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挠性电路设计和加工工艺之材料及制造

随着手机、冰箱、汽车和可穿戴医疗设备等各种设备对各种传感器和技术的使用,线路板成为电子产品的基础。在如今的电子产品世界中,只要是带开关的产品都包含了线路板

由于适应性强,挠性电路成为了增长最快的细分市场之一。随着挠性和刚挠结合电路的引入,工程师们能够在设计新型创新产品方面施展他们的独创能力。挠性板和刚挠结合板可以安装在紧凑的三维空间中,同时确保能够经受得住机械磨损和振动。工程师可以设计出的产品也更加多样。在本文中,佩特pcb小编主要讲解分析挠性电路设计和加工工艺中的材料及制造。

一、材料

材料选择对于设计挠性电路非常重要,电路的挠曲能力取决于制作线路板的材料类型。虽然板的厚度也会决定其挠性水平,但选择正确的材料将能够提高挠性电路的质量和生命周期。由于挠性电路设计所具有的独特性,我们建议在原型和最终批量生产产品中使用相同的材料。美国大多数制造商都使用了杜邦制造的聚酰亚胺。由于成本和供货限制原因,美国以外的制造商可能会在其他材料供应商处采购。

对挠性电路进行测试的目的是看其可以承受多少次循环。确定挠性电路的弯曲程度或能够承受多少循环的方法是对其进行应力测试。

挠性电路中所使用的铜的类型是另一个关键材料属性。有两种类型的铜,电解铜(ED)和退火压延铜(RA)。挠性电路一般更多采用压延铜。铜能够卷到挠性材料上并且具有非常好的延展性。因此,在制造图纸上标明晶粒方向也很重要。铜晶粒方向需要与弯曲方向相同。大块敷铜区域(如接地面)应尽可能采用网格交叉,这会使电路更易于弯曲。

二、制造

设计完成后的下一步就是制造。挠性电路比传统的刚性电路更难制造。因此,挠性电路需要更长的制造时间,也就会导致更长的交货时间。

有几个问题导致整体交货时间延长。首先,挠性电路使用的是薄、易损且难以搬运移动的聚酰亚胺材料来制造。导通孔钻孔和镀通孔的化学工艺也不同。此外,补强板和覆盖层还需要大量人工操作。其结果是双层挠性电路的最短制造时间为3个工作日。层数更多的话,制造时间可能会长达2到3周。

制造刚挠结合线路板与制造刚性线路板相比区别非常大。在车间开始生产之前,刚挠结合板的规划和计算机辅助制造准备可能需要2到3天才能完成。这项前期工程工作至关重要。在刚挠结合板的制造工艺过程中有许多步骤,而其中的每一步都是成功制造刚挠结合板的重要步骤。需要注意最重要的事情之一是刚挠结合有许多种不同的层叠结构。很少会在车间见到具有类似层叠结构的多个刚挠结合板在同时生产。在刚性板中,所有的六层都是以相同的工艺加工的。而对于刚挠结合而言,有可能车间制造的五种不同的六层板都采用了不同的加工工艺流程。

例如:

1号线路板:6层板,4层刚性2层挠性

2号线路板:6层板,3层刚性3层挠性

3号线路板:6层板,4层刚性2层挠性,2层挠性层位于不同的层

制造刚挠结合板的另一个困难之处是使用两种不同类型的材料。刚挠结合板是刚性材料与挠性材料的结合。这两类材料具有不同的特性,结合在一起难以加工。因此,pcb厂商很少在同一车间中同时制造刚性和挠性电路。刚挠结合线路板最常见的故障出现在电镀工艺上。如果导通孔电镀没有正确完成,就会导致空洞、开裂和分层。两种不同材料具有不同的Z轴膨胀率,因此不当电镀会导致质量不佳。

 

佩特PCB拥有6年以上丰富的PCB生产、电子线路板生产制造经验,是一家专业的一站式PCB供应商。佩特PCB在电子电路板制造、PCB设计、线路板加工等方面都有丰富经验,经过多年的发展,PCB工艺水平超群,在广州PCB和上海PCB行业都有相当高的地位。

本文章由 PCBH 于2018年12月31日发布在PCB基础知识分类下,
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