Fleksibelt PCB (Printed Circuit Board) er blevet mere og mere populært og udbredt i forskellige industrier. Fra forbrugerelektronik til bilapplikationer bringer fpc PCB forbedret funktionalitet og holdbarhed til elektroniske enheder. Forståelse af den fleksible PCB-fremstillingsproces er imidlertid afgørende for at sikre dens kvalitet og pålidelighed. I dette blogindlæg vil vi udforskeflex PCB-fremstillingsprocesi detaljer, der dækker hvert af de involverede nøgletrin.
1. Design- og layoutfase:
Det første trin i fremstillingsprocessen for flex printkort er design- og layoutfasen. På dette tidspunkt er det skematiske diagram og komponentlayoutet færdigt. Designsoftwareværktøjer såsom Altium Designer og Cadence Allegro sikrer nøjagtighed og effektivitet på dette trin. Designkrav som størrelse, form og funktion skal tages i betragtning for at imødekomme PCB-fleksibilitet.
Under design- og layoutfasen af flex PCB-kortfremstilling skal flere trin følges for at sikre et nøjagtigt og effektivt design. Disse trin omfatter:
Skematisk:
Lav et skema for at illustrere de elektriske forbindelser og funktion af et kredsløb. Det tjener som grundlag for hele designprocessen.
Komponentplacering:
Når skemaet er færdigt, er det næste trin at bestemme placeringen af komponenterne på printkortet. Faktorer som signalintegritet, termisk styring og mekaniske begrænsninger tages i betragtning under komponentplacering.
Rute:
Efter at komponenterne er placeret, dirigeres de trykte kredsløbsspor for at etablere elektriske forbindelser mellem komponenterne. På dette stadium bør fleksibilitetskravene til flexkredsløbsprintkortet overvejes. Særlige routing-teknikker såsom meander- eller serpentin-routing kan bruges til at tilpasse printpladebøjninger og flex.
Kontrol af designregler:
Før et design færdiggøres, udføres designregelkontrol (DRC) for at sikre, at designet opfylder specifikke fremstillingskrav. Dette omfatter kontrol for elektriske fejl, minimal sporbredde og afstand og andre designbegrænsninger.
Gerber-filgenerering:
Efter at designet er færdigt, konverteres designfilen til en Gerber-fil, som indeholder de produktionsoplysninger, der kræves for at producere det flex-printede printkort. Disse filer inkluderer laginformation, komponentplacering og routingdetaljer.
Designbekræftelse:
Design kan verificeres gennem simulering og prototyping, før de går ind i fremstillingsfasen. Dette hjælper med at identificere eventuelle potentielle problemer eller forbedringer, der skal foretages før produktion.
Designsoftwareværktøjer såsom Altium Designer og Cadence Allegro hjælper med at forenkle designprocessen ved at levere funktioner såsom skematisk optagelse, komponentplacering, routing og designregelkontrol. Disse værktøjer sikrer nøjagtighed og effektivitet i fpc fleksibelt printet kredsløbsdesign.
2. Materialevalg:
At vælge det rigtige materiale er afgørende for en vellykket fremstilling af fleksible PCB'er. Almindeligt anvendte materialer omfatter fleksible polymerer, kobberfolie og klæbemidler. Udvælgelsen afhænger af faktorer som tilsigtet anvendelse, fleksibilitetskrav og temperaturbestandighed. Grundig research og samarbejde med materialeleverandører sikrer, at det bedste materiale udvælges til et bestemt projekt.
Her er nogle faktorer, du skal overveje, når du vælger et materiale:
Fleksibilitetskrav:
Det valgte materiale skal have den nødvendige fleksibilitet til at opfylde specifikke anvendelsesbehov. Der er forskellige typer fleksible polymerer tilgængelige, såsom polyimid (PI) og polyester (PET), hver med forskellige grader af fleksibilitet.
Temperaturmodstand:
Materialet skal kunne modstå applikationens driftstemperaturområde uden deformation eller nedbrydning. Forskellige fleksible underlag har forskellige maksimale temperaturklassificeringer, så det er vigtigt at vælge et materiale, der kan klare de nødvendige temperaturforhold.
Elektriske egenskaber:
Materialer bør have gode elektriske egenskaber, såsom lav dielektricitetskonstant og tangens med lavt tab, for at sikre optimal signalintegritet. Kobberfolie bruges ofte som leder i fpc fleksibelt kredsløb på grund af dets fremragende elektriske ledningsevne.
Mekaniske egenskaber:
Det valgte materiale skal have god mekanisk styrke og kunne modstå bøjning og bøjning uden at revne eller revne. Klæbemidler, der bruges til at lime lagene i en flexpcb, bør også have gode mekaniske egenskaber for at sikre stabilitet og holdbarhed.
Kompatibilitet med fremstillingsprocesser:
Det valgte materiale skal være kompatibelt med de involverede fremstillingsprocesser, såsom laminering, ætsning og svejsning. Det er vigtigt at overveje materialekompatibilitet med disse processer for at sikre succesfulde fremstillingsresultater.
Ved at overveje disse faktorer og samarbejde med materialeleverandører kan egnede materialer vælges til at opfylde fleksibiliteten, temperaturmodstanden, den elektriske ydeevne, den mekaniske ydeevne og kompatibilitetskravene for et flex PCB-projekt.
3. Forberedelse af underlag:
Under forberedelsesfasen af underlaget tjener den fleksible film som basis for PCB'en. Og under substratforberedelsesfasen af flex kredsløbsfremstilling er det ofte nødvendigt at rense den fleksible film for at sikre, at den er fri for urenheder eller rester, der kan påvirke printets ydeevne. Rengøringsprocessen involverer typisk brug af en kombination af kemiske og mekaniske metoder til at fjerne forurenende stoffer. Dette trin er meget vigtigt for at sikre korrekt vedhæftning og limning af efterfølgende lag.
Efter rengøring, er den fleksible film belagt med et klæbende materiale, der binder lagene sammen. Det anvendte klæbende materiale er normalt en speciel klæbefilm eller flydende klæbemiddel, som er jævnt belagt på overfladen af den fleksible film. Klæbemidler hjælper med at give strukturel integritet og pålidelighed til PCB-flex ved at binde lagene fast sammen.
Valg af klæbemateriale er afgørende for at sikre korrekt limning og opfylde de specifikke krav til applikationen. Faktorer som bindingsstyrke, temperaturbestandighed, fleksibilitet og kompatibilitet med andre materialer, der anvendes i PCB-samlingsprocessen, skal tages i betragtning, når du vælger et klæbende materiale.
Efter at klæbemidlet er påført, kan den fleksible film bearbejdes yderligere til efterfølgende lag, såsom tilføjelse af kobberfolie som ledende spor, tilføjelse af dielektriske lag eller forbindende komponenter. Klæbemidler fungerer som lim gennem hele fremstillingsprocessen for at skabe en stabil og pålidelig fleksibel PCB-struktur.
4. Kobberbeklædning:
Efter forberedelse af substratet er det næste trin at tilføje et lag kobber. Dette opnås ved at laminere kobberfolie til en fleksibel film ved hjælp af varme og tryk. Kobberlaget fungerer som en ledende bane for elektriske signaler inden i flex-printkortet.
Kobberlagets tykkelse og kvalitet er nøglefaktorer for at bestemme ydeevnen og holdbarheden af et fleksibelt PCB. Tykkelsen måles normalt i ounces per kvadratfod (oz/ft²), med muligheder, der spænder fra 0,5 oz/ft² til 4 oz/ft². Valget af kobbertykkelse afhænger af kravene til kredsløbsdesignet og den ønskede elektriske ydeevne.
Tykkere kobberlag giver lavere modstand og bedre strømføringsevne, hvilket gør dem velegnede til højeffektapplikationer. På den anden side giver tyndere kobberlag fleksibilitet og foretrækkes til applikationer, der kræver bøjning eller bøjning af det trykte kredsløb.
Det er også vigtigt at sikre kvaliteten af kobberlaget, da eventuelle defekter eller urenheder kan påvirke den elektriske ydeevne og pålideligheden af flexboard-printkortet. Fælles kvalitetsovervejelser omfatter ensartethed af kobberlagtykkelse, fravær af nålehuller eller hulrum og korrekt vedhæftning til underlaget. At sikre disse kvalitetsaspekter kan hjælpe med at opnå den bedste ydeevne og levetid på dit flex PCB.
5. Kredsløbsmønster:
På dette trin dannes det ønskede kredsløbsmønster ved at bortætse overskydende kobber ved hjælp af et kemisk ætsemiddel. Fotoresist påføres kobberoverfladen efterfulgt af UV-eksponering og fremkaldelse. Ætsningsprocessen fjerner uønsket kobber og efterlader de ønskede kredsløbsspor, puder og vias.
Her er en mere detaljeret beskrivelse af processen:
Anvendelse af fotoresist:
Et tyndt lag lysfølsomt materiale (kaldet fotoresist) påføres kobberoverfladen. Fotoresist er typisk coatet ved hjælp af en proces kaldet spincoating, hvor substratet roteres ved høje hastigheder for at sikre ensartet coating.
Eksponering for UV-lys:
En fotomaske indeholdende det ønskede kredsløbsmønster anbringes på den fotoresistbelagte kobberoverflade. Substratet udsættes derefter for ultraviolet (UV) lys. UV-lys passerer gennem fotomaskens gennemsigtige områder, mens det blokeres af de uigennemsigtige områder. Eksponering for UV-lys ændrer selektivt fotoresistens kemiske egenskaber, afhængigt af om det er en positiv-tone- eller negativ-tone-resist.
Udvikler:
Efter eksponering for UV-lys fremkaldes fotoresisten ved hjælp af en kemisk opløsning. Positive tone fotoresister er opløselige i fremkaldere, mens negative tone fotoresists er uopløselige. Denne proces fjerner uønsket fotoresist fra kobberoverfladen og efterlader det ønskede kredsløbsmønster.
Ætsning:
Når den resterende fotoresist definerer kredsløbsmønsteret, er næste trin at ætse det overskydende kobber væk. Et kemisk ætsemiddel (normalt en sur opløsning) bruges til at opløse udsatte kobberområder. Ætsemidlet fjerner kobberet og efterlader kredsløbsspor, puder og vias defineret af fotoresisten.
Fotoresist fjernelse:
Efter ætsning fjernes den resterende fotoresist fra flex-printkortet. Dette trin udføres typisk ved hjælp af en strippeopløsning, der opløser fotoresisten, og kun efterlader kobberkredsløbsmønsteret.
Inspektion og kvalitetskontrol:
Til sidst bliver det fleksible printkort grundigt inspiceret for at sikre nøjagtigheden af kredsløbsmønsteret og detektere eventuelle defekter. Dette er et vigtigt skridt i at sikre kvaliteten og pålideligheden af flex PCB'er.
Ved at udføre disse trin dannes det ønskede kredsløbsmønster med succes på det fleksible PCB, hvilket lægger grundlaget for det næste trin af montering og produktion.
6. Loddemaske og serigrafi:
Loddemaske bruges til at beskytte kredsløb og forhindre loddebroer under montering. Det screenprintes derefter for at tilføje de nødvendige etiketter, logoer og komponentbetegnelser for yderligere funktionalitet og identifikationsformål.
Følgende er procesintroduktionen af loddemaske og serigrafi:
Loddemaske:
Anvendelse af loddemaske:
Loddemaske er et beskyttende lag påført det blottede kobberkredsløb på det fleksible printkort. Det anvendes normalt ved hjælp af en proces kaldet serigrafi. Loddemaskeblæk, sædvanligvis grøn i farven, er screentrykt på printkortet og dækker kobbersporene, puderne og gennemgangene og blotlægger kun de nødvendige områder.
Hærdning og tørring:
Efter at loddemasken er påført, vil det fleksible PCB gennemgå en hærdnings- og tørringsproces. Det elektroniske PCB passerer typisk gennem en transportovn, hvor loddemasken opvarmes for at hærde og hærde. Dette sikrer, at loddemasken giver effektiv beskyttelse og isolering af kredsløbet.
Åbne pudeområder:
I nogle tilfælde efterlades specifikke områder af loddemasken åbne for at blotlægge kobberpuder til komponentlodning. Disse pudeområder omtales ofte som Solder Mask Open (SMO) eller Solder Mask Defined (SMD) puder. Dette giver mulighed for nem lodning og sikrer en sikker forbindelse mellem komponenten og printkortet.
serigrafi:
Forberedelse af kunstværker:
Før silketryk skal du oprette illustrationer, der inkluderer etiketter, logoer og komponentindikatorer, der kræves til flex printkortet. Dette kunstværk udføres normalt ved hjælp af computerstøttet design (CAD) software.
Skærmforberedelse:
Brug illustrationer til at oprette skabeloner eller skærme. Områder, der skal udskrives, forbliver åbne, mens resten er blokeret. Dette gøres normalt ved at belægge skærmen med en lysfølsom emulsion og udsætte den for UV-stråler ved hjælp af kunst.
Blækapplikation:
Når du har klargjort skærmen, skal du påføre blækket på skærmen og bruge en gummiskraber til at sprede blækket over de åbne områder. Blækket passerer gennem det åbne område og afsættes på loddemasken og tilføjer de ønskede etiketter, logoer og komponentindikatorer.
Tørring og hærdning:
Efter silketryk gennemgår flex PCB en tørre- og hærdningsproces for at sikre, at blækket klæber ordentligt til loddemaskens overflade. Dette kan opnås ved at lade blækket lufttørre eller bruge varme eller UV-lys til at hærde og hærde blækket.
Kombinationen af loddemaske og silketryk giver beskyttelse til kredsløbet og tilføjer et visuelt identitetselement for nemmere samling og identifikation af komponenter på flex PCB.
7. SMT PCB samlingaf komponenter:
I komponentsamlingsfasen placeres og loddes elektroniske komponenter på det fleksible printkort. Dette kan gøres gennem manuelle eller automatiserede processer, afhængigt af produktionens omfang. Komponentplacering er blevet nøje overvejet for at sikre optimal ydeevne og minimere belastningen på flex-printkortet.
Følgende er de vigtigste trin involveret i komponentsamling:
Valg af komponent:
Vælg passende elektroniske komponenter i henhold til kredsløbsdesign og funktionskrav. Disse elementer kan omfatte modstande, kondensatorer, integrerede kredsløb, konnektorer og lignende.
Komponentforberedelse:
Hver komponent forberedes til placering, og det skal sikres, at ledningerne eller puderne er korrekt trimmet, rettet og renset (om nødvendigt). Komponenter til overflademontering kan komme i rulle- eller bakkeform, mens komponenter med gennemgående huller kan komme i bulkemballage.
Komponentplacering:
Afhængigt af produktionens omfang placeres komponenter på det fleksible printkort manuelt eller ved hjælp af automatiseret udstyr. Automatisk komponentplacering udføres typisk ved hjælp af en pick-and-place-maskine, som præcist placerer komponenter på de korrekte puder eller loddepasta på flex-printkortet.
Lodning:
Når komponenterne er på plads, udføres en loddeproces for permanent at fastgøre komponenterne til flex-printkortet. Dette gøres typisk ved hjælp af reflow-lodning til overflademonteringskomponenter og bølge- eller håndlodning til gennemgående hulkomponenter.
Reflow lodning:
Ved reflowlodning opvarmes hele printkortet til en bestemt temperatur ved hjælp af en reflowovn eller lignende metode. Loddepasta påført den passende pude smelter og skaber en binding mellem komponentledningen og PCB-puden, hvilket skaber en stærk elektrisk og mekanisk forbindelse.
Bølgelodning:
Til gennemgående hulkomponenter anvendes normalt bølgelodning. Det fleksible printkort ledes gennem en bølge af smeltet loddemateriale, som fugter de blottede ledninger og skaber en forbindelse mellem komponenten og printpladen.
Håndlodning:
I nogle tilfælde kan nogle komponenter kræve håndlodning. En dygtig tekniker bruger en loddekolbe til at skabe loddesamlinger mellem komponenterne og flex-printkortet. Inspektion og prøvning:
Efter lodning inspiceres det samlede flex-printkort for at sikre, at alle komponenter er loddet korrekt, og at der ikke er defekter såsom loddebroer, åbne kredsløb eller fejljusterede komponenter. Funktionstest kan også udføres for at verificere korrekt funktion af det samlede kredsløb.
8. Test og inspektion:
For at sikre pålideligheden og funktionaliteten af fleksible PCB'er er test og inspektion afgørende. Forskellige teknikker såsom Automated Optical Inspection (AOI) og In-Circuit Testing (ICT) hjælper med at identificere potentielle defekter, kortslutninger eller åbninger. Dette trin sikrer, at kun PCB'er af høj kvalitet kommer ind i produktionsprocessen.
Følgende teknikker er almindeligt anvendt på dette stadium:
Automatiseret optisk inspektion (AOI):
AOI-systemer bruger kameraer og billedbehandlingsalgoritmer til at inspicere fleksible PCB'er for defekter. De kan opdage problemer såsom komponentforskydning, manglende komponenter, loddeforbindelsesdefekter såsom loddebroer eller utilstrækkelig lodning og andre visuelle defekter. AOI er en hurtig og effektiv PCB-inspektionsmetode.
In-Circuit Testing (IKT):
IKT bruges til at teste den elektriske forbindelse og funktionaliteten af fleksible PCB'er. Denne test involverer anvendelse af testprober på specifikke punkter på printkortet og måling af elektriske parametre for at kontrollere for kortslutninger, åbninger og komponentfunktionalitet. ICT bruges ofte i højvolumenproduktion til hurtigt at identificere eventuelle elektriske fejl.
Funktionstest:
Udover IKT kan der også udføres funktionstest for at sikre, at det samlede flex-printkort udfører sin tilsigtede funktion korrekt. Dette kan involvere at tilføre strøm til PCB'en og verificere kredsløbets output og respons ved hjælp af testudstyr eller en dedikeret testarmatur.
Elektrisk test og kontinuitetstest:
Elektrisk test involverer måling af elektriske parametre såsom modstand, kapacitans og spænding for at sikre korrekte elektriske forbindelser på flex-printkortet. Kontinuitetstest kontrollerer for åbne eller kortslutninger, der kan påvirke PCB-funktionaliteten.
Ved at bruge disse test- og inspektionsteknikker kan producenter identificere og rette eventuelle defekter eller fejl i flex PCB'er, før de går i produktionsprocessen. Dette er med til at sikre, at kun PCB'er af høj kvalitet leveres til kunderne, hvilket forbedrer pålideligheden og ydeevnen.
9. Formning og emballering:
Når det fleksible printkort har bestået test- og inspektionsstadiet, gennemgår det en endelig rengøringsproces for at fjerne eventuelle rester eller forurening. Flex-printkortet skæres derefter i individuelle enheder, klar til emballering. Korrekt emballering er afgørende for at beskytte PCB'et under forsendelse og håndtering.
Her er nogle vigtige punkter at overveje:
Antistatisk emballage:
Da fleksible PCB'er er modtagelige for beskadigelse fra elektrostatisk udladning (ESD), bør de pakkes med antistatiske materialer. Antistatiske poser eller bakker lavet af ledende materialer bruges ofte til at beskytte PCB mod statisk elektricitet. Disse materialer forhindrer opbygning og udledning af statiske ladninger, der kan beskadige komponenter eller kredsløb på printkortet.
Fugtbeskyttelse:
Fugt kan påvirke ydeevnen af flex PCB'er negativt, især hvis de har blotlagte metalspor eller komponenter, der er fugtfølsomme. Emballagematerialer, der giver en fugtbarriere, såsom fugtspærreposer eller tørremiddelpakker, hjælper med at forhindre fugtindtrængning under forsendelse eller opbevaring.
Støddæmpning og stødabsorbering:
Fleksible PCB'er er relativt skrøbelige og kan nemt blive beskadiget ved hårdhændet håndtering, stød eller vibrationer under transport. Emballagematerialer såsom bobleplast, skumindsatser eller skumstrimler kan give stødabsorbering og stødabsorbering for at beskytte PCB'et mod sådanne potentielle skader.
Korrekt mærkning:
Det er vigtigt at have relevant information som produktnavn, mængde, fremstillingsdato og eventuelle håndteringsanvisninger på emballagen. Dette er med til at sikre korrekt identifikation, håndtering og opbevaring af PCB'er.
Sikker emballage:
For at forhindre enhver bevægelse eller forskydning af PCB'erne inde i pakken under forsendelse, skal de sikres ordentligt. Indvendige emballagematerialer såsom tape, skillevægge eller andre armaturer kan hjælpe med at holde printkortet på plads og forhindre beskadigelse fra bevægelse.
Ved at følge denne emballagepraksis kan producenterne sikre, at fleksible PCB'er er godt beskyttet og ankommer til deres destination i en sikker og komplet stand, klar til installation eller yderligere montering.
10. Kvalitetskontrol og forsendelse:
Før vi sender flex PCB'er til kunder eller samlefabrikker, implementerer vi strenge kvalitetskontrolforanstaltninger for at sikre overholdelse af industristandarder. Dette omfatter omfattende dokumentation, sporbarhed og overholdelse af kundespecifikke krav. Overholdelse af disse kvalitetskontrolprocesser sikrer, at kunderne modtager pålidelige og fleksible PCB'er af høj kvalitet.
Her er nogle yderligere detaljer om kvalitetskontrol og forsendelse:
Dokumentation:
Vi vedligeholder omfattende dokumentation gennem hele fremstillingsprocessen, herunder alle specifikationer, designfiler og inspektionsoptegnelser. Denne dokumentation sikrer sporbarhed og gør os i stand til at identificere eventuelle problemer eller afvigelser, der måtte være opstået under produktionen.
Sporbarhed:
Hvert flex PCB er tildelt en unik identifikator, der giver os mulighed for at spore hele dens rejse fra råmateriale til endelig forsendelse. Denne sporbarhed sikrer, at eventuelle potentielle problemer hurtigt kan løses og isoleres. Det letter også produkttilbagekaldelser eller undersøgelser, hvis det er nødvendigt.
Overholdelse af kundespecifikke krav:
Vi arbejder aktivt sammen med vores kunder for at forstå deres unikke krav og sikre, at vores kvalitetskontrolprocesser opfylder deres krav. Dette omfatter faktorer såsom specifikke ydeevnestandarder, emballerings- og mærkningskrav og eventuelle nødvendige certificeringer eller standarder.
Inspektion og prøvning:
Vi udfører grundig inspektion og test på alle stadier af fremstillingsprocessen for at verificere kvaliteten og funktionaliteten af de fleksible printkort. Dette omfatter visuel inspektion, elektrisk test og andre specialiserede foranstaltninger til at opdage eventuelle defekter såsom åbninger, kortslutninger eller loddeproblemer.
Emballage og forsendelse:
Når flex PCB'erne har bestået alle kvalitetskontrolforanstaltninger, pakker vi dem omhyggeligt med passende materialer, som tidligere nævnt. Vi sikrer også, at emballagen er korrekt mærket med relevant information for at sikre korrekt håndtering og forhindre enhver fejlhåndtering eller forvirring under forsendelse.
Forsendelsesmetoder og partnere:
Vi samarbejder med velrenommerede forsendelsespartnere, som har erfaring med at håndtere sarte elektroniske komponenter. Vi vælger den bedst egnede forsendelsesmetode baseret på faktorer som hastighed, pris og destination. Derudover sporer og overvåger vi forsendelser for at sikre, at de bliver leveret inden for den forventede tidsramme.
Ved strengt at overholde disse kvalitetskontrolforanstaltninger kan vi garantere, at vores kunder modtager et pålideligt og fleksibelt print af højeste kvalitet, der opfylder deres krav.
Sammenfattende,at forstå den fleksible PCB-fremstillingsproces er afgørende for både producenter og slutbrugere. Ved at følge omhyggeligt design, materialevalg, substratforberedelse, kredsløbsmønstre, samling, test og emballeringsmetoder kan producenter producere flex PCB'er, der opfylder de højeste kvalitetsstandarder. Som en nøglekomponent i moderne elektroniske enheder kan fleksible printkort fremme innovation og bringe forbedret funktionalitet til forskellige industrier.
Indlægstid: 18. august 2023
Tilbage
