Что такое гибко-жесткие печатные платы?

Гибкая печатная плата и жесткая печатная плата дали начало новым продуктам Flex-Rigid PCB (гибко-жесткие печатные платы). Они содержат одну или несколько жестких зон и одну или несколько гибких зон на печатной плате, которые посредством прессования и других процессов формируют печатную плату с функциональными физическими характеристиками.

Область применения

Гибко-жесткая печатная плата, широко используемая в медицинском оборудовании, смартфонах, дронах, интеллектуальном носимом оборудовании, роботах, изогнутых дисплеях, высокотехнологичном промышленном контрольном оборудовании, аэрокосмической отрасли, авиационных спутниках и других областях. с его превосходными физическими характеристиками следует за развитием интеллектуального оборудования до высокой степени интеграции, легкости, миниатюризации и новых требований индустрии для персонализированного производства.

Преимущества их применения:

• Более легкий;
• Тонкий Диэлектрик;
• Короткий Маршрут передачи;
• Небольшое сквозное отверстие;
• Небольшой шумовой сигнал, высокая надежность;
• Гибкость для изменения формы в особых требованиях к пространству;
• Стойкость к высокой и низкой температуре и огню;
• Может складываться и не влияет на передачу;
• Защищает от электростатических помех.

Недостатки применения:

• Технология изготовления сложна: используется технология жестких печатных плат и гибких печатных плат, их одновременное изготовление очень сложно;
• Стоимость оборудования высока как для жестких, так и для гибких печатных плат;
• Использование: если одна плата повреждается, другая становится бесполезной.

Этапы разработки гибко-жестких ПП:

1. Выбор материала

Гибкая полиимидная подложка DuPont, лакированная медью (серия AP), полиимид — это, своего рода, очень хорошая гибкость, отличные электрические и тепловые свойства материала, но он гигроскопичен и не устойчив к щелочам. Для жестких плат – жесткий материал серии полимеров PI может быть спрессован вместе с основным материалом, и деформация коробления композитной полимерной системы может быть предотвращена, когда жестко-гибкая пластина прижата друг к другу. Для приклеивания  между отклоняющей пластиной и жесткой пластиной лучше всего использовать клей No flow (low flow). Препрег для прессования, из-за своей малой подвижности мягких и твердых пластиковых переходных областей, очень помогает, не заставляя повторно обрабатывать переходную зону и не вызывает ее повреждения из-за переполнения. Есть три варианта защитного слоя: первый – это традиционная пленка (Coverlay), представляет собой выбор полиимидного материала плюс клей, непосредственно с травлением печатной платы после защиты ламинированного пресса. Покрывающая пленка для прессования перед формированием сварочной части, не может соответствовать сборке более точных требований, второй вид – сухая пленка.  Третья категория – это обычно используемые покрывающие материалы для трафаретной печати, термореактивные полиимидные материалы, которая удовлетворит требования гибкой пластины с малым шагом и высокой плотностью сборки.

2. Ключевой контроль производства

Гибко-жесткая печатная плата основана на гибкой пластине и многослойной жесткой плате высокой плотности, но из-за материала и его особенностей в структуре принятии решения с точки зрения требований к конструкции, процесс отличается от  производства жесткой печатной платы и производства обычной гибкой платы, необходимо оптимизировать весь процесс и все параметры.

3. Внутренняя монолитная передача.

Перенос рисунка занимает очень важное место на печатной плате с высокой плотностью, тонкими линиями, особенно гибкими линиями. Поскольку гибкий одиночный чип является тонким и мягким, он создает большие трудности при обработке поверхности, а условия очистки и шероховатость поверхности медной фольги напрямую влияют на адгезию сухой пленки и образование тонких линий. К оборудованию для механической чистки предъявляются высокие требования к оборудованию, без давления, которое может вызвать деформацию подложки, складывание, операцию нелегко контролировать, поэтому можно использовать метод электролитической очистки. Этот метод может не только обеспечить чистоту поверхности, но и использовать микротравление для обеспечения шероховатости медной поверхности, что полезно для изготовления рисунка шириной / интервалом 0,1 мм ~ 0,15 мм. В дополнение к контролю кислотного травления скорость травления, чтобы гарантировать, что требования к конструкции ширины, расстояния, больше внимания следует уделять предотвращению одиночного скручивания, складки, является лучшей направляющей пластиной и вспомогательной и закрывает выхлоп система на устройстве.

4. Позиционирование многослойного материала.

Полиимидный материал сильно поглощает влагу после обработки или усадки при различной температуре и влажности в среде, вызванной трудностями многослойного ламинированного выравнивания. Чтобы это преодолеть, можно принять следующие меры: гарантировать точность совмещения пробивного отверстия или отверстия под заклепки, без отклонений, вызванных межслойной графикой. Позиционирование отверстия после перфорации может устранить ошибку, вызванную растяжением и деформацией материала во время обработки. После ламинирования смотрятся отверстия с помощью рентгена, чтобы определить смещение и сделать сверление более точным. Таким образом, мы можем удовлетворить требование межслойного выравнивания, чтобы гарантировать ширину кольца 0,1 мм ~ 0,15 мм и гарантировать точность переноса внешнего рисунка.

5. Слои.

Расположение штамповки до обработки монолитного межслойного противопоставления также имеет большое значение. Ламинированные прокладочные материалы, такие как полипропиленовая пленка, политетрафторэтилен (ПТФЭ), лист силиконовой резины, могут улучшить качество ламинированной гибкой пластины. После испытания считается, что идеальным материалом для прокладки является силиконовый каучук, который может обеспечить форму прокладки и уменьшить деформацию усадки прижимной части.

6. Сверление.

Структура твердой и мягкой композитной плиты сложна, поэтому очень важно определить оптимальные технологические параметры сверления отверстия для получения хорошей стенки отверстия. Скорость и подача являются наиболее важными параметрами процесса. Когда подача слишком медленная, температура резко повышается, что вызывает интенсивное сверление. Скорость слишком быстрая, легко сломать сверло, соединительный лист, а также диэлектрический слой явления отрыва и головки гвоздя.

7. Чистка.

Загрязнения состоят в основном состоят из полиимидной смолы, эпоксидного стекловолокна и эпоксидной смолы.

8. Электрохимическое омеднение

При тепловом ударе общая скорость расширения жесткой гибкой композитной подложки печатной платы на 1,65% больше, чем у слоя меди в отверстии, а в жесткой многослойной пластине этот показатель составляет всего 0,03%. Таким образом, можно видеть, что растягивающее напряжение металлического отверстия в жесткой гибкой комбинированной печатной плате намного больше, чем у жесткой многослойной пластины. В то же время толщина медного слоя также оказывает определенное влияние на надежность жесткой гибкой печатной платы. Наиболее жесткие и гибкие слои повышают надежность металлизированного отверстия за счет увеличения толщины слоя меди на стенке отверстия.

9. Защитный слой при монтаже.

Можно использовать чернильное покрытие для паяльной маски, стойкие к припою чернила, выбрать жидкие светочувствительные стойкие к припою чернила, влагостойкие. Защищает от загрязнения, устойчив к механическому отклонению, но высокая цена сырья.

10. Обработка контура резки

Жесткую гибкую печатную плату следует фрезеровать на станке, а гибкую часть легко деформировать, а форма фрезерования получается неровной и шероховатой. Прокладка толщиной, равной толщине жесткого внешнего слоя, может быть вставлена вверх и вниз в гибкое окно, и при нажатии фрезерной формы может быть обеспечен гладкий и равномерный контур края.