Производствожесткие гибкие печатные платыкоторый можно сгибать и складывать, — это инженерный проект, объединяющий прецизионное материаловедение и сложные технологические процессы. Его суть заключается в плавном сочетании жестких областей (таких как эпоксидная смола FR-4) с гибкими областями (таких как полиимидная пленка) с помощью специальных процессов, достигая функции «жесткий там, где жесткий, гибкий там, где гибкий». Ниже приводится подробный анализ процесса его изготовления:
1. Подготовка материала: краеугольный камень сочетания жесткости и гибкости.
Материал жесткой зоны: выбрана эпоксидная смола FR-4, твердая и стабильная, обеспечивающая механическую поддержку и гарантирующую фиксацию прецизионных компонентов, таких как чипы и батареи, в оборудовании. Его толщина обычно составляет 0,2-1,6 мм, чтобы удовлетворить требования к прочности различных устройств.
Гибкий материал: использование полиимидной (PI) пленки толщиной 0,025–0,1 мм, что эквивалентно толщине нескольких листов формата А4. ПИ-пленка выдерживает высокие температуры выше 260 градусов и не ломается даже после многократного сгибания 100 000 раз. В то же время он обладает отличными изоляционными характеристиками и может предотвратить короткое замыкание в цепи. Этот материал является ключом к тому, что гибкие печатные платы могут сгибаться, как бумага.
Выбор медной фольги: рулонная медная фольга используется в гибких зонах, поскольку она обладает лучшей пластичностью и менее склонна к поломке при сгибании; В жесткой области используется электролитическая медная фольга, отвечающая требованиям к проводимости и механической прочности.
2. Основной технологический процесс: от разделения к синтезу
Производите гибкие и жесткие подложки отдельно:
Гибкое производство подложек: во-первых, придайте ПИ-пленке шероховатость, чтобы удалить поверхностные масляные пятна и оксидные слои, а также улучшить адгезию с медной фольгой. Затем, в процессе плакирования медью-, свернутая медная фольга объединяется с ПИ-пленкой, образуя гибкую подложку. Этот шаг требует строгого контроля температуры и времени, чтобы избежать деформации подложки ПИ или плохого эффекта обработки.
Производство жесткой подложки: традиционная плата FR-4 используется для формирования жесткой структуры схемы с помощью таких процессов, как сверление и гальваника. Процесс производства аналогичен процессу производства обычной жесткой печатной платы, но необходимо обеспечить совместимость с дизайном интерфейса гибкой области.
Ламинированный процесс: «черная технология», сочетающая жесткость и гибкость:
Это наиболее важный этап в производстве жестких и гибких печатных плат. С помощью технологии селективного ламинирования жесткие подложки, гибкие подложки и клейкие листы (пленки из эпоксидной смолы) ламинируются под воздействием высокой температуры и высокого давления. Температура контролируется на уровне 170-180 градусов, давление 2-3 МПа, время 60-90 минут. Чтобы предотвратить сдавливание гибкой части, во время ламинирования под гибкую часть помещается силиконовая пленка в качестве «буферной прокладки».
Ламинированную печатную плату также необходимо подвергнуть «обработке для снятия напряжения» -, запекая в духовке при температуре 120 градусов в течение 2 часов, чтобы снять внутреннее напряжение, возникающее в процессе ламинирования, и избежать деформации во время последующей обработки.
Сверление и проводка:
Сверление: Механическое сверление используется в жестких областях, тогда как лазерное сверление необходимо использовать в гибких областях, чтобы избежать повреждения гибкой подложки механическим напряжением. Лазерное сверление позволяет добиться меньших отверстий (до 0,1 мм), что соответствует требованиям к прокладке проводов с высокой-плотностью.
Конструкция проводки: Линии на гибких участках следует прокладывать равномерно и не слишком плотно, иначе они могут сломаться при сгибании. В конструкции проводки необходимо сбалансировать «гибкость» и «проводимость», чтобы обеспечить плавное прохождение цепи во время многократного складывания.
Обработка поверхности и тестирование:
Обработка поверхности включает иммерсионное золото, оловянное напыление и т. д. для предотвращения окисления и ржавчины, а также для повышения безопасности сварных компонентов.
Процесс тестирования имеет решающее значение и требует проверки электрических характеристик с помощью летающего штифта или специальных приспособлений, чтобы гарантировать, что изменение сопротивления составляет менее 20 % после 150 000 изгибов, что соответствует стандарту электрических испытаний IPC-ET-652.
3. Технические трудности и инновации.
Надежность соединения: Соединение между гибкими и жесткими участками не должно быть ослабленным и не должно нарушаться при изгибе. Принятие «процесса ступенчатого прессования» похоже на надевание «прочной оболочки» на соединение между ними, гарантирующей, что оно не упадет даже после сгибания в десятки тысяч раз.
Технология контроля клея: во время ламинирования клей не должен перетекать в гибкую область, иначе он затвердеет гибкую основу и приведет к сбою при изгибе. Это требует чрезвычайно высокой точности процесса и технологии контроля клея.
Управление разницей КТР: разница в коэффициенте теплового расширения между жесткими материалами (КТР 18 ppm/градус C) и гибкими материалами (CTE 30 ppm/градус C) значительна, и ее необходимо контролировать в течение 5-7 циклов прессования, чтобы избежать структурной деформации, вызванной изменениями температуры.
4. Применение и будущее
Жестко-гибкие печатные платы широко используются в областях, требующих высокой интеграции и гибкости, таких как складные смартфоны, умные часы и медицинские устройства. Сложность процесса ее изготовления можно назвать «потолком» индустрии печатных плат, но с развитием носимых устройств, гибких дисплеев и других областей процесс производства жестко-гибких печатных плат будет двигаться в сторону более тонких (толщины) печатных плат.<0.05mm), more bending resistant (more than 500000 times), and may even achieve circuits that can be woven like fabric, making electronic devices truly "ubiquitous".
Жесткая гибкая печатная плата, печатная плата FR-4, гибкие монтажные платы