De vervaardiging vanstijve flex printplatendat kan worden gebogen en gevouwen is een technisch project dat precisiemateriaalwetenschap en complexe procestechnologie integreert. De kern ligt in het naadloos combineren van stijve gebieden (zoals FR-4 epoxyhars) met flexibele gebieden (zoals polyimidefilm) door middel van speciale processen, waardoor de functie wordt bereikt van "stijf waar stijf, flexibel waar flexibel". Het volgende is een gedetailleerde analyse van het productieproces:
1, Materiaalvoorbereiding: de hoeksteen van het combineren van stijfheid en flexibiliteit
Materiaal voor stijve oppervlakken: er is gekozen voor FR-4 epoxyhars, die hard en stabiel is en mechanische ondersteuning biedt om ervoor te zorgen dat precisiecomponenten zoals chips en batterijen in de apparatuur worden bevestigd. De dikte is meestal 0,2-1,6 mm om te voldoen aan de sterkte-eisen van verschillende apparaten.
Materiaal voor flexibel gebied: gebruik van polyimide (PI)-film met een dikte tussen 0,025-0,1 mm, equivalent aan de dikte van verschillende A4-papieren. PI-film is bestand tegen hoge temperaturen boven de 260 graden en zal niet breken, zelfs niet na 100.000 keer herhaaldelijk buigen. Tegelijkertijd heeft het uitstekende isolatieprestaties en kan het kortsluiting in het circuit voorkomen. Dit materiaal is de sleutel tot flexibele printplaten die kunnen buigen als papier.
Selectie van koperfolie: Gewalste koperfolie wordt gebruikt in flexibele gebieden omdat het een betere ductiliteit heeft en minder vatbaar is voor breuk bij het buigen; Het stijve gebied maakt gebruik van elektrolytische koperfolie om te voldoen aan de eisen op het gebied van geleidbaarheid en mechanische sterkte.
2, Kernprocesstroom: van scheiding tot fusie
Flexibele en stijve substraten afzonderlijk produceren:
Flexibele substraatproductie: Ruw eerst de PI-film op om olievlekken en oxidelagen aan het oppervlak te verwijderen en verbeter de hechting met koperfolie. Vervolgens wordt de gerolde koperfolie via het koper-cladproces gecombineerd met de PI-film om een flexibel substraat te vormen. Deze stap vereist strikte controle van temperatuur en tijd om vervorming van het PI-substraat of een slecht behandelingseffect te voorkomen.
Productie van stijve substraten: Traditionele FR-4-platen worden gebruikt om een stijve circuitstructuur te vormen door middel van processen zoals boren en galvaniseren. Het productieproces is vergelijkbaar met dat van een gewone stijve printplaat, maar moet compatibiliteit garanderen met het interfaceontwerp van het flexibele gebied.
Gelamineerd proces: de "zwarte technologie" die stijfheid en flexibiliteit combineert:
Dit is de meest kritische stap in de productie van rigide flex-printplaten. Door selectieve lamineertechnologie worden stijve substraten, flexibele substraten en zelfklevende vellen (epoxyharsfilms) gelamineerd onder hoge temperatuur en hoge druk. De temperatuur wordt geregeld op 170-180 graden, de druk is 2-3 MPa en de tijd is 60-90 minuten. Om te voorkomen dat het flexibele gedeelte platgedrukt wordt, wordt tijdens het lamineren een siliconenfilm onder het flexibele gedeelte geplaatst als "bufferpad".
De gelamineerde printplaat moet ook een "spanningsverlichtingsbehandeling" ondergaan - bakken in een oven van 120 graden gedurende 2 uur om de interne spanning die tijdens het lamineerproces wordt gegenereerd te verminderen en kromtrekken tijdens de daaropvolgende verwerking te voorkomen.
Boren en bedrading:
Boren: Mechanisch boren wordt gebruikt in stijve gebieden, terwijl laserboren in flexibele gebieden moet worden gebruikt om mechanische spanningsschade aan het flexibele substraat te voorkomen. Met laserboren kunnen kleinere openingen worden bereikt (tot 0,1 mm) om te voldoen aan de bedradingsvereisten met hoge-dichtheid.
Bedradingsontwerp: De leidingen in flexibele gebieden moeten gelijkmatig en niet te dicht worden gelegd, anders zijn ze gevoelig voor breuk bij het buigen. Het bedradingsontwerp moet een balans vinden tussen "flexibiliteit" en "geleidbaarheid" om een soepele circuitstroom tijdens herhaaldelijk vouwen te garanderen.
Oppervlaktebehandeling en testen:
Oppervlaktebehandeling omvat onderdompeling van goud, tinspuiten, enz. om oxidatie en roest te voorkomen, terwijl de gelaste componenten veiliger worden.
Het testproces is cruciaal en vereist testen van de elektrische prestaties door middel van vliegende pintesten of gespecialiseerde armaturen om ervoor te zorgen dat de weerstandsverandering na 150.000 bochten minder dan 20% bedraagt, wat voldoet aan de IPC-ET-652 elektrische testnorm.
3, Technische problemen en innovatie
Betrouwbaarheid van de verbinding: De verbinding tussen de flexibele en stijve delen mag niet los zijn en mag niet verbroken worden tijdens het buigen. Het toepassen van het "stappersproces" is als het plaatsen van een "stevig jasje" over de verbinding tussen de twee, waarbij ervoor wordt gezorgd dat het er niet af zal vallen, zelfs niet na tienduizenden keren buigen.
Lijmcontroletechnologie: Tijdens het lamineren mag de lijm niet in het flexibele gebied overlopen, anders zal het flexibele substraat uitharden en buigfouten veroorzaken. Dit vereist een extreem hoge procesprecisie en lijmcontroletechnologie.
Beheer van CTE-verschillen: Het verschil in thermische uitzettingscoëfficiënt tussen stijve materialen (CTE 18 ppm/graad C) en flexibele materialen (CTE 30 ppm/graad C) is aanzienlijk en moet worden gecontroleerd via 5-7 perscycli om structurele vervorming veroorzaakt door temperatuurveranderingen te voorkomen.
4, Toepassing en toekomst
Rigid flex-printplaten worden veel gebruikt in gebieden die een hoge integratie en flexibiliteit vereisen, zoals opvouwbare smartphones, smartwatches en medische apparaten. De complexiteit van het productieproces kan het ‘plafond’ van de pcb-industrie worden genoemd, maar met de ontwikkeling van draagbare apparaten, flexibele beeldschermen en andere gebieden zal het productieproces van rigide flex-printplaten evolueren naar dunnere (dikte<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".
stijve flex printplaat, FR-4 pcb, flexibele printplaten