剛性柔性PCB板技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

從標(biāo)題中可以看出，我最近研究了硬板和軟板的技術(shù)。軟硬板有許多好處，許多設(shè)計(jì)師以前都不知道，因?yàn)樗麄兊脑O(shè)計(jì)不必使用這種技術(shù)。然而，越來(lái)越多的設(shè)計(jì)師現(xiàn)在面臨著構(gòu)建越來(lái)越高密度電子設(shè)備的壓力。更令人頭疼的是制造成本和制造時(shí)間的不斷降低。實(shí)際上，這確實(shí)不是一個(gè)新的技術(shù)問(wèn)題。許多工程師和設(shè)計(jì)師長(zhǎng)期以來(lái)一直頭疼，壓力越來(lái)越大。

軟板和硬板的組合很可能成為路上新手的陷阱新技術(shù)的發(fā)展。因此，理解如何制造柔性電路和軟硬板是明智的。通過(guò)這種方式，我們可以輕松找到設(shè)計(jì)中的隱患并防止其發(fā)生?，F(xiàn)在讓我們知道制作這些電路板需要哪些基本材料。

柔性電路材料

基材和保護(hù)膜

首先，我們考慮普通的剛性印刷電路板，其基材通常是玻璃纖維和環(huán)氧樹(shù)脂。事實(shí)上，這些材料是一種纖維，雖然我們稱之為“剛性”，如果你采取單層，你可以感受到它的彈性。由于固化的環(huán)氧樹(shù)脂，可以使該層更加堅(jiān)硬。由于它不夠靈活，因此無(wú)法應(yīng)用于某些產(chǎn)品。但是，它適用于許多簡(jiǎn)單組裝且不會(huì)繼續(xù)移動(dòng)的電子產(chǎn)品。

在更多應(yīng)用中，我們需要一種比以往更靈活的柔性塑料薄膜。環(huán)氧樹(shù)脂。我們最常見(jiàn)的材料是聚酰亞胺（PI），它非常柔軟和堅(jiān)固，我們不能輕易撕裂或拉伸它。此外，它具有令人難以置信的熱穩(wěn)定性，可以很容易地承受加工過(guò)程中回流過(guò)程的溫度變化，在溫度波動(dòng)過(guò)程中幾乎找不到它的伸縮變形。

滌綸（PET）是另一種常用的柔性電路材料，其比PI膜比單獨(dú)的聚酰亞胺（PI）膜具有更低的耐熱性和溫度變形。這種材料通常用于低成本的電子設(shè)備中，其中印刷線被包裹在軟膜中。由于PET不能承受高溫，更不用說(shuō)焊接，柔性電路板通常通過(guò)冷壓工藝生產(chǎn)。我記得這個(gè)時(shí)鐘收音機(jī)的顯示部分使用這種靈活的連接電路，因此這種收音機(jī)通常無(wú)法正常工作。根本原因是這種質(zhì)量差的連接器。因此，我們建議軟質(zhì)和硬質(zhì)粘接板仍然選用PI薄膜，也可以使用其他材料但不經(jīng)常使用。

PI薄膜，PET薄膜，薄環(huán)氧樹(shù)脂玻璃纖維芯是柔性電路的常用材料。此外，電路還需要使用其他保護(hù)膜，通常是PI或PET膜，有時(shí)使用掩膜阻焊油墨。與硬板上的保護(hù)層保護(hù)電路一樣，保護(hù)膜可以使導(dǎo)體與外部絕緣，以保護(hù)導(dǎo)體免受腐蝕和損壞。 PI和PET膜的厚度范圍為1/3密耳至3密耳，更常見(jiàn)的是1密耳或2密耳厚度。玻璃纖維和環(huán)氧樹(shù)脂較厚，通常為2密耳至4密耳。

導(dǎo)體

印刷電線用于上述省錢的電子產(chǎn)品，通常是碳膜或銀基油墨，但銅線仍然是一種流行的選擇。根據(jù)應(yīng)用，我們必須選擇不同形式的銅箔。如果只是更換電線和連接器，從而減少制造時(shí)間和成本，那么適用于合適電路板的電解銅箔是最佳選擇。電解銅箔還用于通過(guò)增加銅的重量來(lái)增加載流能力，從而獲得可實(shí)現(xiàn)的銅皮寬度，例如平面電感器。

眾所周知，銅在加工硬化和應(yīng)力疲勞方面相對(duì)較差。如果最終應(yīng)用中的柔性電路需要反復(fù)折疊或重復(fù)移位，則高級(jí)軋制鋼化銅箔（RA）是更好的選擇。顯然，軋制增韌的步驟必然會(huì)增加成本，但是在疲勞斷裂發(fā)生之前，軋制的增韌銅箔可以彎曲和折疊更多次。它在Z偏轉(zhuǎn)方向上更具彈性，這是我們所需要的，并且在經(jīng)常彎曲和卷起的應(yīng)用中，它使我們的壽命更長(zhǎng)。因?yàn)闈L動(dòng)增韌工藝在平面方向上延長(zhǎng)了晶粒結(jié)構(gòu)。

圖2：夸張版本，非比例組合物的滾動(dòng)增韌過(guò)程的圖示。通過(guò)高壓輥后，銅箔可以在平面方向上延伸其晶粒結(jié)構(gòu)，使銅更柔軟，增加z軸的彈性。

一個(gè)典型的例子是龍門架和銑刀頭之間的連接，或藍(lán)色執(zhí)行器中的激光頭（如下圖所示）。

圖3：在藍(lán)光機(jī)中，柔性電路應(yīng)用以及激光器與主板之間的連接。請(qǐng)注意，激光頭板上的柔性電路需要彎曲成直角。在這里，膠珠用于增強(qiáng)柔性電路的連接。

粘合劑

通常，我們需要粘合劑粘合銅箔和PI膜（或其它薄膜），因?yàn)榕c傳統(tǒng)的FR-4剛性板不同，軋制和增韌銅箔的表面沒(méi)有很多毛刺，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)高溫和高壓。附著力好。杜邦等制造商提供單面，雙面，可腐蝕的覆銅層壓板。它使用1/2密耳或1密耳丙烯酸或環(huán)氧樹(shù)脂膠的粘合劑。這種粘合劑是專門為柔性電路板開(kāi)發(fā)的。

“無(wú)膠”層壓板因直接涂層和沉積等新加工技術(shù)的引入而越來(lái)越受歡迎PI膜上的銅。在需要更細(xì)間距和更小通孔的HDI電路中，薄膜可以大量使用。

當(dāng)需要在軟接頭和硬接頭上添加保護(hù)珠時(shí)，我們將使用硅膠，熱熔膠或環(huán)氧樹(shù)脂。這將增加軟接頭和硬接頭的機(jī)械強(qiáng)度，確保在重復(fù)使用期間不會(huì)發(fā)生應(yīng)力疲勞或撕裂。最好的例子如圖3所示。

總結(jié)

了解柔性電路板或硬質(zhì)和軟質(zhì)粘接電路板中使用的材料非常重要。我們也可以讓制造商根據(jù)應(yīng)用自由選擇材料，但這會(huì)給最終產(chǎn)品的失敗帶來(lái)隱患。

了解其屬性材料還可以幫助我們?cè)O(shè)計(jì)，評(píng)估和測(cè)試我們產(chǎn)品的機(jī)械部件。如果您正在開(kāi)發(fā)用于汽車應(yīng)用的產(chǎn)品，散熱，濕氣，化學(xué)腐蝕，沖擊等，需要仔細(xì)模擬，以獲得最高的可靠性和最小允許的彎曲半徑與正確的材料。具有諷刺意味的是，它促使我們選擇柔軟和堅(jiān)硬板的靈活應(yīng)用，這通常暴露在惡劣的環(huán)境中。例如，低成本的消費(fèi)者個(gè)人電子設(shè)備經(jīng)常受到振動(dòng)，跌落，汗水等的困擾。