柔性電路板的結(jié)構(gòu)、工藝及設(shè)計(jì)

1、著越來越多的手機(jī)采用翻蓋結(jié)構(gòu)，柔性電路板也隨之越來越多的被采用。 7GaoeP>zO0按照基材和銅箔的結(jié)合方式劃分，柔性電路板可分為兩種：K"8o Iiv|-wn ss O l有膠柔性板和無膠柔性板。AC<P>YdlwPW ''a<.>EG其中無膠柔性板的價(jià)格比有膠的柔性板要高得多，但是它的柔韌性、銅箔和基材的結(jié)合力、焊盤的平面度等參數(shù)也比有膠柔性板要好。所以它一般只用于那些要求很高的場合，如：COF（CHIP ON FLEX ，柔性板上貼裝裸露芯片，對(duì)焊盤平面度要求很高）等。>i <7u''wel&c

2、Gl2n8oh由于其價(jià)格太高，目前在市場上應(yīng)用的絕大部分柔性板還是有膠的柔性板。 ）.Xz Nw 4% X|r ,下面我們要介紹和討論的也是有膠的柔性板。由于柔性板主要用于需要彎折的場合，若設(shè)計(jì)或工藝不合理，容易產(chǎn)生微裂紋、開焊等缺陷。下面就是關(guān)于柔性電路板的結(jié)構(gòu)及其在設(shè)計(jì)、工藝上的特殊要求。 , 6j qVHZ 7 wVJ15柔性板的結(jié)構(gòu)- N 50_!VXw a &按照導(dǎo)電銅箔的層數(shù)劃分，分為單層板、雙層板、 多層板、 雙面板等。A _wsm6f+- >jf單層板的結(jié)構(gòu)：這種結(jié)構(gòu)的柔性板是最簡單結(jié)構(gòu)的柔性板。通?；? 透明膠 + 銅箔是一套買來的原材料，保護(hù)膜+ 透明膠是另

3、一種買來的原材料。首先，銅箔要進(jìn)行刻蝕等工藝處理來得到需要的電路，保護(hù)膜要進(jìn)行鉆孔以露出相應(yīng)的焊盤。清洗之后再用滾壓法把兩者結(jié)合起來。然后再在露出的焊盤部分電鍍金或錫等進(jìn)行保護(hù)。這樣，大板就做好了。一般還要沖壓成相應(yīng)形狀的小電路板。o%DBG(LaiU L''+.>Qn1也有不用保護(hù)膜而直接在銅箔上印阻焊層的，這樣成本會(huì)低一些，但電路板的機(jī)械強(qiáng)度會(huì)變差。除非強(qiáng)度要求不高但價(jià)格需要盡量低的場合，最好是應(yīng)用貼保護(hù)膜的方法。C " E =7r1( gU雙層板的結(jié)構(gòu)：當(dāng)電路的線路太復(fù)雜、單層板無法布線或需要銅箔以進(jìn)行接地屏蔽時(shí)，就需要選用雙層板甚至多層板。T MM15

4、Ic+r< UE多層板與單層板最典型的差異是增加了過孔結(jié)構(gòu)以便連結(jié)各層銅箔。一般基材 + 透明膠 + 銅箔的第一個(gè)加工工藝就是制作過孔。先在基材和銅箔上鉆孔，清洗之后鍍上一定厚度的銅，過孔就做好了。之后的制作工藝和單層板幾乎一樣。" 3DtN ''Ea)4,1f0雙面板的結(jié)構(gòu)：雙面板的兩面都有焊盤，主要用于和其他電路板的連接。雖然它和單層板結(jié)構(gòu)相似，但制作工藝差別很大。它的原材料是銅箔，保護(hù)膜+ 透明膠。先要按焊盤位置要求在保護(hù)膜上鉆孔，再把銅箔貼上，腐蝕出焊盤和引線后再貼上另一個(gè)鉆好孔的保護(hù)膜即可。B/ k 9ksgAsW'A5a$L材料的性能及選擇方

5、法-O ''aA02_3,l!%!n(1) 、基材：X C W+ LW -NQy材料為聚酰亞胺(POLYMIDE) ， 是一種耐高溫，高強(qiáng)度的高分子材料。它是由杜邦發(fā)明的高分子材料，杜邦出產(chǎn)的聚酰亞胺名字叫KAPTON 。另外還可買到一些j* 生產(chǎn)的聚酰亞胺，價(jià)錢比杜邦便宜。 $ ms ;5z:)?Q yw :F400 攝氏度的溫度10 秒鐘，抗拉強(qiáng)度為15 ， 000-30 ，000PSI 。 ''NADfq#'?N0j0 S l25厚的基材價(jià)格最便宜，應(yīng)用也最普遍。如果需要電路板硬一點(diǎn)，應(yīng)選用50小m的基材。反之，如果需要電路板柔軟一點(diǎn)，則選用13的

6、基材。ajzy".<IM'MXo ?%.%-v"AkZF%<"BHy'krG(2) 、基材的透明膠：zKu7C 9y T b''&-s!J分為環(huán)氧樹脂和聚乙烯兩種，都為熱固膠。聚乙烯的強(qiáng)度比較低，如果希望電路板比較柔軟，則選擇聚乙烯。"<''p C $3X9O0-CJ基材和其上的透明膠越厚，電路板越硬。如果電路板有彎折比較大的區(qū)域，則應(yīng)盡量選用比較薄的基材和透明膠來減少銅箔表面的應(yīng)力，這樣銅箔出現(xiàn)微裂紋的機(jī)會(huì)比較小。當(dāng)然，對(duì)于這樣的區(qū)域，應(yīng)該盡可能選用單層板。 I F*00K +J

7、 lIy z; Z W D 5K 9R wB5e、銅箔：'7i6a? |sKlh-8分為壓延銅和電解銅兩種。壓延銅強(qiáng)度高，耐彎折，但價(jià)格較貴。電解銅價(jià)格便宜得多，但強(qiáng)度差，易折斷，一般用在很少彎折的場合。Mw7o% U ei"qa_s$w銅箔厚度的選擇要依據(jù)引線最小寬度和最小間距而定。銅箔越薄，可達(dá)到的最小寬度和間距越小。88*L*wTPP' o: E.Q選用壓延銅時(shí)，要注意銅箔的壓延方向。銅箔的壓延方向要和電路板的主要彎曲方向一致。''wqrZ7 vh Y=_qY N(4) 、保護(hù)膜及其透明膠：vm S470LgVrXGcjh同樣，25wm的保護(hù)膜會(huì)

8、使電路板比較硬，但價(jià)格比較便宜。對(duì)于彎折比較大的電路板，最好選用13wm的保護(hù)膜。y4gh!a|MaRF!.Ii!I N透明膠同樣分為環(huán)氧樹脂和聚乙烯兩種，使用環(huán)氧樹脂的電路板比較硬。當(dāng)熱壓完成后，保護(hù)膜的邊緣會(huì)擠出一些透明膠，若焊盤尺寸大于保護(hù)膜開孔尺寸時(shí)，此擠出膠會(huì)減小焊盤尺寸并造成其邊緣不規(guī)則。此時(shí)，應(yīng)盡量選用13” 厚度的透明膠。k_4 :%o2 z>qY-(5) 、焊盤鍍層：q oo| GvT3 IH .!P對(duì)于彎折比較大又有部分焊盤裸露的電路板，應(yīng)采用電鍍鎳+ 化學(xué)鍍金層、銀層應(yīng)盡可能?。? . 5- 2 g, m ,化學(xué)金層 0.05-0 . 1 g, m oU n1fyq

9、 ng kR) v焊盤及引線的形狀設(shè)計(jì)V'' 3ahN p"pSmTmT 八(1) SMT 焊盤： )G %ER lnxVpu 1hmow普通焊盤：/ R#e0q+z O gQH防止微裂紋的發(fā)生。oj gy -w_zRk 's7 O 加強(qiáng)型焊盤：l:JQRF-7A#D*"9euzbs|T>4Zz如果要求焊盤強(qiáng)度很高或做加強(qiáng)型設(shè)計(jì)。T31Yr>PF LED 焊盤：Y /L q8>: +o2由于LED 的位置要求很高并且往往在組裝過程中受力，故其焊盤要做 特 殊 設(shè) 計(jì) 。n (%1AMN85: %SN4/ QFP、 SOP 或 BGA

10、 的焊盤 : sI yU< V 7jz 1bs H由于角上的焊盤應(yīng)力較大，要做加強(qiáng)型設(shè)計(jì)。xrr2-4TM $)4/8 WD(2).引線：>Kb5 VAo;( ''/t g 為了避免應(yīng)力集中，引線要避免直角拐角，而應(yīng)采用圓弧形拐角。P 23Wp;7PQAZd"I #B 8 接近電路板外形拐角處的引線，為避免應(yīng)力集中，應(yīng)做如下設(shè)計(jì)：''- iR /6zV% RRp l對(duì)外接口的設(shè)計(jì)nR /0 )g_ hZ/ h;4leRxOr > i$ 9'$(1) 、焊接孔或插頭處的電路板設(shè)計(jì)：ST RRjK>H*bBNuTqtyTwe

11、 e&zMx2 k5xO?由于焊接孔或插頭處在插接操作時(shí)應(yīng)力較大，要做加強(qiáng)型設(shè)計(jì)以避免裂紋。 #% H A& #h j+s7#Y用加強(qiáng)板來增加電路板焊接孔插頭處的硬度，厚度一般為0 2-0 3mm ，材料為聚酰亞胺、PET 或金屬。對(duì)于焊盤鍍層，插頭 最 好 選 電 鍍 鎳 +硬 金 ， 焊 孔 選 電 鍍 鎳 +化 學(xué) 金 。 f&'JP!txA(2) 、熱壓焊接處的設(shè)計(jì)：% lfN''%8y/O一般用于兩個(gè)柔性板或柔性板與硬電路板的連接。? BOn -OE6!Isj %SR若在熱壓焊區(qū)域附近需要彎折電路板，要在此區(qū)域上貼聚酰亞胺膠帶或點(diǎn)膠進(jìn)行

12、保護(hù)以避免焊盤根部折斷。4bY; 7VicOg bISu, gRtqgnR 3CKFC0 + 0kN(3) 、 ACF 熱壓處的設(shè)計(jì)：N9b r ''_c( % wd*沖壓孔和小電路板邊角的設(shè)計(jì)(見表 3) 3"-ZUtUSAIY9CtkpN K KV '2OP ,%E2:m b*針對(duì) SMT 的設(shè)計(jì)：_Q7 S C ,: =<0t$>(1) 、元器件的方向：j0V+%V''r u IJ ;元件的長度方向要避開柔性板的彎曲方向。m54w GY'=!4&ZCNR&i<(2) 、大的QFP 或 BGA 要在

13、柔性板反面貼加強(qiáng)板或在IC 下灌膠。')A$q< C0c:(LK加強(qiáng)板的材料為FR4， 厚度大于0 2 毫米， 面積大于元件外邊緣0 5毫米。 j W B21Ht>b'j >fpMH Z :Z;%M_kFdGA''(3) 、柔性板靠近邊緣的部位要做兩個(gè)定位孔。還需要做兩個(gè)貼片用識(shí)別焊盤，其直徑為1 毫米，距離其他焊盤至少3 5 毫米，表面鍍金或鍍錫，平面度要好。l!X d J4"Uvs"K?;x;(4) 、如果大的柔性板是由許多小板組成，每個(gè)小板上要做一個(gè)環(huán)形( 內(nèi)徑 3 2 毫米 ) 的壞電路板識(shí)別焊盤。若此小電路板已損壞

14、，可用黑色記號(hào)筆把此識(shí)別焊盤涂黑，以避開以后的操作。R ( kQ =Ihy6X%jE'(5) 、元件離電路板邊緣的最小距離為2 5 毫米，元件之間的最小間距為0. 5毫米。oxF+ 'kZ:G9K$n -i(6) 、元件 下不要有過孔，因?yàn)橹竸?會(huì)流過過孔造成 污染。m1AA |=6 0ym針對(duì)電性能的設(shè)計(jì)P v/r_<o17J /(OP/(1) 、 最 大 電 流 和 線 寬 ， 線 高 的 關(guān) 系 ： ( 見 表 ) w 1ieC&:# d&sl R4dkP _0<7B(2) 、阻抗和噪音的控制：m9X_t!c H-d?o pA %D?WJ nYthsl i 選用絕緣性強(qiáng)的透明膠，如：聚乙烯。避免選用環(huán)氧樹脂。<VyxbP 'b%l v?Oy 在高阻抗或高頻電路中，要增加導(dǎo)線和接地板間的距離。eVJ"XyfZEy o $(!v 還可采用以上幾