Производството натвърди гъвкави печатни платкикойто може да се огъва и сгъва, е инженерен проект, който интегрира науката за прецизните материали и сложната технология на процеса. Неговото ядро се крие в безпроблемното комбиниране на твърди зони (като епоксидна смола FR-4) с гъвкави зони (като полиимидно фолио) чрез специални процеси, постигайки функцията "твърдо, когато е твърдо, гъвкаво, където е гъвкаво". Следва подробен анализ на производствения му процес:
1, Подготовка на материала: крайъгълният камък на комбинирането на твърдост и гъвкавост
Материал с твърда зона: избрана е епоксидна смола FR-4, която е твърда и стабилна, осигуряваща механична опора, за да се гарантира, че прецизни компоненти като чипове и батерии са фиксирани в оборудването. Дебелината му обикновено е 0,2-1,6 мм, за да отговори на изискванията за якост на различни устройства.
Материал с гъвкава площ: използване на полиимидно (PI) фолио с дебелина между 0,025-0,1 mm, еквивалентно на дебелината на няколко листа A4. PI филмът може да издържи на високи температури над 260 градуса и няма да се счупи дори след многократно огъване за 100 000 пъти. В същото време има отлични изолационни характеристики и може да предотврати късо съединение във веригата. Този материал е ключът към гъвкавите платки, които могат да се огъват като хартия.
Избор на медно фолио: Навитото медно фолио се използва в гъвкави области, тъй като има по-добра пластичност и е по-малко податливо на счупване при огъване; Твърдият регион използва електролитно медно фолио, за да отговори на изискванията за проводимост и механична якост.
2, Основен поток на процеса: от разделяне до сливане
Произвеждайте отделно гъвкави и твърди субстрати:
Производство на гъвкав субстрат: Първо, нагрубете PI филма, за да премахнете повърхностните маслени петна и оксидни слоеве и подобрете адхезията с медно фолио. След това, чрез процеса на мед-облицовка, навитото медно фолио се комбинира с PI филма, за да се образува гъвкав субстрат. Тази стъпка изисква строг контрол на температурата и времето, за да се избегне деформация на PI субстрата или лош ефект от обработката.
Производство на твърд субстрат: Традиционната платка FR-4 се използва за формиране на структура на твърда верига чрез процеси като пробиване и галванопластика. Производственият процес е подобен на този на обикновена твърда платка, но трябва да осигури съвместимост с дизайна на интерфейса на гъвкавата зона.
Ламиниран процес: „черната технология“, която съчетава твърдост и гъвкавост:
Това е най-критичната стъпка в производството на твърди гъвкави печатни платки. Чрез технологията за селективно ламиниране, твърдите субстрати, гъвкавите субстрати и лепилните листове (фолио от епоксидна смола) се ламинират при висока температура и високо налягане. Температурата се контролира на 170-180 градуса, налягането е 2-3MPa, а времето е 60-90 минути. За да се предотврати смачкване на гъвкавата зона, силиконов филм ще бъде поставен под гъвкавата част като "буферна подложка" по време на ламиниране.
Ламинираната печатна платка също трябва да бъде подложена на „облекчаване на напрежението“ - изпичане във фурна на 120 градуса за 2 часа, за да се освободи вътрешното напрежение, генерирано по време на процеса на ламиниране, и да се избегне изкривяване по време на последваща обработка.
Пробиване и окабеляване:
Пробиване: Механичното пробиване се използва в твърди зони, докато лазерното пробиване трябва да се използва в гъвкави зони, за да се избегне механично увреждане на гъвкавия субстрат. Лазерното пробиване може да постигне по-малки отвори (до 0,1 mm), за да отговори на изискванията за висока -плътност на окабеляването.
Дизайн на окабеляване: Линиите в гъвкавите зони трябва да бъдат положени равномерно и не твърде плътно, в противен случай те са склонни към счупване при огъване. Дизайнът на окабеляването трябва да балансира "гъвкавостта" и "проводимостта", за да осигури плавен поток на веригата по време на многократно сгъване.
Повърхностна обработка и тестване:
Повърхностната обработка включва потапяне в злато, пръскане с калай и т.н., за предотвратяване на окисляване и ръжда, като същевременно прави заварените компоненти по-сигурни.
Процесът на тестване е от решаващо значение и изисква тестване на електрическите характеристики чрез тестване с летяща игла или специализирани приспособления, за да се гарантира, че промяната на съпротивлението е по-малка от 20% след 150 000 огъвания, отговаряйки на стандарта за електрически тестове IPC-ET-652.
3, Технически трудности и иновации
Надеждност на съединението: Връзката между гъвкавите и твърдите части не трябва да е разхлабена и не трябва да се прекъсва при огъване. Възприемането на „процеса на стъпаловидно пресоване“ е като поставянето на „здраво яке“ върху връзката между двете, което гарантира, че няма да падне дори след огъване десетки хиляди пъти.
Технология за контрол на лепилото: По време на ламиниране лепилото не трябва да прелива в гъвкавата зона, в противен случай ще втвърди гъвкавия субстрат и ще причини повреда при огъване. Това изисква изключително висока прецизност на процеса и технология за контрол на лепилото.
Управление на CTE разликата: Разликата в коефициента на термично разширение между твърдите материали (CTE 18ppm/градус C) и гъвкавите материали (CTE 30ppm/градус C) е значителна и трябва да се контролира чрез 5-7 цикъла на пресоване, за да се избегне структурна деформация, причинена от температурни промени.
4, Приложение и бъдеще
Твърдите гъвкави печатни платки се използват широко в области, които изискват висока интеграция и гъвкавост, като сгъваеми смартфони, смарт часовници и медицински устройства. Сложността на производствения процес може да се нарече „таванът“ на индустрията за печатни платки, но с развитието на носими устройства, гъвкави дисплеи и други области, производственият процес на твърдите гъвкави печатни платки ще премине към по-тънки (дебелина<0.05mm), more bending resistant (more than 500000 times), and may even achieve circuits that can be woven like fabric, making electronic devices truly "ubiquitous".
твърда гъвкава печатна платка, FR-4 печатна платка, гъвкави платки