從標題中可以看出,我最近研究了硬板和軟板的技術。軟硬板有許多好處,許多設計師以前都不知道,因為他們的設計不必使用這種技術。然而,越來越多的設計師現在面臨著構建越來越高密度電子設備的壓力。更令人頭疼的是制造成本和制造時間的不斷降低。實際上,這確實不是一個新的技術問題。許多工程師和設計師長期以來一直頭疼,壓力越來越大。
軟板和硬板的組合很可能成為路上新手的陷阱新技術的發展。因此,理解如何制造柔性電路和軟硬板是明智的。通過這種方式,我們可以輕松找到設計中的隱患并防止其發生。現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氧樹脂。事實上,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。由于固化的環氧樹脂,可以使該層更加堅硬。由于它不夠靈活,因此無法應用于某些產品。但是,它適用于許多簡單組裝且不會繼續移動的電子產品。
在更多應用中,我們需要一種比以往更靈活的柔性塑料薄膜。環氧樹脂。我們最常見的材料是聚酰亞胺(PI),它非常柔軟和堅固,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定性,可以很容易地承受加工過程中回流過程的溫度變化,在溫度波動過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,更不用說焊接,柔性電路板通常通過冷壓工藝生產。我記得這個時鐘收音機的顯示部分使用這種靈活的連接電路,因此這種收音機通常無法正常工作。根本原因是這種質量差的連接器。因此,我們建議軟質和硬質粘接板仍然選用PI薄膜,也可以使用其他材料但不經常使用。
PI薄膜,PET薄膜,薄環氧樹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膜,通常是PI或PET膜,有時使用掩膜阻焊油墨。與硬板上的保護層保護電路一樣,保護膜可以使導體與外部絕緣,以保護導體免受腐蝕和損壞。 PI和PET膜的厚度范圍為1/3密耳至3密耳,更常見的是1密耳或2密耳厚度。玻璃纖維和環氧樹脂較厚,通常為2密耳至4密耳。
導體
印刷電線用于上述省錢的電子產品,通常是碳膜或銀基油墨,但銅線仍然是一種流行的選擇。根據應用,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增加銅的重量來增加載流能力,從而獲得可實現的銅皮寬度,例如平面電感器。
眾所周知,銅在加工硬化和應力疲勞方面相對較差。如果最終應用中的柔性電路需要反復折疊或重復移位,則高級軋制鋼化銅箔(RA)是更好的選擇。顯然,軋制增韌的步驟必然會增加成本,但是在疲勞斷裂發生之前,軋制的增韌銅箔可以彎曲和折疊更多次。它在Z偏轉方向上更具彈性,這是我們所需要的,并且在經常彎曲和卷起的應用中,它使我們的壽命更長。因為滾動增韌工藝在平面方向上延長了晶粒結構。
圖2:夸張版本,非比例組合物的滾動增韌過程的圖示。通過高壓輥后,銅箔可以在平面方向上延伸其晶粒結構,使銅更柔軟,增加z軸的彈性。
一個典型的例子是龍門架和銑刀頭之間的連接,或藍色執行器中的激光頭(如下圖所示)。
圖3:在藍光機中,柔性電路應用以及激光器與主板之間的連接。請注意,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),因為與傳統的FR-4剛性板不同,軋制和增韌銅箔的表面沒有很多毛刺,因此無法實現高溫和高壓。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密耳丙烯酸或環氧樹脂膠的粘合劑。這種粘合劑是專門為柔性電路板開發的。
“無膠”層壓板因直接涂層和沉積等新加工技術的引入而越來越受歡迎PI膜上的銅。在需要更細間距和更小通孔的HDI電路中,薄膜可以大量使用。
當需要在軟接頭和硬接頭上添加保護珠時,我們將使用硅膠,熱熔膠或環氧樹脂。這將增加軟接頭和硬接頭的機械強度,確保在重復使用期間不會發生應力疲勞或撕裂。最好的例子如圖3所示。
總結
了解柔性電路板或硬質和軟質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應用自由選擇材料,但這會給最終產品的失敗帶來隱患。
了解其屬性材料還可以幫助我們設計,評估和測試我們產品的機械部件。如果您正在開發用于汽車應用的產品,散熱,濕氣,化學腐蝕,沖擊等,需要仔細模擬,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硬板的靈活應用,這通常暴露在惡劣的環境中。例如,低成本的消費者個人電子設備經常受到振動,跌落,汗水等的困擾。
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