柔性电路板的结构、工艺及设计

着越来越多的手机采用翻盖结构，柔性电路板也随之越来越多的被采用。7GaoePzO0按照基材和铜箔的结合方式划分，柔性电路板可分为两种：K8oIiv|-wnssOl有胶柔性板和无胶柔性板。^CPYdl\wPW
''a.EG其中无胶柔性板的价格比有胶的柔性板要高得多，但是它的柔韧性、铜箔和基材的结合力、焊盘的平面度等参数也比有胶柔性板要好。所以它一般只用于那些要求很高的场合，如：COF(CHIPONFLEX，柔性板上贴装裸露芯片，对焊盘平面度要求很高)等。[i7u''wel&cGl2n8oh由于其价格太高，目前在市场上应用的绝大部分柔性板还是有胶的柔性板。{).XzNw4%X|r,下面我们要介绍和讨论的也是有胶的柔性板。由于柔性板主要用于需要弯折的场合，若设计或工艺不合理，容易产生微裂纹、开焊等缺陷。下面就是关于柔性电路板的结构及其在设计、工艺上的特殊要求。,6jqVHZ7wVJ15柔性板的结构-N50_!V~Xwa&按照导电铜箔的层数划分，分为单层板、双层板、多层板、双面板等。A_wsm6]f+{-jf单层板的结构：这种结构的柔性板是最简单结构的柔性板。通常基材+透明胶+铜箔是一套买来的原材料，保护膜+透明胶是另一种买来的原材料。首先，铜箔要进行刻蚀等工艺处理来得到需要的电路，保护膜要进行钻孔以露出相应的焊盘。清洗之后再用滚压法把两者结合起来。然后再在露出的焊盘部分电镀金或锡等进行保护。这样，大板就做好了。一般还要冲压成相应形状的小电路板。o%DBG(LaiUL''+.Qn1也有不用保护膜而直接在铜箔上印阻焊层的，这样成本会低一些，但电路板的机械强度会变差。除非强度要求不高但价格需要尽量低的场合，最好是应用贴保护膜的方法。CE=7r1(gU双层板的结构：当电路的线路太复杂、单层板无法布线或需要铜箔以进行接地屏蔽时，就需要选用双层板甚至多层板。TMM15Ic+r{{UE多层板与单层板最典型的差异是增加了过孔结构以便连结各层铜箔。一般基材+透明胶+铜箔的第一个加工工艺就是制作过孔。先在基材和铜箔上钻孔，清洗之后镀上一定厚度的铜，过孔就做好了。之后的制作工艺和单层板几乎一样。3DtN''Ea1f0=)4,双面板的结构：双面板的两面都有焊盘，主要用于和其他电路板的连接。虽然它和单层板结构相似，但制作工艺差别很大。它的原材料是铜箔，保护膜+透明胶。先要按焊盘位置要求在保护膜上钻孔，再把铜箔贴上，腐蚀出焊盘和引线后再贴上另一个钻好孔的保护膜即可。B/k9ksgA{sW`^5a$L材料的性能及选择方法-O''aA02]
_3,l!%!n(1)、基材：XCW+LW
-NQy材料为聚酰亚胺(POLYMIDE)，是一种耐高温，高强度的高分子材料。它是由杜邦发明的高分子材料，杜邦出产的聚酰亚胺名字叫KAPTON。另外还可买到一些j*****生产的聚酰亚胺，价钱比杜邦便宜。$ms;5z:)?Q
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:F它可以承受400摄氏度的温度10秒钟，抗拉强度为15，000-30，000PSI。\''[NADfq#`?N0j0Sl25μm厚的基材价格最便宜，应用也最普遍。如果需要电路板硬一点，应选用50μm的基材。反之，如果需要电路板柔软一点，则选用13μm的基材。ajzy''.IM`M~Xo?%.%[-v''^kZF%{BHy`krG(2)、基材的透明胶：zKu7C9y~Tb''&-s!J分为环氧树脂和聚乙烯两种，都为热固胶。聚乙烯的强度比较低，如果希望电路板比较柔软，则选择聚乙烯。''pC$3X9O0-CJ基材和其上的透明胶越厚，电路板越硬。如果电路板有弯折比较大的区域，则应尽量选用比较薄的基材和透明胶来减少铜箔表面的应力，这样铜箔出现微裂纹的机会比较小。当然，对于这样的区域，应该尽可能选用单层板。@IF*00K+JlIy}z~;}]ZWD}5K9R
wB[5e(3)、铜箔：`[7i6a?[|sKlh-8分为压延铜和电解铜两种。压延铜强度高，耐弯折，但价格较贵。电解铜价格便宜得多，但强度差，易折断，一般用在很少弯折的场合。Mw7o%Ueiqa_s$w铜箔厚度的选择要依据引线最小宽度和最小间距而定。铜箔越薄，可达到的最小宽度和间距越小。88*L*w[TPP]`o:E.Q选用压延铜时，要注意铜箔的压延方向。铜箔的压延方向要和电路板的主要弯曲方向一致。''wqrZ7vhY=_qYN(4)、保护膜及其透明胶：vmS470LgVrX\Gcjh同样，25μm的保护膜会使电路板比较硬，但价格比较便宜。对于弯折比较大的电路板，最好选用13μm的保护膜。y4gh!a|MaRF!.Ii!IN透明胶同样分为环氧树脂和聚乙烯两种，使用环氧树脂的电路板比较硬。当热压完成后，保护膜的边缘会挤出一些透明胶，若焊盘尺寸大于保护膜开孔尺寸时，此挤出胶会减小焊盘尺寸并造成其边缘不规则。此时，应尽量选用13μm厚度的透明胶。k_4:%[o2zqY-(5)、焊盘镀层：qoo|GvT3IH.!P对于弯折比较大又有部分焊盘裸露的电路板，应采用电镀镍+化学镀金层、镍层应尽可能薄：0．5-2μm，化学金层0.05-0．1μm。Un1f[yqng@k\R)v焊盘及引线的形状设计V''3ahNppSmTmT^(1)．SMT焊盘：)G]%ERlnxVpu1hmow——普通焊盘：/R#e0q+zO~gQ[H防止微裂纹的发生。oj
gy-w_zRk`s7O——加强型焊盘：l:JQRF-7}A]#D*9eu如果要求焊盘强度很高或做加强型设计。zbs|T[4ZzT31YrPF——LED焊盘：Y/Lq8:
\+o2由于LED的位置要求很高并且往往在组装过程中受力，故其焊盘要做特殊设计。n
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85:%SN4/——QFP、SOP或BGA的焊盘:sIyUV7jz1bsH由于角上的焊盘应力较大，要做加强型设计。xrr2-4TM$)4/8WD(2)．引线：Kb5V^o;(''/tg——为了避免应力集中，引线要避免直角拐角，而应采用圆弧形拐角。P23Wp;7PQAZdI#B8——接近电路板外形拐角处的引线，为避免应力集中，应做如下设计：''-iR/\6zV%RRpl对外接口的设计nR/0)g_hZ/h;4leRxOr\i$9`$(1)、焊接孔或插头处的电路板设计：\STRRjKH*bBNuTqtyTwee&zMx2k5xO?由于焊接孔或插头处在插接操作时应力较大，要做加强型设计以避免裂纹。#%HA&#h~j+s7#Y用加强板来增加电路板焊接孔插头处的硬度，厚度一般为0．2-0．3mm，材料为聚酰亚胺、PET或金属。对于焊盘镀层，插头最好选电镀镍+硬金，焊孔选电镀镍+化学金。@f&[`JP!tx^(2)、热压焊接处的设计：%~lfN''@%8y/O一般用于两个柔性板或柔性板与硬电路板的连接。?BOn-OE6!Isj
%SR若在热压焊区域附近需要弯折电路板，要在此区域上贴聚酰亚胺胶带或点胶进行保护以避免焊盘根部折断。4bY;7VicOgbISu,gRt\qgnR3CKFC0+0]kN(3)、ACF热压处的设计：N9b\r''_c(%]wd*冲压孔和小电路板边角的设计(见表3)3-ZUtUSAIY9CtkpN[KKV`2OP
,@]%E2:m}b*针对SMT的设计：_Q7SC,:=0t$(1)、元器件的方向：j0V+%V\''ruIJ;~元件的长度方向要避开柔性板的弯曲方向。m54wGY`=!4&ZCNR&i(2)、大的QFP或BGA要在柔性板反面贴加强板或在IC下灌胶。`)A$qC0]c:(LK]加强板的材料为FR4，厚度大于0．2毫米，面积大于元件外边缘0．5毫米。jWB21Ht\b`jfpMHZ:Z;%M_kFdGA''(3)、柔性板靠近边缘的部位要做两个定位孔。还需要做两个贴片用识别焊盘，其直径为1毫米，距离其他焊盘至少3．5毫米，表面镀金或镀锡，平面度要好。l~!XdJ4UvsK?;x;(4)、如果大的柔性板是由许多小板组成，每个小板上要做一个环形(内径3．2毫米)的坏电路板识别焊盘。若此小电路板已损坏，可用黑色记号笔把此识别焊盘涂黑，以避开以后的操作。R(
kQ=
Ihy6[X%jE`(5)、元件离电路板边缘的最小距离为2．5毫米，元件之间的最小间距为0．5毫米。oxF+`k]Z:G9K$n
-i(6)、元件下不要有过孔，因为助焊剂会流过过孔造成污染。m1A^|=~6]0ym针对电性能的设计Pv/r_o17J/(OP/(1)、最大电流和线宽，线高的关系：(见表)w1ieC&:#d&slR4dkP_07B(2)、阻抗和噪音的控制：m9X_t!cH-d?opA%D}?WJnYthsli——选用绝缘性强的透明胶，如：聚乙烯。避免选用环氧树脂。VyxbP@`]b%l[v?Oy——在高阻抗或高频电路中，要增加导线和接地板间的距离。e}VJXyfZEyo$(!v——还可采用以上几种设计方式：o5{4v8ac]FxKZ1h2SMT工艺的特殊设计@20npdxgS^[;B}(1)、在印锡膏和贴片工艺中的定位方式：8MZZ:XOt+p由于柔性板厚度很薄并有柔性，若用电路板边缘定位，定位精度很差。应采用定位孔定位。在印锡膏时为了躲开漏板，要采用带弹簧销的支撑平板。{[''
c_waYcn4#U4(2)、印锡膏、贴片、过加热炉直到目检完，全程使用支撑板固定。以避免操作中造成焊点损坏。