如何製作剛撓印刷電路板：逐步分層

剛性需求軟性電路板電子行業的解決方案一直在迅速增長，行業研究預測，到2027年，全球市場將達到23億美元左右。 這些高性能電路板將剛性電路板的穩定性和魯棒性與柔性電路的通用性和靈活性相結合，囙此可以在從手機到航空航太應用的現代電子應用中找到。
要知道如何製作剛撓印刷電路板，你需要瞭解基於許多不同流程的複雜科技，生產流程與標準流程有很大不同印刷電路板生產。 他們表示，“參與這項專業科技的每個製造商都必須開發獨特的工藝來生產自己的產品，以滿足具有挑戰性的效能要求，同時具有成本效益。

剛撓印刷電路板設計概念簡化

剛撓印刷電路板該科技是一種混合方法，其中剛性區域通過機械支撐和組件封裝保持標準板特性，而柔性區域允許3D封裝和動態彎曲。 這種特殊的設計使工程師能够完全避免使用連接器，最大限度地縮短組裝時間，提高全系統性能。
製造的挑戰在於將不同的覈心資料和工藝條件緊密集成在一個單板上。 根據從行業收集的數據剛撓印刷電路板以每年15%的速度增長，這主要是由於消費電子和汽車行業科技的小型化。

資料的選擇和準備剛撓印刷電路板

資料選擇取決於關鍵特性。 由於其出色的熱穩定性和機械效能，厚度為12.5-125μm的聚醯亞胺薄膜被用作柔性基板。 對於剛性層，選擇的資料通常是FR-4環氧樹脂，這是大多數PCB中使用的標準資料。
銅箔的選擇會影響效能。 但是，銅箔光滑粗糙的真正含義是什麼？退火銅軋製和退火厚度為9至70微米的銅箔片使其比電沉積的銅箔片更柔軟、更具延展性。 標準電力和鋁導線應用。

粘合劑系統剛撓印刷電路板

熱固性粘合劑適用於粘合層，在-55°C至+200°C的溫度迴圈中不受影響。 丙烯酸和改性環氧膠粘劑被廣泛使用，製造公司製定了專有產品。

覈心生產工藝剛撓印刷電路板

開發和工程階段
從擴展設計規則檢查（DRC）開始生產過程，以驗證可製造性，加工路徑由工藝和資料特性定義。 工程師必須考慮彎曲半徑要求，通常是電纜直徑的某個最小比率，例如動態應用為6:1，靜態應用為3:1。 模擬軟件現在也可用於預測高應力區域和可能的故障。
層堆疊準備定義了最終的電路板内容。剛撓印刷電路板堆疊的範圍可以從4層到12層，柔性區域由1層到4層導電層組成。 每個製造商對過渡區的過孔間距、挖溝和佈線軌跡都有各自的規則。
鑽井工作
精密鑽孔是製造業的標誌。機械鑽孔用於鑽較大的孔和通孔，雷射鑽孔用於鑽直徑小至50微米的微孔。 來自領先鑽井設施的統計程序控制（SPC）資料表明，標準操作的鑽井精度為±25微米。
獨特的聚醯亞胺鑽頭確保無分層，孔壁清潔。 鑽孔順序必須根據資料之間的差异進行調整，即剛性部分以正常速度和進給速率鑽孔，柔性部分以不同速度和進給率鑽孔。
層壓工藝
層壓是將層轉化為剛撓印刷電路板該過程需要精細控制溫度和壓力，通常在170-200°C和200-400 PSI的壓力下。 根據堆疊的複雜性，層壓週期的長度在60到120分鐘之間。
順序層壓工藝使製造商能够逐步製造高密度互連（HDI）結構，如盲孔和埋孔，這些結構對可流動資料的壓力較小。 真空壓合從層間抽出空氣，使整個層壓板內相鄰板層之間均勻粘合。
成像和蝕刻
電路圖案由光刻工藝以令人難以置信的精度定義。 用於將幹膜光致抗蝕劑施加到柔性基板上的搬運設備必須設計為在不引起皺紋或滯留空氣的情况下運輸資料。 曝光系統的設計必須能够處理剛性和柔性部分的不同基板厚度。
選擇性去除不需要的銅，同時保留電路跡線。 優化的蝕刻劑化學成分可確保不同類型基材的均勻溶解速率。 製作精良的PCB可以容忍高達其標稱值10%的跡線寬度偏差。
電鍍和表面處理
化學鍍用於在鑽孔中和表面特徵上沉積一層薄薄的銅。 電流密度的控制在以下方面也非常重要剛撓印刷電路板其原因是這些組件上的導體圖案和基板資料各不相同。 典型鍍層厚度為20-40μm（通孔的典型鍍層厚度）。
表面處理解決方案包括ENIG（化學鍍鎳浸金）、HASL（熱風焊料流平）和OSP（有機可焊性防腐劑）。 所有表面處理都有不同的好處，但ENIG具有出色的可焊性和耐腐蝕性，適用於高可靠性應用。 品質控制和測試
電力測試
電路的電力完整性和功能性通過全面的電力測試得到確認。 用於連續性、隔離和阻抗測試的自動測試設備（ATE）。 根據行業標準，如果剛撓印刷電路板關鍵應用的產品。
線上測試（ICT）和飛行探針測試可用於測試剛撓印刷電路板測試夾具設計必須考慮柔性部件，並提供良好的電接觸。
機械試驗
柔性測試證實柔性部件在其使用環境中是穩健的。 標準測試協定基於應用程序中的彎曲角度/頻率。 根據應用，典型的規格是100K至1M的彎曲迴圈。
剝離强度决定了層之間的粘附力，對於剛性到柔性的過渡，良好的值通常高於1.0 N/mm。 環境測試使組件經受溫度迴圈、濕度暴露和熱衝擊。

先進製造考慮因素剛撓印刷電路板

這剛撓印刷電路板製造業支持新技術，包括嵌入式組件、盲孔和埋孔以及HDI（高密度互連）。 這些增强功能需要特殊的工具和處理技能，而這些工具和技能只能從製造商服務的主要提供商那裡找到。 根據行業領導者的統計資料，與傳統的剛性板解決方案結合電纜互連相比，先進的剛柔結合設計可以將系統總體積减少60%。 這種節省空間的管道繼續推動各種應用和市場的採用。
剛撓印刷電路板這項科技需要極高的精度、特殊的設備和豐富的工藝知識。 通過經驗豐富的製造團隊和柔性設計工程師的密切合作，可以實現柔性電路的最佳效能和可製造性。 隨著電子系統越來越趨向於更小的尺寸和更多的特徵，剛撓印刷電路板解決方案將成為開發下一代產品的一個越來越關鍵的因素。

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