多層剛性-軟性電路板：印刷電路板盲/埋孔結構的創新

我們的電子設備變得越來越緊湊和複雜，對高密度互連（HDI）的需求推動了多層剛性-軟性電路板將科技推向產品開發的前沿。 無論是尖端的可穿戴設備、航空航太、電子產品還是小型化醫療設備，您幾乎總能在中心找到這些多層剛柔結合電路，它們具有靈活性、耐用性和功能性的三重特性。 這一演變的關鍵是最近在盲孔和埋孔結構方面的創新，這是工程師突破現代邊界的重要工具電路板設計，也是我們今天文章的主題。

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讓我們首先重新審視我們將在剛柔結合設計中看到的通孔的三重分類：

• 通孔是指從上到下貫穿整個電路板的通孔，其中絕大多數是 剛性-軟性電路板 層數較少的板
• 盲道就像表面上的死胡同，半穿半埋
• 地下高架橋是獨特的內部結構

這三類通孔的佈置允許工程師在保持形式緊湊性的同時建立密集的互連。 將連接定位到特定層允許設計人員在不新增電路板尺寸的情况下進行更複雜的電路設定。 閃爍和埋入通孔是剛性和柔性部分之間特別有價值的佈線訊號，IPC-2223指南估計，適當使用盲通孔和埋入通孔可使電路板面積減少25%。

挑戰

但這些先進的通孔並非沒有挑戰。 剛柔堆疊在剛性和柔性基板、粘合劑和無粘合劑層之間交替，這種交替會導致特定的問題：

聚醯亞胺是通常用於柔性層的資料，其熱膨脹係數高於其剛性芯。 在層壓過程中，這種不匹配會導致應力。 這種應力會使獲得完美的粘附和平整度變得更加困難，從而導致翹曲、微裂紋甚至分層。

閃爍通孔和埋入通孔也需要高精度和嚴格公差的雷射鑽孔。 高縱橫比，即深度直徑比，進一步新增了空隙和鍍銅不完整的風險。

當您穿越剛性和柔性區域時，精確的剛柔通孔放置更加關鍵，而微小尺寸的通孔對錯位的容忍度要低得多。

暴露在動態彎曲和環境應力下，不良過孔可能會出現微裂紋、桶形斷裂甚至分層。 這就是為什麼大多數下一代可穿戴設備將微孔作為最常見的故障。

創新

但近年來，這些剛柔通孔的科技出現了一波又一波的創新浪潮。

順序構建（SBU）是工程師逐步構建複雜層的過程，分多個階段形成盲通孔和埋通孔。 該程式優化了每個通孔的縱橫比和鍍層質量，現在是HDI和剛性的標準-軟性電路板.

Lazor鑽孔是剛性-柔性通孔科技的遊戲規則改變者，可以在薄柔性層（通常小於100微米）上精確地創建複雜圖案的微孔。 我們可以感謝這項科技，與傳統的機械鑽井相比，產率提高了約15%。

更好的通孔填充科技，如高導電性鍍銅和導電板，可以確保盲通孔和埋通孔的低電阻，同時保持良好的機械強度。 這些科技還可以防止空隙，降低剛撓性產品疲勞的風險。

製造商也一直在將混合層壓用於剛柔結合應用，結合了粘合劑和無粘合劑粘合科技。 這種混合執行可以提高剛撓性堆疊的機械完整性，同時通過提高可靠性來增强，特別是在應力最嚴重的剛撓性部件之間的介面處。

品質控制的生產階段應利用較新的檢查系統。 AOI現在已成為常態，x射線電腦斷層掃描使製造商能够掃描隱藏的過孔結構，並檢查空隙或錯位等缺陷。 這種早期檢測尤其有助於剛柔結合項目，因為該項目的產品將比其他項目更加精緻印刷電路板科技。

實踐

以下是在處理剛柔結合項目時需要考慮的幾個良好實踐和設計概念：

• 在規劃層序時，保持堅固的環形圈，以適應製造的變化
• 與您的基板供應商溝通，詢問他們的最小通孔直徑和間距。 許多人吹噓自己的微孔為75微米，但並不總是具有相同的公差
• 在彎曲區域使用應力釋放功能，在高機械應力區域避免過孔焊盤設計
• 在繼續製造剛撓性原型之前，使用有限元分析或FEA，並通過可靠性建模工具預測可能的故障點

可製造性

先進過孔結構的複雜性，以及它們產生的所有問題，都可以通過它們在小型化、功能性和可靠性方面提供的收益來證明。 但與剛柔結合的製造成本相比，這些好處應該重新考慮：

• 當工藝控制不嚴格時，通孔密度的新增會降低良率，最終導致每塊面板的成本更高
• 製造商可能缺乏專業知識或設備來執行多層剛撓性項目的高級盲通孔和埋通孔。 始終稽核供應商，檢查他們的能力，並詢問他們是否有與您的項目類似的剛柔並濟經驗
• 以效率為理念規劃你的通路結構和懲罰措施。 這將减少資料浪費，提高成本競爭力

得益於這些創新，盲孔和埋孔結構在多層剛撓性設計領域進一步推動了小型化和可靠性。 記住我們在這篇文章中提供的提示，我們期待著下次見到你！