Valmistusjäykät flex-painetut piirilevytjoka voidaan taivuttaa ja taittaa on suunnitteluprojekti, joka yhdistää tarkkuusmateriaalitieteen ja monimutkaisen prosessitekniikan. Sen ydin on jäykkien alueiden (kuten FR-4-epoksihartsi) saumaton yhdistäminen joustaviin alueisiin (kuten polyimidikalvo) erityisprosessien avulla, jolloin saavutetaan "jäykkä missä jäykkä, joustava missä joustava" -toiminto. Seuraavassa on yksityiskohtainen analyysi sen valmistusprosessista:
1, Materiaalin valmistelu: jäykkyyden ja joustavuuden yhdistämisen kulmakivi
Jäykän alueen materiaali: Valittu FR-4 epoksihartsi, joka on kovaa ja vakaata, tarjoaa mekaanisen tuen varmistaakseen, että tarkkuuskomponentit, kuten sirut ja akut, kiinnitetään laitteeseen. Sen paksuus on yleensä 0,2-1,6 mm eri laitteiden lujuusvaatimusten täyttämiseksi.
Taipuisa pintamateriaali: käytetään polyimidikalvoa (PI), jonka paksuus on 0,025-0,1 mm, mikä vastaa useiden A4-paperien paksuutta. PI-kalvo kestää korkeita lämpötiloja yli 260 astetta eikä rikkoudu edes 100 000 kertaa toistuvan taivutuksen jälkeen. Samalla sillä on erinomainen eristyskyky ja se voi estää oikosulkuja piirissä. Tämä materiaali on avain siihen, että joustavat piirilevyt voivat taipua kuten paperi.
Kuparifolion valinta: Valssattua kuparifoliota käytetään joustavilla alueilla, koska sillä on parempi taipuisuus ja se on vähemmän alttiina rikkoutumaan taivutettaessa; Jäykkä alue käyttää elektrolyyttistä kuparifoliota johtavuus- ja mekaanisen lujuuden vaatimusten täyttämiseksi.
2, ydinprosessin virtaus: erotuksesta fuusioon
Valmista joustavat ja jäykät alustat erikseen:
Joustavan alustan valmistus: Karhenna ensin PI-kalvo poistaaksesi pinnan öljytahrat ja oksidikerrokset ja parantaa tarttuvuutta kuparifoliolla. Sitten kuparipäällysteisen prosessin kautta valssattu kuparifolio yhdistetään PI-kalvoon joustavan alustan muodostamiseksi. Tämä vaihe vaatii tiukkaa lämpötilan ja ajan hallintaa, jotta vältetään PI-substraatin muodonmuutos tai huono käsittelyteho.
Jäykän alustan valmistus: Perinteistä FR-4-levyä käytetään muodostamaan jäykkä piirirakenne prosessien, kuten porauksen ja galvanoinnin, avulla. Tuotantoprosessi on samanlainen kuin tavallisessa jäykässä piirilevyssä, mutta sen on varmistettava yhteensopivuus joustavan alueen käyttöliittymäsuunnittelun kanssa.
Laminoitu prosessi: "musta tekniikka", joka yhdistää jäykkyyden ja joustavuuden:
Tämä on kriittisin vaihe jäykkien taipuisten painettujen piirilevyjen valmistuksessa. Selektiivisellä laminointitekniikalla jäykät alustat, joustavat alustat ja liimalevyt (epoksihartsikalvot) laminoidaan korkeassa lämpötilassa ja paineessa. Lämpötilaa säädetään 170-180 asteeseen, paine on 2-3 MPa ja aika on 60-90 minuuttia. Joustavan alueen murskaantumisen estämiseksi joustavan osan alle asetetaan silikonikalvo "puskurityynyksi" laminoinnin aikana.
Laminoidulle piirilevylle on myös suoritettava "stressinpoistokäsittely" - paistaminen 120-asteisessa uunissa 2 tuntia, jotta laminointiprosessin aikana syntyvä sisäinen jännitys vapautuu ja vältetään vääntyminen myöhemmän käsittelyn aikana.
Poraus ja johdotus:
Poraus: Mekaanista porausta käytetään jäykillä alueilla, kun taas laserporausta on käytettävä joustavilla alueilla, jotta vältetään joustavan alustan mekaaninen jännitysvaurio. Laserporauksella voidaan saavuttaa pienempiä aukkoja (jopa 0,1 mm) korkean-tiheyden johdotuksen vaatimusten täyttämiseksi.
Johdotussuunnittelu: Joustavien alueiden johdot tulee asentaa tasaisesti eikä liian tiiviisti, muuten ne ovat alttiita katkeamaan taivutettaessa. Johdotuksen suunnittelussa on tasapainotettava "joustavuus" ja "johtavuus", jotta virtapiirin virtaus olisi tasainen toistuvan taiton aikana.
Pintakäsittely ja testaus:
Pintakäsittelyyn kuuluu upotuskulta, tinaruiskutus jne. hapettumisen ja ruosteen estämiseksi ja samalla tekee hitsatuista komponenteista turvallisempia.
Testausprosessi on ratkaiseva, ja se vaatii sähköisen suorituskyvyn testaamista lentävän tapin testauksen tai erikoistuneiden kiinnikkeiden avulla sen varmistamiseksi, että resistanssin muutos on alle 20 % 150 000 mutkan jälkeen, mikä täyttää IPC-ET-652 sähkötestausstandardin.
3, tekniset vaikeudet ja innovaatiot
Liitoksen luotettavuus: Joustavien ja jäykkien alueiden välinen liitos ei saa olla löysä eikä se saa katketa taivutettaessa. "Askelpuristusprosessin" ottaminen käyttöön on kuin laittaisi "tukeva takki" näiden kahden liitoksen päälle varmistaen, että se ei putoa edes kymmeniä tuhansia kertoja taivutettuaan.
Liimanhallintatekniikka: Laminoinnin aikana liima ei saa valua yli joustavalle alueelle, muuten se kovettaa joustavan alustan ja aiheuttaa taivutusvirheen. Tämä vaatii erittäin suurta prosessitarkkuutta ja liimanohjaustekniikkaa.
CTE-eron hallinta: Kovien materiaalien (CTE 18ppm/°C) ja joustavien materiaalien (CTE 30ppm/°C) lämpölaajenemiskerroinero on merkittävä, ja sitä on säädettävä 5-7 puristusjaksolla, jotta vältetään lämpötilamuutosten aiheuttamat rakenteelliset muodonmuutokset.
4, Sovellus ja tulevaisuus
Jäykkiä joustavia painettuja piirilevyjä käytetään laajalti aloilla, jotka vaativat suurta integrointia ja joustavuutta, kuten taitettavat älypuhelimet, älykellot ja lääketieteelliset laitteet. Sen valmistusprosessin monimutkaisuutta voidaan kutsua piirilevyteollisuuden "katoksi", mutta puettavien laitteiden, joustavien näyttöjen ja muiden alojen kehittyessä jäykkien flex -painettujen piirilevyjen valmistusprosessi siirtyy ohuempaan (paksuuteen)<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".
jäykkä flex painettu piirilevy, FR-4 pcb, joustavat piirilevyt