点击数:515 发布时间:2023-08-16
随着技术的不断进步,对电子产品的功能要求越来越高,同时外观上也非常注重短、小、轻、薄,为此多层集成功能的线路板越来越多的被采用,尤其是软硬结合板在近几年得到迅猛的发展。在软硬结合板的制备过程中,还存在很多问题,不但生产难度大、工艺复杂,成本高,还存在结合力不良、变形分层等缺陷,产品合格率及性能始终没有大的突破,尤其是≤0.4mm厚度超薄软硬结合板的制备,存在的问题更多,集中在以下几方面:
一、需要使用环氧树脂和玻璃纤维组合而成的半固化片,作为硬板支撑层,如果要提升产品强度,必须要增加PP厚度,这样Z方向的尺寸就会变大,产品变厚;
二、常规的覆盖膜是由环氧树脂胶和聚酰亚胺组合而成,通过环氧树脂胶和产品粘合,因覆盖膜需要满足绕曲要求,所以胶层的模量、抗张强度、Tg点都比较低,所以在相同厚度的情况下,软板区域的整体强度也受到限制;
三、常规软硬结合板的硬板层,有覆盖膜的环氧树脂胶、聚酰亚胺(PI)、玻璃纤 维半固化片的环氧树脂以及二氧化硅填料、阻焊油墨等,材料种类太多,热膨胀系数难 以匹配,经过回流焊后变形难以控制;
四、传统的钢片、铜片、镍片等金属补强,是通过导电胶粘合,使产品和金属补强粘结并导通,导电胶是一种树脂和导电粒子的混合物,在常温中容易吸湿,导电粒子被氧化影响导电性;且过回流哈高温制程后,树脂容易膨胀影响导电性,严重的会导致爆板不良;
五:打线键合工艺中,劈刀下压时产品的支撑强度是打线品质的重要影响因素之一,产品支撑力好,打线良率高,传统的软硬结合板结构中有覆盖膜的树脂层,强度低,会影响打线效果。
为了满足这一需求,一种超薄软硬结合板的感光聚酰亚胺加法、减法线路工艺被研发出来。
图1
如图1所示,一种超薄软硬结合板的感光聚酰亚胺加法、减法线路工艺(就是结合了加法和减法工艺),本实施例子的超薄软硬结合板的结构分为三部分,分别是头部硬板部分A、软板连接带区域B和尾部硬板区域C,常规板材头部硬板部分A厚度要求是0.3-0.4mm、尾部硬板区域C厚度要求是0.3-0.45mm、软板连接带区域B厚度要求是0.08-0.12mm;此款超薄软硬结合版头部硬板部分A厚度要求是0.2-0.3mm、尾部硬板区域C厚度要求是0.15-0.2mm、软板连接带区域B厚度要求是0.04-0.08mm,具体制备过程包括以下步骤:
1)选用硬质金属板作为基板,通常步骤1)中硬质金属板采用钢板、铜板或者镍板,其最佳厚度在90-110um,本实施举例的金属板推荐采用钢板1,钢板1厚度为100um;并在金属基板的硬板区域采用蚀刻、机械钻孔或者激光钻孔得到开孔11,参见图1;
2)对步骤1)的开孔11进行树脂12塞孔,研磨;此款产品以头部开孔为示例说明,在开孔11中填充上树脂,树脂12通常是采用环氧树脂材料塞孔,然后将开孔11孔口处树脂凸起部分进行研磨,直至树脂12高度与硬质金属板平齐,参见图(3)、(4);
3)在钢板1的两面压合第一TPI层2,第一TPI层2采用真空压合或普通快压,第 一TPI层2采用热塑聚酰亚胺材料做成,最佳厚度为10-40um;参见图(5);
4)钻孔是采用激光钻孔;在开孔11内加工出直径小于金属板开孔11的孔,从而形成新的导通孔10,并且在钢板1上的第一TPI层2上形成盲孔10.1;参见图(6);
5)加法工艺:做沉铜和整版镀铜,沉铜和镀铜的最佳厚度为10-20um,新的导通孔10通过电镀的方式使其在孔壁上填上一层铜质材料层10.2,与种子铜3连通;盲孔10.1通过电镀的方式使其孔内填满铜质材料,与种子铜3连通,参见图(7);
6)曝光显影:在两面压上感光干膜4、两面曝光线路,实现图形转移,曝光线路采用菲林曝光或者是LDI机曝光,经显影后,去除线路区域干膜,形成线路图案层4.1,参见图(8);
7)减法工艺:蚀刻去除非线路区域干膜未覆盖的种子铜3,参见图(9);
8)去除干膜4,在第一TPI层上形成两面第一线路电镀层3.1;参见图(10);
9)在电镀后线路板背面压合第二TPI层6,第二TPI层6的压合采用真空压合或普通快压,第二TPI层6采用热塑聚酰亚胺材料做成,最佳厚度为10-40um;在压合过程 中使部分TPI材料填充了下部分的新的导通孔10及第一线路电镀层3.1,使钢板1下面 的第一TPI层2和第二TPI层6压接在一起,参见图(11);
10)钻孔是采用激光钻孔,在第一线路电镀层3.1上的第二TPI层6中形成盲孔6.1,参见图(12);
11)加法工艺:做沉铜和整版镀铜,沉铜和镀铜的最佳厚度为10-20um,盲孔6.1通过电镀的方式使其孔内填满铜质材料,与种子铜7连通,另一面可贴抗电镀胶带作业,参见图(13);
12)曝光显影:在种子铜层7下单面压感光干膜5,单面曝光线路,实现图形转移,曝光线路采用菲林曝光或者是LDI机曝光,经显影后,去除线路区域干膜,形成线路图案层5.1,另一面可贴抗电镀胶带30作业;参见图(14);
13)减法工艺:蚀刻去除非线路区域干膜未覆盖的种子铜7,参见图(15);
14)去除干膜5,在第二TPI层上形成一面第二线路电镀层7.1,参见图(16);
15)激光工艺:去掉金属基板上中间非硬板区域B和尾部硬板区域C的第一TPI 层2,参见图(17);
16)曝光显影:在两面压上感光干膜8,单面曝光线路,实现图形转移,经显影后,去除金属基板非硬板区域干膜,参见图(18);
17)蚀刻去除金属基板非硬板区域上的硬质金属板,参见图(19);
18)去除干膜8,形成超薄软硬结合板结构,参见图(20);
19)丝印阻焊:印刷油墨,获得阻焊丝印层9,印刷油墨的最佳厚度为15-30um, 并进行表面处理、测试、外形等后,即得到产品超薄软硬结合板,参见图(21)。
一、Z方向的产品厚度更薄,XY方向尺寸更小;
二、使用TPI材料,基于SAP加成线路技术,布线集成度更高;
三、绝缘材料为纯PI,易加工,材料单一,热膨胀系数容易匹配;
四、将钢片、铜片、镍片等金属材质直接嵌入顶层之下,能增加芯片贴装时的支撑力, 减少芯片变形量;
五、钢片、铜片、镍片等金属材质嵌入到线路板内,可以满足接地、散热、支撑的要求, 而且以金属作为硬板制程层,其强度大大提升;
六、钢片、铜片、镍片等金属材质和线路直接通过铜导体连接,接地导通阻值可以做到 1Ω以下,且不会因为过回流焊的高温而变化。
总的来说,这种超薄软硬结合板的感光聚酰亚胺加法、减法线路工艺是一种非常有前景的技术。它不仅能够满足现代电子设备对于产品尺寸要求的同时,还具有强度高、不易变形、布线集成度高等优点。相信随着这种工艺的不断发展,软硬结合板的应用领域将会更加广泛。
如您正在找这种超薄软硬结合线路板ODM工厂,可以自己联系我们实佳电子,实佳电子提供超薄软硬结合板的设计、生产、加工……
上一页: 什么是新型电子元器件
下一页: PCB四层电路板与两层电路板的区别