Гибкие печатные платы (Flex PCB) незаменимы в таких отраслях, как аэрокосмическая, военная, бытовая электроника и медицинское оборудование, благодаря своей способности изгибаться, складываться и принимать сложные формы. В этой статье представлен подробный обзор производственных процессов, используемых при создании многослойных гибких печатных плат, с акцентом на их преимуществах и используемых материалах.
Основой высококачественной гибкой печатной платы является выбор материалов. В качестве подложки обычно используют полиимид (ПИ) и полиэстер (ПЭТ) в сочетании с проводящей медной фольгой. Выбор этих материалов обусловлен их гибкостью, термостойкостью и электропроводностью, что делает их подходящими для различных высокопроизводительных приложений.
Основные материалы: Медная фольга: доступна в различной толщине (1 унция, 1/2 унции, 1/3 унции), используется для создания токопроводящих дорожек. Пленки подложки: обычно толщиной 1 мил или 1/2 мил, обеспечивают гибкую основу. Клеи: толщина варьируется в зависимости от требований заказчика, используются для приклеивания меди к подложке.
Перед началом производства критически важен этап проектирования. Продуманная конструкция гарантирует, что гибкая печатная плата не только функциональна, но и технологична. Ключевые моменты:
Проектирование с учетом технологичности (DFM): обеспечивает возможность эффективного и надежного изготовления конструкции. Компоновка и маршрутизация: решающее значение имеют правильная целостность сигнала и электромагнитная совместимость (ЭМС). Многослойные и гибко-жесткие конструкции: требуют тщательного планирования для обеспечения баланса между гибкостью и механической прочностью.
Процесс начинается с подготовки материалов. К основным материалам относятся гибкие подложки (например, полиимид), медная фольга, клеи и покрытия. Эти материалы обычно поставляются в рулонах и должны быть аккуратно разрезаны или нарезаны до требуемых размеров с помощью продольно-резательного станка.
Следующий этап — сверление, на котором создаются переходные отверстия (металлизированные сквозные отверстия) для обеспечения электрических соединений между слоями. Учитывая гибкость материала, особое внимание необходимо уделять предотвращению заусенцев и расслоения при сверлении. Для создания точных отверстий, соответствующих проектным требованиям, используются передовые методы механического или лазерного сверления.
После сверления переходные отверстия необходимо металлизировать для создания токопроводящего пути между слоями. Это выполняется в несколько этапов: Очистка: внутренние стенки просверленных отверстий очищаются от любых загрязнений и остатков смолы, что обеспечивает хорошую адгезию для процесса гальванизации. Химическое меднение: тонкий слой меди осаждается на стенки отверстий химическим методом, обеспечивая равномерное покрытие. Электролитическое меднение: более толстый слой меди наносится гальваническим методом для усиления первоначального покрытия и обеспечения надежной проводимости между слоями.
Многослойная FPC теперь проходит процесс переноса изображения:
Ламинирование сухой плёнки: на медные поверхности наносится светочувствительная сухая плёнка. Эта плёнка поможет определить рисунок печатной платы. Экспонирование: ламинированная плата экспонируется УФ-излучением через фотошаблон, который очерчивает желаемый рисунок печатной платы. УФ-излучение затвердевает засвеченные участки сухой плёнки. Проявление: незасвеченные участки плёнки затем смываются, обнажая медный слой, который необходимо протравить. Травление: открытые участки меди протравливаются химическим раствором, оставляя рисунок печатной платы, сформированный затвердевшей сухой плёнкой. Удаление плёнки: оставшаяся сухая плёнка удаляется, обнажая медные дорожки, образующие схему.
Многослойные гибкие печатные платы (FPC) требуют точного ламинирования нескольких слоёв для обеспечения правильного совмещения токопроводящих дорожек. Этот процесс включает в себя: Наложение слоёв: отдельные слои, включая токопроводящие и изолирующие, выравниваются и накладываются друг на друга в правильном порядке. Ламинирование: затем стопка подвергается воздействию тепла и давления в вакуумной среде, что обеспечивает склеивание слоёв. Адгезионные материалы расплавляются и затвердевают, образуя прочную единую структуру.
Для защиты чувствительной схемы наносится защитная пленка (или покровный слой). Этот этап включает в себя: Резку и подготовку покровного слоя: защитная пленка, обычно изготавливаемая из полиимида, вырезается по форме с отверстиями для пайки. Ламинирование: защитный слой наносится на плату ламинированием, обеспечивая её надёжное соединение с помощью нагрева и давления. Это защищает плату от воздействия окружающей среды и физических повреждений, сохраняя при этом гибкость.
Для обеспечения хорошей паяемости и защиты медных контактных площадок от окисления на поверхность наносится финишное покрытие. Распространенные методы обработки поверхности включают: ENIG (химическое никелирование и иммерсионное золото): сначала наносится тонкий слой никеля, а затем слой золота. Такое покрытие обеспечивает отличную коррозионную стойкость и надёжную пайку.
Гибкая печатная плата должна пройти электрические испытания для проверки целостности цепи и изоляции между проводниками. Этот этап крайне важен для выявления коротких замыканий, обрывов и других дефектов, которые могут снизить производительность печатной платы.
После прохождения электрических испытаний гибкая печатная плата вырезается до нужной формы и размера с помощью лазерной резки или механической штамповки. Это гарантирует идеальное соответствие платы предполагаемому применению.
Окончательная проверка гарантирует соответствие многослойной гибкой печатной платы всем требуемым спецификациям и стандартам качества. Она включает в себя визуальный осмотр, проверку размеров и, при необходимости, более детальные испытания.
Готовые ГПК тщательно упаковываются, чтобы исключить повреждения при транспортировке. Затем они отправляются заказчику для сборки в готовое изделие.
Этот подробный процесс иллюстрирует сложность и точность, необходимые при производстве многослойных гибких печатных плат. Каждый этап критически важен для обеспечения соответствия конечного продукта высоким стандартам, предъявляемым к современным электронным устройствам.
Гибкие печатные платы обладают рядом преимуществ, которые делают их превосходящими жесткие печатные платы в определенных областях применения:
Высокая гибкость: гибкие печатные платы можно сгибать, складывать или скручивать, что позволяет создавать сложные трёхмерные конфигурации. Экономия места и веса: они способствуют миниатюризации устройств, уменьшая занимаемое пространство и вес. Высокая надёжность: подходят для приложений с высокой плотностью компонентов, где надёжность критически важна, например, в аэрокосмической и военной технике. Теплоотдача: гибкие печатные платы демонстрируют превосходное теплоотведение, что критически важно для высокопроизводительной электроники. Экономическая эффективность: несмотря на сложный процесс производства, гибкие печатные платы позволяют снизить общую стоимость системы за счёт интеграции множества функций.
Гибкие печатные платы классифицируются в зависимости от способа крепления медной фольги к подложке:
Гибкие печатные платы на клеевой основе: медная фольга крепится с помощью клея. Это наиболее распространённый тип. Гибкие печатные платы без клея: медь крепится непосредственно к подложке с помощью нагрева и давления, что обеспечивает лучшую гибкость и более прочное соединение, но и более высокую стоимость.
Медная фольга: может быть нанесена электроосаждением или прокатана, образуя проводящий слой. Подложка: гибкий полимерный материал, поддерживающий медные дорожки. Клеи: используются для соединения меди с подложкой в зависимости от области применения. Покровный слой: изолирующий слой, защищающий схемы от повреждений и воздействия окружающей среды. Армирующие слои: как и полиимидные пленки, они используются для повышения механической прочности в определенных областях, например, в местах установки компонентов.
Производство гибких печатных плат сопряжено с рядом сложностей, особенно при работе с деликатными материалами. Предлагаемые решения включают:
Высокоточное сверление: Для предотвращения таких дефектов, как заусенцы, необходимо использовать передовые методы сверления. Эффективная обработка материалов: Чтобы избежать загрязнения и дефектов, обработка материалов осуществляется в чистых условиях с использованием высокоточного оборудования. Обработка поверхности: Для обеспечения долговечности и надежности используются передовые методы обработки поверхности, такие как ENIG.
Производство гибких печатных плат — сложный и кропотливый процесс, требующий точного контроля и использования высококачественных материалов. Освоив каждый этап — от выбора материалов до финальной проверки — производители могут производить гибкие печатные платы, отвечающие самым строгим требованиям современной электроники. SprintPCB добилась в этом успеха, используя передовые технологии и строгие стандарты качества для производства гибких печатных плат, необходимых для создания компактных, мощных и надежных электронных устройств.
Поддержка клиентов
Здание A19 и C2, район Фуцяо № 3, улица Фухай, район Баоань, Шэньчжэнь, Китай 
+86 0755 2306 7700
Язык
