜邦公司生產的Kapton 膜。
聚酯的許多性能與聚酰亞胺相近,但耐熱性較差,杜邦公司生產的聚酯介質薄膜Mylar膜也比較常用。
刚挠结合印制板中挠性区的纯胶与覆盖膜黏合性探究王萌辉 黄章农(珠海杰赛科技有限公司,广东 珠海 519170)(广州杰赛科技股份有限公司,广东 广州 510760)摘 要 有些刚挠结合印制板需要将挠性区制作成不分层结构,以防挠性区形状的改变对阻抗产生影响。
不分层结构根据叠层可设计为挠性区用纯胶黏合,刚性区用半固化片黏合的混压方式生产。
但直接使用纯胶粘合挠性区,存在挠性区剥离强度差、易分层的风险,故尝试探索一种有效的处理方式使得成品挠性区剥离强度符合要求,不出现分层。
关键词 刚挠结合印制板;不分层;纯胶中图分类号:TN41 文献标识码:A 文章编号:1009-0096(2021)06-0013-06Study on the adhesion of pure adhesiveand PI in flexible area of RFPCWang Menhui Huang ZhangnongAbstract Some rigid-flex PCB need to make the flexible area into non delamination structure to prevent the change of the shape of the flexible area from affecting the impedance. According to the lamination, the non-layered structure can be designed to be bonded by pure adhesive in the flexible plate and bonded by semi-cured sheet in the rigid zone. However, there are risks of poor peeling strength and easy delamination when pure adhesive is used to glue the flexible plate directly. Therefore, an effective way is trying to make the peeling strength of the flexible plate meet the requirements without delamination.Key words Rigid-Flex PCB; Non Delamination; Pure Adhesive0 前言印制电路板(PCB)在电子产品中占据的地位也愈来愈高,其中刚挠结合印制板(R-FPB)的应用也不断增多。