Виготовленняжорсткі гнучкі друковані платищо можна згинати та складати, це інженерний проект, який поєднує науку про точні матеріали та складну технологію процесу. Його суть полягає в бездоганному поєднанні жорстких ділянок (таких як епоксидна смола FR-4) з гнучкими ділянками (такими як поліімідна плівка) за допомогою спеціальних процесів, досягаючи функції «жорстке там, де жорстке, гнучке там, де гнучке». Нижче наведено детальний аналіз процесу його виробництва:
1, Підготовка матеріалу: наріжний камінь поєднання жорсткості та гнучкості
Жорсткий матеріал поверхні: вибрано епоксидну смолу FR-4, яка є твердою та стабільною, забезпечуючи механічну підтримку для забезпечення фіксації прецизійних компонентів, таких як мікросхеми та батареї, в обладнанні. Його товщина зазвичай становить 0,2-1,6 мм, щоб відповідати вимогам міцності різних пристроїв.
Матеріал гнучкої поверхні: використання поліімідної (PI) плівки товщиною 0,025-0,1 мм, що еквівалентно товщині кількох паперів формату A4. PI-плівка може витримувати високі температури понад 260 градусів і не порветься навіть після повторного згинання протягом 100 000 разів. У той же час він має чудові ізоляційні характеристики та може запобігти коротким замиканням у ланцюзі. Цей матеріал є ключем до того, що гнучкі друковані плати можуть згинатися, як папір.
Вибір мідної фольги: рулонна мідна фольга використовується в гнучких областях, оскільки вона має кращу пластичність і менш схильна до поломки при згинанні; Жорстка область використовує електролітичну мідну фольгу для задоволення вимог щодо провідності та механічної міцності.
2. Потік основного процесу: від поділу до злиття
Виготовляємо окремо гнучкі та жорсткі підкладки:
Виготовлення гнучкої підкладки: по-перше, зробіть плівку PI шорсткою, щоб видалити поверхневі масляні плями та шари оксиду, а також посиліть адгезію за допомогою мідної фольги. Потім за допомогою процесу плакування міддю згорнута мідна фольга поєднується з поліетиленовою плівкою, щоб утворити гнучку підкладку. Цей етап вимагає суворого контролю температури та часу, щоб уникнути деформації підкладки PI або поганого ефекту обробки.
Виготовлення жорсткої підкладки: традиційна плата FR-4 використовується для формування жорсткої структури схеми за допомогою таких процесів, як свердління та гальванічне покриття. Процес виробництва подібний до процесу виготовлення звичайної жорсткої друкованої плати, але він повинен забезпечити сумісність із дизайном інтерфейсу гнучкої області.
Процес ламінування: «чорна технологія», яка поєднує в собі жорсткість і гнучкість:
Це найважливіший крок у виробництві жорстких гнучких друкованих плат. За допомогою технології селективного ламінування жорсткі підкладки, гнучкі підкладки та клейкі листи (плівки з епоксидної смоли) ламінуються під високою температурою та високим тиском. Температура контролюється на рівні 170-180 градусів, тиск - 2-3 МПа, а час - 60-90 хвилин. Щоб запобігти здавленню гнучкої ділянки, силіконова плівка буде розміщена під гнучкою частиною як «буферна прокладка» під час ламінування.
Ламіновану друковану плату також потрібно пройти «обробку для зняття напруги» -, випікаючи в духовці при 120 градусах протягом 2 годин, щоб зняти внутрішню напругу, що виникає під час процесу ламінування, і уникнути деформації під час подальшої обробки.
Свердління та проводка:
Свердління: механічне свердління використовується в жорстких областях, тоді як лазерне свердління необхідно використовувати в гнучких областях, щоб уникнути механічного пошкодження гнучкої основи. Лазерне свердління може досягати менших отворів (до 0,1 мм), щоб відповідати вимогам високої-щільності проводки.
Конструкція проводки: лінії на гнучких ділянках повинні бути прокладені рівномірно і не надто щільно, інакше вони схильні до поломки при згинанні. Конструкція проводки повинна збалансувати «гнучкість» і «провідність», щоб забезпечити плавний потік контуру під час багаторазового згортання.
Обробка поверхні та тестування:
Обробка поверхні включає занурювальне золото, напилення олова тощо, щоб запобігти окисленню та іржі, а також зробити зварні компоненти більш безпечними.
Процес випробування має вирішальне значення та вимагає випробування електричних характеристик за допомогою випробування льотком або спеціальними пристосуваннями, щоб переконатися, що зміна опору становить менше 20% після 150 000 згинань, що відповідає стандарту електричних випробувань IPC-ET-652.
3, Технічні труднощі та інновації
Надійність з'єднання: з'єднання між гнучкою і жорсткою ділянками не повинно бути ослабленим і не порушуватися під час згинання. Застосування «процесу поетапного пресування» — це все одно, що надіти «міцну куртку» на з’єднання між двома, гарантуючи, що вона не впаде навіть після згинання десятки тисяч разів.
Технологія контролю адгезиву: під час ламінування клей не повинен перетікати в гнучку область, інакше він затвердіє гнучку підкладку та спричинить пошкодження згинання. Це вимагає надзвичайно високої точності процесу та технології контролю клею.
Управління різницею CTE: різниця в коефіцієнті теплового розширення між твердими матеріалами (CTE 18ppm/градус C) і гнучкими матеріалами (CTE 30ppm/градус C) є значною, і її потрібно контролювати за допомогою 5-7 циклів пресування, щоб уникнути структурної деформації, викликаної змінами температури.
4, застосування та майбутнє
Жорсткі гнучкі друковані плати широко використовуються в галузях, які вимагають високої інтеграції та гнучкості, таких як складні смартфони, розумні годинники та медичні пристрої. Складність виробничого процесу можна назвати «стелею» індустрії друкованих плат, але з розвитком носимих пристроїв, гнучких дисплеїв та інших галузей процес виробництва жорстких гнучких друкованих плат буде рухатися в бік тонших (товщина<0.05mm), more bending resistant (more than 500000 times), and may even achieve circuits that can be woven like fabric, making electronic devices truly "ubiquitous".
жорстка гнучка друкована плата, друкована плата FR-4, гнучкі друковані плати