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柔性PCB制造工艺详解:从设计到检验的完整流程

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柔性PCB制造工艺详解:从设计到检验的完整流程

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https://www.viasion.com/zh-CN/%E6%96%B0%E9%97%BB/%E6%9F%94%E6%80%A7-PCB-%E5%88%B6%E9%80%A0%E6%B5%81%E7%A8%8B%E6%A6%82%E8%BF%B0%EF%BC%88%E9%80%82%E5%90%88%E5%88%9D%E5%AD%A6%E8%80%85%EF%BC%89/

柔性PCB(柔性印刷电路板)因其出色的灵活性、轻量化和成本效益,在消费电子、医疗设备、汽车等多个领域得到广泛应用。本文将从设计到最终检验,详细介绍柔性PCB的制造工艺流程,帮助初学者全面了解这一技术。

柔性PCB制造工艺是什么?

弹性PCB制造工艺涉及设计电路布局、选择合适的柔性材料和应用铜箔层。在柔性 PCB 制造过程中,首先在柔性 PCB 基板上涂上光刻胶,通过光掩模暴露在紫外线下,形成电路图案。然后蚀刻铜,留下我们设计保留的痕迹。下一步是钻孔和镀孔,然后涂上并固化保护层。最后,进行阻焊和表面处理,以提高耐用性和可焊性。可靠的柔性 PCB 制造工艺可保证高品质柔性 PCB输出并确保其后续性能的高质量呈现。

柔性PCB制造的详细过程

柔性 PCB 制造工艺不同于刚性 PCB因为柔性 PCB 生产涉及额外的步骤和专用设备,这些对于柔性材料流动是必需的。在这里,我们想从初学者的角度谈谈柔性 PCB 制造过程中的一般步骤。

1. 设计与排版

柔性 PCB 制造过程的第一步是创建柔性 PCB 电路设计。通过使用 Altium Designer、Eagle 或 KiCad 等专业软件,通过创建电路本身的详细布局来完成此操作。它涉及定位组件、确定电线应走线的位置以及指定主板内应有多少层,同时参考其结构。

八、材料选择

材料选择是柔性 PCB 制造过程中最重要的步骤。柔性印刷电路板与刚性印刷电路板在所用材料方面有所不同。通常,这些电路板是由柔性聚乙烯 (FE)(例如聚酰亚胺或聚酯等聚合物)组成的基板。聚酰亚胺是首选材料,主要是因为它具有非常出色的电气和热性能。随后,在柔性 PCB 制造过程中,在柔性基底上铺设一层薄铜以形成导电路径。

3. 铜电路制作

设计完成、材料选择完成后,柔性PCB制造过程的下一步是将铜层放入打印机中,以便在铜层上打印电路图案。

光刻法是柔性 PCB 制造过程中通常使用的方法。光刻胶沉积在铜层上,然后使用光掩模进行特定设计。在蚀刻过程中,进一步引入紫外线。

  • 光刻胶应用:将对紫外线敏感的光刻胶材料涂到覆铜柔性基板上。
  • 接触与发展: 在柔性 PCB 制造过程中,首先通过掩模将覆盖有光阻材料的基板暴露在紫外线下,以确定电路设计的尺寸。仅对光敏感的光阻材料会转变为受光照射的区域,从而产生较硬的部分,而不受房间亮度影响的其他区域则保持柔软。
  • 蚀刻:接下来取出基板并浸入蚀刻溶液中,以去除暴露的铜,留下所需的电路图案。

4. 层压和固化

层压和固化是柔性 PCB 制造工艺的另一个重要步骤。对于多层柔性 PCB 的各层,需要堆叠多个柔性芯板,然后在高温和高压下压合在一起。这种多层层压工艺是 PCB 自身构造的制作工艺;层压连接不同的元件并确保组装牢固连贯。除此之外,在柔性 PCB 制造工艺的这一步骤中,层压工艺完成后,柔性 PCB 还要经过固化工艺,暴露在高温下,使各层固化并粘合在一起。这是最终产品获得结构完整性和可靠性的关键。

在常见的柔性 PCB 制造过程中,柔性 PCB 与刚性部分连接在一起刚柔板在大多数应用中。柔性电路的层压是通过刚性 PCB 加上额外的粘合层和对准来实现的。我们安装的柔性 PCB 制造工艺通常有很多柔性部分。然而,这些部分几乎总是被预浸料层和保持柔性的芯层分开。柔性部分中的孔和通孔所表示的柔性部分通常与刚性部分同时完成,以确保正确对准。除了柔性 PCB 制造工艺外,柔性刚性工艺是一个多层次的操作,需要仔细规划和准确执行才能按照客户设定的性能和可靠性期望完成最终产品。

5. 钻孔

印刷电路图案后,柔性 PCB 制造工艺的下一步是在印刷电路板上钻孔。从技术上讲,这些孔是连接 PCB 各层的通孔。它们还用作某些组件的基础(将来)。在柔性 PCB 中,由于所需的精度和材料的脆弱性,在柔性 PCB 制造过程中使用激光钻孔进行钻孔。

6. 金属化

在随后的柔性 PCB 制造过程中,为了获得壁与合金金属表面之间的正确连接,应对其进行金属化。该过程涉及以下两个步骤:

  • 阴影/黑洞:为了辅助电镀过程,整个孔壁上分布着一层导电碳粉。
  • 化学镀:在此过程中,铜以惰性化学方式随孔壁一起吸收到电路板表面。

这些行动为未来的物理吸附热镀和电沉积过程奠定了基础。

7. 阻焊层应用

阻焊层应用是柔性 PCB 制造工艺中保护 PCB 的重要步骤。阻焊层用于保护电路免受氧化,还可防止在焊接元件时出现焊桥。阻焊层基本上是一种聚合物涂层,涂在 PCB 的整个表面上,但元件焊接处除外。阻焊层还可增强 PCB 的机械强度。

8. 表面处理

一旦确定了电路图案,就需要对裸露的铜垫进行表面处理以防止氧化。常规柔性 PCB 制造过程中使用了许多表面处理方法。柔性 PCB 最常见的表面处理包括:

  • 沉金:铜垫上覆盖一层薄薄的金,以提供优异的焊接能力和抗腐蚀性。
  • 浸锡:在此过程中,铜焊盘上会沉积一层薄薄 的锡。锡具有良好的焊接能力,而且成本比金低。
  • 抗氧化膜:铜垫上涂有一层保护膜,以防止氧化并保持可焊性。

柔性PCB制造过程中表面光洁度的选择是根据具体情况确定的应用和可以预期的性能。

9.丝网印刷

丝网印刷是柔性 PCB 制造过程中不可忽视的另一个步骤。丝网印刷(如视觉标记、徽标和 ID 号)可以在白板上进行。柔性印刷电路板放入丝网印刷机,用喷墨打印出想要的图案,印刷好的丝网经过烘烤后,油墨充分固化,并粘合到柔性PCB表面。

10. 轮廓切割

当电路板被切割成最终形状和尺寸时,柔性 PCB 制造过程就完成了。通常使用的两种方法是:

  • 切模:这是通过使用液压冲床和模具组来制作直边轮廓的工艺,因为柔性 PCB 是以一种经济高效且大批量的方法切割出来的。
  • 落料刀:冲裁刀(弯曲成所需形状的长刀片)是一种在需要手工形成非标准或定制形状而无需使用机器时使用的工具。在柔性 PCB 制造过程中,这些机器通常用于小批量或原型生产。

11、检验和测试

在完成弯曲之前PCB制造工艺,剪切柔性印刷电路板检查、测试,然后包装并运送给客户。一般来说,开路和短路测试、AOI 检查、微观切片检查和目视检查将在整个柔性 PCB 制造过程之后进行,然后再进行包装。

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