柔性线路板的设计和工艺
随着越来越多的手机采用翻盖结构,柔性电路板也随之越来越多的被采用。
按照基材和铜箔的结合方式划分,柔性电路板可分为两种: 有胶柔性板和无胶柔性板。
其中无胶柔性板的价格比有胶的柔性板要高得多,但是它的柔韧性、铜箔和基材的结合力、焊盘的平面度等参数也比有胶柔性板要好。所以它一般只用于那些要求很高的场合,如:COF(CHIP ON FLEX,柔性板上贴装裸露芯片,对焊盘平面度要求很高)等。
由于其价格太高,目前在市场上应用的绝大部分柔性板还是有胶的柔性板。
下面我们要介绍和讨论的也是有胶的柔性板。由于柔性板主要用于需要弯折的场合,若设计或工艺不合理,容易产生微裂纹、开焊等缺陷。下面就是关于柔性电路板的结构及其在设计、工艺上的特殊要求。
柔性板的结构
按照导电铜箔的层数划分,分为单层板、双层板、多层板、双面板等。
单层板的结构:这种结构的柔性板是最简单结构的柔性板。通常基材+透明胶+铜箔是一套买来的原材料,保护膜+透明胶是另一种买来的原材料。首先,铜箔要进行刻蚀等工艺处理来得到需要的电路,保护膜要进行钻孔以露出相应的焊盘。清洗之后再用滚压法把两者结合起来。然后再在露出的焊盘部分电镀金或锡等进行保护。这样,大板就做好了。一般还要冲压成相应形状的小电路板。
也有不用保护膜而直接在铜箔上印阻焊层的,这样成本会低一些,但电路板的机械强度会变差。除非强度要求不高但价格需要尽量低的场合,最好是应用贴保护膜的方法。
双层板的结构:当电路的线路太复杂、单层板无法布线或需要铜箔以进行接地屏蔽时,就需要选用双层板甚至多层板。
多层板与单层板最典型的差异是增加了过孔结构以便连结各层铜箔。一般基材+透明胶+铜箔的第一个加工工艺就是制作过孔。先在基材和铜箔上钻孔,清洗之后镀上一定厚度的铜,过孔就做好了。之后的制作工艺和单层板几乎一样。
双面板的结构:双面板的两面都有焊盘,主要用于和其他电路板的连接。虽然它和单层板结构相似,但制作工艺差别很大。它的原材料是铜箔,保护膜+透明胶。先要按焊盘位置要求在保护膜上钻孔,再把铜箔贴上,腐蚀出焊盘和引线后再贴上另一个钻好孔的保护膜即可。
材料的性能及选择方法
(1)、基材:
材料为聚酰亚胺(POLYMIDE),是一种耐高温,高强度的高分子材料。它是由杜邦发明的高分子材料,杜邦出产的聚酰亚胺名字叫KAPTON。另外还可买到一些日本生产的聚酰亚胺,价钱比杜邦便宜。
它可以承受400摄氏度的温度10秒钟,抗拉强度为15,000-30,000PSI。
25μm厚的基材价格最便宜,应用也最普遍。如果需要电路板硬一点,应选用50μm的基材。反之,如果需要电路板柔软一点,则选用13μm的基材。
(2)、基材的透明胶:
分为环氧树脂和聚乙烯两种,都为热固胶。聚乙烯的强度比较低,如果希望电路板比较柔软,则选择聚乙烯。
基材和其上的透明胶越厚,电路板越硬。如果电路板有弯折比较大的区域,则应尽量选用比较薄的基材和透明胶来减少铜箔表面的应力,这样铜箔出现微裂纹的机会比较小。当然,对于这样的区域,应该尽可能选用单层板。
(3)、铜箔:
分为压延铜和电解铜两种。压延铜强度高,耐弯折,但价格较贵。电解铜价格便宜得多,但强度差,易折断,一般用在很少弯折的毕业论文http://www.751com.cn场合。
铜箔厚度的选择要依据引线最小宽度和最小间距而定。铜箔越薄,可达到的最小宽度和间距越小。
选用压延铜时,要注意铜箔的压延方向。铜箔的压延方向要和电路板的主要弯曲方向一致。
(4)、保护膜及其透明胶:
同样,25μm的保护膜会使电路板比较硬,但价格比较便宜。对于弯折比较大的电路板,最好选用13μm的保护膜。
透明胶同样分为环氧树脂和聚乙烯两种,使用环氧树脂的电路板比较硬。当热压完成后,保护膜的边缘会挤出一些透明胶,若焊盘尺寸大于保护膜开孔尺寸时,此挤出胶会减小焊盘尺寸并造成其边缘不规则。此时,应尽量选用13μm厚度的透明胶。
(5)、焊盘镀层:
对于弯折比较大又有部分焊盘裸露的电路板,应采用电镀镍+化学镀金层、镍层应尽可能薄:0.5-2μm,化学金层0.05-0.1μm。
焊盘及引线的形状设计
(1).SMT焊盘:
——普通焊盘:
防止微裂纹的发生。
——加强型焊盘:
如果要求焊盘强度很高或做加强型设计。