软硬结合板FPCB线路板制作流程中要求、问题及对策

点击数:243 发布时间:2023-10-08

一、钻孔


单面软板钻孔时注意胶面向上,是为防止产生钉头,如果钉头朝向胶面时,会降低结合力。

软硬结合板钻孔


二、除胶


通常,除钻污的方法有四种:硫酸法、等离子体法、铬酸法、高锰酸钾法。刚挠结合板中,PI产生的钻污较小,而改性FR4和丙烯酸产生的钻污较多,改性环氧钻污可用浓硫酸去除,而丙烯酸只能用铬酸去除,聚酰亚胺对浓硫酸显惰性,且不耐强碱(高锰酸钾),在强碱中PI会溶胀. 同一种化学处理方法不能除去刚挠板的钻污,目前软硬结合板最理想的除胶方法就是等离子体法(Plasma);等离子体就是在抽真空的状态下用射频能量发生器让离子、电子、自由基、游离基等失去电性, 显示中性,此时各种树脂类型的钻污都能快速、均匀地从孔壁上去掉,并形成一定咬蚀,,提高金属化孔的可靠性。

采用Plasma除软硬结合板孔钻污时,各种材料的咬蚀速度各不相同,从大到小分别为:丙烯酸、环氧树脂、聚酰亚胺、玻璃纤维和铜。

从高倍显微镜可以明显看到有突出的玻璃纤维头和铜环,为了除去纤维头和铜环,通常在PTH的除油后用浓度很低的碱来进行调整(一般为KOH),当然也可以用高压水冲洗.(PI不耐强碱)


三、化学沉铜


软板的PTH常用黑孔工艺或黑影工艺(Shadow)

软硬结合板的化学沉铜是刚性板化学铜的原理是一样的,但由于挠性材料聚酰亚胺不耐强碱,因此沉铜的前处理应采用酸性的溶液,活化宜采用酸性胶体钯而不宜采用碱性的离子钯。目前化学沉铜大都是碱性的,因此反应时间与溶液的浓度必须严格控制,反应时间长,聚酰亚胺会溶胀,反应时间不足会造成孔内空洞和铜层的机械性能差,这种板子虽然能通过电测试,但往往无法通过热冲击或是用户的装配流程。


四、镀铜


为保持软板挠性,有时只做选择镀孔铜,叫Button Plate.(做选镀前先做镀孔的图形转移)。电镀原理同硬板一样

软硬结合板镀铜

软硬结合板镀铜工艺


五、图形转移:与刚性板的流程一样


六、蚀刻及去膜

蚀刻:蚀刻液主要有酸性氯化铜和碱性氯化铜蚀刻液,由于挠性板上有聚酰亚胺,所以大都采用酸性蚀刻。

去膜: 同刚性PCB的流程一样,要特别注意刚挠结合部位渗进液体,致使刚挠结合板报废。


七、层压

层压是将铜箔、P片、内层挠性线路、外层刚性线路压合成多层板。

刚挠结合板的层压与只有软板的层压或刚性板的层压有所不同,既要考虑挠性板在层压过程易产生形变的问题,又要考虑刚性板层压后表面平整性的问题,还要考虑二个刚性区的结合部位—挠性窗口的保护问题。

软硬结合板层压工艺流程

层压控制点:

1.No-Flow PP的流胶量 防止流胶过多;

2.由于No-Flow PP开窗,层压时会有失压,因此层压时使用敷形片及Release film(分离膜)

软硬结合板层压控制点

软硬结合板pp开窗

No Flow的PP在软硬结合处需开窗(用锣或冲的方式),外层绿油完成后在外型加工时对软硬结合处的刚性部位做揭盖

3. 层压前必须将刚性外层和挠性内层进行烘板,目的是消除潜伏的热应力,确保孔金属化的质量和尺寸稳定性;

4. 应选择合适的缓冲材料. 理想的缓冲材料应该具有良好的敷形性、低的流动性、冷热过程不收缩的特点,以保证层压无气泡和挠性材料在层压过程中不发生变形。

层压后质量检查: 检查板的外观,是否存在有分层、氧化、溢胶等质量问题,同时应进剥离强度测试。


八、表面处理(Surface Finish)

柔性板层压保护膜(或阻焊层)后裸铜待焊面上必须依客户指定需求做有机助焊保护剂(Organic Solderability Preservatives;OSP)、热风整平(HASL)、沉镍金或是电镍金)

软硬结合板表面的品质控制点:厚度、硬度、疏孔度、附着力 

  外观: 露铜, 铜面针孔\凹陷\刮伤 \ 阴阳色


九、外形加工

挠性板的外形加工大部采用模具冲切.流程如下:

模具设计→模具制作→试啤→ (首板)量测尺寸→生产.

刚挠结合板的锣外形加工中,要特别注意挠性部分易于扭曲而造成的外形参差不齐,边缘粗糙.

为确保外形加工尺寸的准确性,采用加垫片与刚性板的厚度相同的工艺方法,在锣加工时要固定紧或压紧;

另外低进给高转速会造成板的边缘烧焦 ,而则采用高进给而低转速会断刀和板边毛刺

刚挠板和挠性板中粘贴膜开窗、覆盖膜开窗、基材开窗、补强加工用锣板方式,也可以使用冲切方式.

软硬结合板外形加工注意事项

 软硬结合板外形加工要点


十、终检及包装

终检:软硬结合板的终检可分以下几个项目:

A.电性能测试;B.尺寸;C.外观;D.信赖性. 。


尺寸的检查项目如下表:

1.外型尺寸


5.线宽

2.各尺寸与板边


6.孔环大小

3.板厚


7.板翘曲度(软板不测,硬板部分测)

4.孔径


8.各镀层厚度


信赖性项目如下表:

1.焊锡性


6  .热冲击

2.剥离强度(cover-lay/Stiffiner的结合力)


7.离子污染度

3.切片


8.湿气与绝缘

4.S/M附著力


9.阻抗

5.Gold附著力


10.挠曲性


终检相关规范:

编号

内容

IPC-A-600

PCB外观可接收标准

IPC-6012

硬板资格认可与性能检验

IPC-6013

挠性板的鉴定与性能规范

IPC-D-275

硬板设计准则

IPC-2223

挠板设计准则

I-STD-003A

PCB焊性测试

IEC-60326

有贯穿连接的刚挠多层印制板规范

IPC-TM-650

各种测试方法

IEC-326

有贯穿连接的刚挠双面印制板规范

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