挠性印制电路板(FlexPrintCircuit,简称“FPC”),是使用挠性的基材制作的单层、双层或多层线路的印制电路板。它具有轻、薄、短、小、高密度、高稳定性、结构灵活的特点,除可静态弯曲外,还能作动态弯曲、卷曲和折叠等。
刚性印制电路板(PrintedCircuieBoard,简称“PCB”),是由不易变形的刚性基板材料制成的印制电路板,在使用时处于平展状态。它具有强度高不易翘曲,贴片元件安装牢固等优点。
软硬结合板(RigidFlex),是由刚挠和挠性基板有选择的层压在一起组成,结构紧密,以金属化孔形成电气连接的特殊挠性印制电路板。它具有高密度、细线、小孔径、体积小、重量轻、可靠性高的特点,在震动、冲击、潮湿环境下其性能仍很稳定。可柔曲,立体安装,有效利用安装空间,被广泛应用于手机、数码相机、数字摄像机等便携式数码产品中。刚-柔结合板会更多地用于减少封装的领域,尤其是消费领域。
﹣铜箔:压延铜(RA)、电解铜(ED)、高延展性电解铜(HTE)
﹣厚度:1/4OZ、1/3OZ、1/2OZ、1OZ、2OZ,此为较常见的厚度
﹣OZ(盎司):铜箔厚度单位;1OZ = 1.4 mil
聚酰亚胺(Polyimide)、聚脂(Polyester)、聚乙稀萘(PEN)
﹣较常用的为聚酰亚胺(简称“PI”)
﹣PI厚度:1/2mil、1mil、2mil,此为较常见的厚度
﹣1 mil = 0.0254mm = 25.4um = 1/1000 inch
环氧树脂系、压克力系
﹣较为常用的是环氧树脂系,厚度跟据不同生产厂家的不同而不定
﹣单面覆铜板:3LCCL(有胶)、2LCCL(无胶)
﹣双面覆铜板:3LCCL(有胶)、2LCCL(无胶)
由绝缘层和接着剂构成,覆盖于导线上,起到保护和绝缘的作用。具体的叠层结构如下。
﹣类型:SF-PC6000(黑色,16um)
﹣优越性:超薄、滑动性能与挠曲性能佳、适应高温回流焊、良好的尺寸稳定性。
常用的为SF-PC6000,叠层结构如下:
(1)贴膜(贴干膜)
(2)曝光
作业环境:黄光
作业目的:通过UV光照射和菲挡,菲林透明的地方和干膜发生光学聚合反应,菲林是棕色的地方,UV光无法穿透,菲林不能和其对应的干膜发生光学聚合反应。
(3)显影
作业溶液:Na2CO3(K2CO3)弱碱性溶液
作业目的:用弱碱性溶液作用,将未发生聚合反应之干膜部分清洗掉。
(4)蚀刻
作业溶液:酸氧水:HCl+H2O2
作业目的:利用药液将显影后露出的铜蚀刻掉,形成图形转移。
(5)剥膜
作业溶液:NaOH强碱性溶液
主要设备:AOI、VRS系统
已形成线路的铜箔要经过AOI系统扫描检测线路缺失。标准线路图像信息以数据形 式存储于AOI主机中,通过CCD光学取像头将铜箔上线路信息扫描进入主机与存储之标准数据比较,有异常时异常点位置会被编号记录传输到VRS主机上.。VRS上会对铜箔进行300倍放大,依照事先记录的缺点位置依次显示,通过操作人员判断其是否为真缺点,对于真缺点会在缺点位置用水性笔作记号。以方便后续作业人员对缺点分类统计以及修补。
作业人员利用150倍放大镜判断缺点类型,分类统计形成品质报告,并反馈到前制程以方便改善措施之及时执行。由于单面板缺点较少,成本较低,难于使用AOI判读,所以使用人工肉眼直接检查。
保护膜作用:
1)绝缘、抗焊锡作用;
2)保护线路;
3)增加软板的可挠性等作用。
作业条件:高温高压
热压完后,需对铜箔裸露的位置进行表面处理。
主要设备:网印机,烤箱,UV干燥机.网版制版设备通过网印原理将油墨转到产品上.主要印刷产品批号,生产周期,文字,黑色遮蔽,简单线路等内容.通过定位PIN将产品与网版定位,通过刮刀压力将油墨挤压到产品上。
网版为文字和图案部分部分开通,无文字或图案部分被感光乳剂封死油墨无法漏下。印刷完毕后,进入烤箱烘干,文字或图案印刷层就紧密结合在产品表面。一些特殊产品要求有部分特殊线路,如单面板上增加少许线路实现双面板功能,或是双面板增加一层遮蔽层都必须通过印刷实现。如油墨为UV干燥型油墨,则必须使用UV干燥机干燥.常见问题:漏印、污染、缺口、突起、脱落等。
测试治具+测试软件对线路板进行功能全检
相应的外形膜具:刀膜、激光切割、蚀刻膜、简易钢模、钢模
加工组合即根据客户要求组装配料,如要求供应商组合的有:
A.不锈钢补强
B.铍铜片/磷铜片/镀镍钢片补强
C.FR4补强
D.PI补强
检验项目:外观、尺寸、可靠性
检测工具:二次元、千分尺、卡尺、放大镜﹑锡炉﹑拉力
作业方式:
1.塑胶袋+纸板
2.低粘着包材
3.制式真空盒
4.专用真空盒(抗静电等级)
双面PCB板制作流程图
软硬结合板制作流程图
PCB专业术语
PCB的诞生
在PCB出现之前,电路是通过点到点的接线组成的,这种方法的可靠性很低,因为随着电路的老化,线路的破裂会导致线路节点的断路或者短路。
绕线技术是电路技术的一个重大进步,这种方法通过将小口径线材绕在连接点的柱子上,提升了线路的耐久性以及可更换性。
当电子行业从真空管、继电器发展到硅半导体以及集成电路的时候,电子元器件的尺寸和价格也在下降。电子产品越来越频繁的出现在了消费领域,促使厂商去寻找更小以及性价比更高的方案,于是,PCB诞生了。
PCB的组成
PCB的基材一般都是玻璃纤维,大多数情况下,PCB的玻璃纤维基材一般就指FR4这种材料,FR4这种固体材料给予了PCB硬度和厚度。除了FR4这种基材外,还有柔性高温塑料(聚酰亚胺或类似)上生产的柔性电路板等等。
PCB看上去像多层蛋糕或者千层面--制作中将不同的材料的层,通过热量和粘合剂压制到一起。
PCB的基材
PCB的基材一般都是玻璃纤维,大多数情况下,PCB的玻璃纤维基材一般就指FR4这种材料,FR4这种固体材料给予了PCB硬度和厚度。除了FR4这种基材外,还有柔性高温塑料(聚酰亚胺或类似)上生产的柔性电路板等等。
廉价的PCB和洞洞板(见上图)是由环氧树脂或酚这样的材料制成,缺乏 FR4那种耐用性,但是却便宜很多,当在这种板子上焊接东西时,将会闻到很大的异味。
这种类型的基材,常常被用在很低端的消费品里面,酚类物质具有较低的热分解温度,焊接时间过长会导致其分解碳化,并且散发出难闻的味道。
铜箔
接下来介绍是很薄的铜箔层,生产中通过热量以及黏合剂将其压制到基材上面,在双面板上,铜箔会压制到基材的正反两面。在一些低成本的场合,可能只会在基材的一面压制铜箔,当我们提及到”双面板“或者”两层板“的时候,指的是我们的千层面上有两层铜箔。当然,不同的PCB设计中,铜箔层的数量可能是1层这么少,或者比16层还多。
铜层的厚度种类比较多,而且是用重量做单位的,一般采用铜均匀的覆盖一平方英尺的重量(盎司oz)来表示。大部分PCB的铜厚是1oz,但是有一些大功率的PCB可能会用到2oz或者3oz的铜厚,将盎司(oz)每平方英尺换算一下,大概是 35um或者1.4mil的铜厚。
阻焊
在铜层上面的是阻焊层,这一层让PCB看起来是绿色的或者是SparkFun的红色。阻焊层覆盖住铜层上面的走线,防止PCB上的走线和其他的金属、焊锡或者其它的导电物体接触导致短路。
阻焊层的存在,使大家可以在正确的地方进行焊接 ,并且防止了焊锡搭桥。
如上图所示,我们可以看到阻焊覆盖了PCB的大部分,包括走线,但是露出了银色的孔环以及SMD焊盘以方便焊接,一般来说,阻焊都是绿色的,但几乎所有的颜色可以用来做阻焊。
丝印
在阻焊层上面,是白色的丝印层,在PCB的丝印层上印有字母、数字以及符号,这样可以方便组装以及指导大家更好地理解板卡的设计。我们经常会用丝印层的符号标示某些管脚或者LED的功能等,丝印层是最最常见的颜色是白色,同样,丝印层几乎可以做成任何颜色。黑色,灰色,红色甚至是黄色的丝印层并不少见,然而,很少见到单个板卡上有多种丝印层颜色。
术语
现在你知道了PCB的结构组成,下面我们来看一下PCB相关的术语吧。
孔环: PCB上的金属化孔上的铜环。
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