FPC柔性電路板加工

FPC和PCB的誕生和發展催生了軟硬組合板的新產品。因此，軟硬組合板是將柔性電路板與硬電路板按相關工藝要求通過壓制等工藝組合而成的具有FPC特性和PCB特性的電路板。我們今天看看應用領域
1.手機-在手機軟硬件板的應用中，常見的有折疊式手機轉折處、攝像頭模塊、鍵盤、射頻模塊等。
2.工業用途-工業用途包括用于工業、軍事和醫療的軟硬粘合板。大多數工業零件要求精度、安全性和無易損性。因此，軟硬板所要求的特性是：高可靠性、、低阻抗損耗、完整的信號傳輸質量和耐久性。然而，由于工藝的高度復雜性，產量小，單價相當高。
3.汽車-在汽車軟硬板的使用中，通常用于將方向盤上的按鍵連接到主板，車輛視頻系統屏幕與控制面板之間的連接，側門上音頻或功能鍵的操作連接，倒車雷達圖像系統傳感器（包括空氣質量、溫度和濕度、特殊氣體調節等）、車輛通信系統、衛星導航、后座控制面板和前端控制器連接板、車輛外部檢測系統等。
4.消費類電子產品——在消費類產品中，DSC和DV是軟板和硬板發展的代表，可分為兩個主軸：性能和結構。在性能方面，軟板和硬板可以三維連接不同的PCB硬板和組件。因此，在相同線密度下，可以增加PCB的總使用面積，相對提高其電路承載能力，降低觸點的信號傳輸極限和裝配誤差率。另一方面，由于軟硬板輕薄，可以彎曲布線，因此對減小體積和重量有很大幫助。

軟硬結合板的優缺點：
軟硬結合板，就是柔性線路板與硬性線路板，經過壓合等工序，按相關工藝要求組合在一起，形成的具有FPC特性與PCB特性的線路板。
因為軟硬結合板是FPC與PCB的組合，軟硬結合板的生產應同時具備FPC生產設備與PCB生產設備。
，由電子工程師根據需求畫出軟性結合板的線路與外形，然后，下發到可以生產軟硬結合板的工廠，經過CAM工程師對相關文件進行處理、規劃，然后安排FPC產線生產所需FPC、PCB產線生產PCB，這兩款軟板與硬板出來后，按照電子工程師的規劃要求，將FPC與PCB經過壓合機無縫壓合，再經過一系列細節環節，終就制成了軟硬結合板。

很重要的一個環節，應為軟硬結合板難度大，細節問題多，在出貨之前，一般都要進行全檢，因其價值比較高，以免讓供需雙方造成相關利益損失。

優點：軟硬結合板同時具備FPC的特性與PCB的特性，因此，它可以用于一些有特殊要求的產品之中，既有一定的撓性區域，也有一定的剛性區域，對節省產品內部空間，減少成品體積，提高產品性能有很大的幫助。

缺點：軟硬結合板生產工序繁多，生產難度大，良品率較低，所投物料、人力較多，因此，其價格比較貴，生產周期比較長。

軟硬結合板的漲縮問題：
漲縮產生的根源由材料的特性所決定，要解決軟硬結合板漲縮的問題，先對撓性板的材料聚酰亞胺（Polyimide）做個介紹：

（1）聚酰亞胺具有優良的散熱性能，可承受無鉛焊接高溫處理時的熱沖擊；

（2）對于需要更強調訊號完整性的小型裝置，大部份設備制造商都趨向于使用撓性電路；

（3）聚酰亞胺具有較高的玻璃轉移溫度與高熔點的特性，一般情況下要在350 ℃以上進行加工；

（4）在有機溶解方面，聚酰亞胺不溶解于一般的有機溶劑。
撓性板材料的漲縮主要跟基體材料PI和膠有關系，也就是與PI的亞胺化有很大關系，亞胺化程度越高，漲縮的可控性就越強。

按照正常的生產規律，撓性板在開料后，在圖形線路形成，以及軟硬結合壓合的過程中均會產生不同程度的漲縮，在圖形線路蝕刻后，線路的密集程度與走向，會導致整個板面應力重新取向，終導致板面出現一般規律性的漲縮變化；在軟硬結合壓合的過程中，由于表面覆蓋膜與基體材料PI的漲縮系數不一致，也會在一定范圍內產生一定程度的漲縮。

從本質原因上說，任何材料的漲縮都是受溫度的影響所導致的，在PCB冗長的制作過程中，材料經過諸多 熱濕制程后，漲縮值都會有不同程度的細微變化，但就長期的實際生產經驗來看，變化還是有規律的。


如何控制與改善？


從嚴格意義上說，每一卷材料的內應力都是不同的，每一批生產板的過程控制也不會是完全相同的，因此，材料漲縮系數的把握是建立在大量的實驗基礎之上的，過程管控與數據統計分析就顯得尤為重要了。具體到實際操作中，撓性板的漲縮是分階段的：

是從開料到烘烤板，此階段漲縮主要是受溫度影響所引起的：

要烘烤板所引起的漲縮穩定，要過程控制的一致性，在材料統一的前提下，每次烘烤板升溫與降 溫的操作一致化，不可因為一味的追求效率，而將烤完的板放在空氣中進行散熱。只有這樣，才能大程度的消除材料的內部應力引起的漲縮。

二個階段發生在圖形轉移的過程中，此階段的漲縮主要是受材料內部應力取向改變所引起的。

要線路轉移過程的漲縮穩定，所有烘烤好的板就不能進行磨板操作，直接通過化學清洗線進行表面前處理，壓膜后表面須平整，曝光前后板面靜置時間須充分，在完成線路轉移以后，由于應力取向的改變，撓性板都會呈現出不同程度的卷曲與收縮，因此線路菲林補償的控制關系到軟硬結合精度的控制，同時，撓性板的漲縮值范圍的確定，是生產其配套剛性板的數據依據。

三個階段的漲縮發生在軟硬板壓合的過程中，此階段的漲縮主要壓合參數和材料特性所決定。

此階段的漲縮影響因素包含壓合的升溫速率，壓力參數設置以及芯板的殘銅率和厚度幾個方面?？偟膩碚f，殘銅率越小，漲縮值越大；芯板越薄，漲縮值越大。但是，從大到小，是一個逐漸變化的過程，因此，菲林補償就顯得尤為重要。另外，由于撓性板和剛性板材料本質的不同，其補償是需要額外考慮的一個因素。

高速PCB設計指南之一
篇 PCB布線

在PCB設計中，布線是完成產品設計的重要步驟，可以說前面的準備工作都是為它而做的，在整個PCB中，以布線的設計過程限定高，技巧細、工作量大。PCB布線有單面布線、雙面布線及多層布線。布線的方式也有兩種：自動布線及交互式布線，在自動布線之前，可以用交互式預先對要求比較嚴格的線進行布線，輸入端與輸出端的邊線應避免相鄰平行，以免產生反射干擾。必要時應加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產生寄生耦合。
自動布線的布通率，依賴于良好的布局，布線規則可以預先設定，包括走線的彎曲次數、導通孔的數目、步進的數目等。一般行探索式布線，快速地把短線連通，然后進行迷宮式布線，先把要布的連線進行全局的布線路徑優化，它可以根據需要斷開已布的線。并試著重新再布線，以改進總體效果。
對目前高密度的PCB設計已感覺到貫通孔不太適應了，它浪費了許多寶貴的布線通道，為解決這一矛盾，出現了盲孔和埋孔技術，它不僅完成了導通孔的作用，還省出許多布線通道使布線過程完成得更加方便，更加流暢，更為完善，PCB 板的設計過程是一個復雜而又簡單的過程，要想很好地掌握它，還需廣大電子工程設計人員去自已體會，才能得到其中的真諦。
1 電源、地線的處理
既使在整個PCB板中的布線完成得都很好，但由于電源、地線的考慮不周到而引起的干擾，會使產品的性能下降，有時甚至影響到產品的成功率。所以對電、地線的布線要認真對待，把電、地線所產生的噪音干擾降到低限度，以產品的質量。
對每個從事電子產品設計的工程人員來說都明白地線與電源線之間噪音所產生的原因，現只對降低式抑制噪音作以表述：
（1）、眾所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容。
（2）、盡量加寬電源、地線寬度，好是地線比電源線寬，它們的關系是：地線＞電源線＞信號線，通常信號線寬為：0.2～0.3mm,細寬度可達0.05～0.07mm,電源線為1.2～2.5mm
對數字電路的PCB可用寬的地導線組成一個回路, 即構成一個地網來使用(模擬電路的地不能這樣使用)
（3）、用大面積銅層作地線用,在印制板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用?；蚴亲龀啥鄬影?，電源，地線各占用一層。


2 數字電路與模擬電路的共地處理
現在有許多PCB不再是單一功能電路（數字或模擬電路），而是由數字電路和模擬電路混合構成的。因此在布線時就需要考慮它們之間互相干擾問題，特別是地線上的噪音干擾。
數字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強，對信號線來說，高頻的信號線盡可能遠離敏感的模擬電路器件，對地線來說，整人PCB對外界只有一個結點，所以在PCB內部進行處理數、模共地的問題，而在板內部數字地和模擬地實際上是分開的它們之間互不相連，只是在PCB與外界連接的接口處（如插頭等）。數字地與模擬地有一點短接，請注意，只有一個連接點。也有在PCB上不共地的，這由系統設計來決定。
3 信號線布在電（地）層上
在多層印制板布線時，由于在信號線層沒有布完的線剩下已經不多，再多加層數就會造成浪費也會給生產增加一定的工作量，成本也相應增加了，為解決這個矛盾，可以考慮在電（地）層上進行布線。應考慮用電源層，其次才是地層。因為好是保留地層的完整性。


4 大面積導體中連接腿的處理
在大面積的接地（電）中，常用元器件的腿與其連接，對連接腿的處理需要進行綜合的考慮，就電氣性能而言，元件腿的焊盤與銅面滿接為好，但對元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如：①焊接需要大功率加熱器。②容易造成虛焊點。所以兼顧電氣性能與工藝需要，做成十字花焊盤，稱之為熱隔離（heat shield）俗稱熱焊盤（Thermal），這樣，可使在焊接時因截面過分散熱而產生虛焊點的可能性大大減少。多層板的接電（地）層腿的處理相同。

5 布線中網絡系統的作用
在許多CAD系統中，布線是依據網絡系統決定的。網格過密，通路雖然有所增加，但步進太小，圖場的數據量過大，這必然對設備的存貯空間有更高的要求，同時也對象計算機類電子產品的運算速度有的影響。而有些通路是無效的，如被元件腿的焊盤占用的或被安裝孔、定位孔所占用的等。網格過疏，通路太少對布通率的影響。所以要有一個疏密合理的網格系統來支持布線的進行。
標準元器件兩腿之間的距離為0.1英寸(2.54mm),所以網格系統的基礎一般就定為0.1英寸(2.54mm)或小于0.1英寸的整倍數，如：0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。

6 設計規則檢查（DRC）
布線設計完成后，需認真檢查布線設計是否符合設計者所制定的規則，同時也需確認所制定的規則是否符合印制板生產工藝的需求，一般檢查有如下幾個方面：

（1）、線與線，線與元件焊盤，線與貫通孔，元件焊盤與貫通孔，貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理，是否滿足生產要求。
（2）、電源線和地線的寬度是否合適，電源與地線之間是否緊耦合（低的波阻抗）？在PCB中是否還有能讓地線加寬的地方。
（3）、對于關鍵的信號線是否采取了佳措施，如長度短，加保護線，輸入線及輸出線被明顯地分開。
（4）、模擬電路和數字電路部分，是否有各自立的地線。
（5）后加在PCB中的圖形（如圖標、注標）是否會造成信號短路。
（6）對一些不理想的線形進行修改。
（7）、在PCB上是否加有工藝線？阻焊是否符合生產工藝的要求，阻焊尺寸是否合適，字符標志是否壓在器件焊盤上，以免影響電裝質量。
（8）、多層板中的電源地層的外框邊緣是否縮小，如電源地層的銅箔露出板外容易造成短路。

什么是HDI線路板？
一.什么是HDI板？
HDI板（High Density Interconnector），即高密度互連板，是使用微盲埋孔技術的一種線路分布密度比較高的電路板。HDI板有內層線路和外層線路，再利用鉆孔、孔內金屬化等工藝，使各層線路內部實現連結。
二.HDI板與普通pcb的區別
HDI板一般采用積層法制造，積層的次數越多，板件的技術檔次越高。普通的HDI板基本上是1次積層，高階HDI采用2次或以上的積層技術，同時采用疊孔、電鍍填孔、激光直接打孔等PCB技術。當PCB的密度增加超過八層板后，以HDI來制造，其成本將較傳統復雜的壓合制程來得低。
HDI板的電性能和訊號正確性比傳統PCB更高。此外，HDI板對于射頻干擾、電磁波干擾、靜電釋放、熱傳導等具有更佳的改善。高密度集成（HDI）技術可以使終端產品設計更加小型化，同時滿足電子性能和效率的更高標準。
HDI板使用盲孔電鍍 再進行二次壓合，分一階、二階、三階、四階、五階等。一階的比較簡單，流程和工藝都好控制。二階的主要問題，一是對位問題，二是打孔和鍍銅問題。二階的設計有多種，一種是各階錯開位置，需要連接次鄰層時通過導線在中間層連通，做法相當于2個一階HDI。二種是，兩個一階的孔重疊，通過疊加方式實現二階，加工也類似兩個一階，但有很多工藝要點要特別控制，也就是上面所提的。三種是直接從外層打孔至3層（或N-2層），工藝與前面有很多不同，打孔的難度也更大。對于三階的以二階類推即是。

三.HDI板的優勢
這種PCB在突顯優勢的基礎上發展迅速：
1.HDI技術有助于降低PCB成本;
2.HDI技術增加了線密度;
3.HDI技術有利于使用的包裝;
4.HDI技術具有更好的電氣性能和信號有效性;
5.HDI技術具有更好的可靠性;
6.HDI技術在散熱方面更好;
7.HDI技術能夠改善RFI（射頻干擾）/EMI（電磁干擾）/ESD（靜電放電）;
8.HDI技術提高了設計效率;
四.HDI板的材料
對HDI PCB材料提出了一些新的要求，包括更好的尺寸穩定性，抗靜電移動性和非膠粘劑。HDI PCB的典型材料是RCC（樹脂涂層銅）。RCC有三種類型，即聚酰亞胺金屬化薄膜，純聚酰亞胺薄膜，流延聚酰亞胺薄膜。
RCC的優點包括：厚度小，重量輕，柔韌性和易燃性，兼容性特性阻抗和的尺寸穩定性。在HDI多層PCB的過程中，取代傳統的粘接片和銅箔作為絕緣介質和導電層的作用，可以通過傳統的抑制技術用芯片抑制RCC。然后使用非機械鉆孔方法如激光，以便形成微通孔互連。
RCC推動PCB產品從SMT（表面貼裝技術）到CSP的發生和發展（芯片級封裝），從機械鉆孔到激光鉆孔，促進PCB微通孔的發展和進步，所有這些都成為RCC的HDI PCB材料。
在實際的PCB中在制造過程中，對于RCC的選擇，通常有FR-4標準Tg 140C，FR-4高Tg 170C和FR-4和Rogers組合層壓，現在大多使用。隨著HDI技術的發展，HDI PCB材料滿足更多要求，因此HDI PCB材料的主要趨勢應該是：
1.使用無粘合劑的柔性材料的開發和應用;
2.介電層厚度小，偏差小;
3 .LPIC的發展;
4.介電常數越來越小;
5.介電損耗越來越小;
6.焊接穩定性高;
7.嚴格兼容CTE（熱膨脹系數）;
五.HDI板制造的應用技術
HDI PCB制造的難點在于微觀通過制造，通過金屬化和細線。
1.微通孔制造
微通孔制造一直是HDI PCB制造的核心問題。主要有兩種鉆井方法：
a.對于普通的通孔鉆孔，機械鉆孔始終是其率和低成本的佳選擇。隨著機械加工能力的發展，其在微通孔中的應用也在不斷發展。
b.有兩種類型的激光鉆孔：光熱消融和光化學消融。前者是指在高能量吸收激光之后加熱操作材料以使其熔化并且通過形成的通孔蒸發掉的過程。后者指的是紫外區高能光子和激光長度超過400nm的結果。
有三種類型的激光系統應用于柔性和剛性板，即準分子激光，紫外激光鉆孔，CO 2 激光。激光技術不僅適用于鉆孔，也適用于切割和成型。甚至一些制造商也通過激光制造HDI。雖然激光鉆孔設備成本高，但它們具有更高的精度，穩定的工藝和成熟的技術。激光技術的優勢使其成為盲/埋通孔制造中常用的方法。如今，在HDI微通孔中，99％是通過激光鉆孔獲得的。
2.通過金屬化
通孔金屬化的大困難是電鍍難以達到均勻。對于微通孔的深孔電鍍技術，除了使用具有高分散能力的電鍍液外，還應及時升級電鍍裝置上的鍍液，這可以通過強力機械攪拌或振動，超聲波攪拌，水平噴涂。此外，在電鍍前增加通孔壁的濕度。
除了工藝的改進外，HDI的通孔金屬化方法也看到了主要技術的改進：化學鍍添加劑技術，直接電鍍技術等。
3.細線
細線的實現包括傳統的圖像傳輸和激光直接成像。傳統的圖像轉移與普通化學蝕刻形成線條的過程相同。
對于激光直接成像，不需要攝影膠片，而圖像是通過激光直接在光敏膜上形成的。紫外波燈用于操作，使液體防腐解決方案能夠滿足高分辨率和簡單操作的要求。不需要攝影膠片，以避免因薄膜缺陷造成的不良影響，可以直接連接CAD/CAM，縮短制造周期，使其適用于和多種生產。

如何評估汽車HDI PCB制造商

電子行業的蓬勃發展推動了眾多行業的快速發展。近年來，電子產品在汽車工業中的應用日益廣泛。傳統的汽車工業在機械，動力，液壓和傳動方面進行了更多的努力。但是，現代汽車工業更多地依賴電子應用，而這些電子應用在汽車中發揮著越來越重要和潛在的作用。自動電氣化全部用于處理，感測，信息傳輸和記錄，而沒有印制電路板（PCB）則無法實現。由于汽車現代化和數字化的要求，以及人類對汽車安全性，舒適性，簡單操作和數字化的要求，PCB已廣泛應用于汽車行業，高密度互連（HDI）PCB，可能帶有跨層盲孔或雙層結構。
為了實現汽車HDI PCB的高可靠性和安全性，HDI PCB制造商遵循嚴格的策略和措施，這是本文關注的。
汽車PCB類型
在汽車電路板中，可以使用傳統的單層PCB，雙層PCB和多層PCB，而近年來HDI PCB的廣泛應用已成為汽車電子產品的。普通HDI PCB與汽車HDI PCB之間確實存在本質區別：前者強調實用性和多功能性，為消費電子產品提供服務，而后者則致力于可靠性，安全性和。
有必要說明一下，因為汽車涵蓋了汽車，卡車或卡車等各種各樣的汽車，要求對不同的性能期望和功能有不同的要求，所以本文將要討論的法規和措施只是一些通用規則，不包括那些規則。特別案例。
汽車HDI PCB的分類和應用
HDI PCB可以分為單層HDI PCB，雙層積層PCB和三層積層PCB.在此，層是指預浸料的層。
汽車電子產品通常在兩類應用：
a.在與車輛的機械系統（例如發動機，底盤和車輛數字控制）配合使用之前，汽車電子控制設備將無法有效運行，特別是電子燃油噴射系統，防抱死制動系統（ABS），防滑控制（ASC） ，牽引力控制，電子控制懸架（ECS），電子自動變速器（EAT）和電子助力轉向（EPS）。

b.可以在汽車環境中立使用且與汽車性能無關的車載汽車設備包括汽車信息系統或車輛計算機，GPS系統，汽車視頻系統，車載通信系統和Internet設備功能，這些功能由HDI PCB支持的設備實現，這些設備負責信號傳輸和大量控制。

對汽車HDI PCB制造商的要求
由于高可靠性和汽車HDI印制電路板的安全性，汽車HDI PCB制造商符合高層次要求：
a.汽車HDI PCB制造商堅持在判斷或支持PCB制造商的管理水平中起關鍵作用的集成管理系統和質量管理體系。某些系統在被三方身份驗證之前無法歸PCB制造商所有。例如，汽車PCB制造商通過ISO9001和ISO / IATF16949認證。

b.HDI PCB制造商具備扎實的技術和較高的HDI制造能力。具體而言，從事汽車電路板制造的制造商制造線寬/間距至少為75μm/75μm且具有兩層結構的電路板。公認的是，HDI PCB制造商具有至少1.33的工藝能力指數（CPK）和至少1.67的設備制造能力（CMK）。除非獲得客戶的認可和確認，否則不得在以后的制造中進行任何修改。

c.汽車HDI PCB制造商在選擇PCB原材料時遵循嚴格的規則，因為它們在確定終PCB的可靠性和性能中起著關鍵作用。
汽車HDI PCB的材料要求
?核心板和半固化片。它們是制造汽車HDI PCB的基本，關鍵的元素。當涉及HDI PCB的原材料時，核心板和預浸料是主要考慮因素。通常，HDI核心板和介電層都相對較薄。因此，一層預浸料足以在消費類HDI板上使用。但是，汽車HDI PCB依賴于至少兩層預浸料的層壓，因為如果發生空腔或粘合劑不足，則單層的預浸料可能會導致絕緣電阻降低。之后，終結果可能是整個板子或產品的故障。
?阻焊膜。作為直接覆蓋在表面電路板上的保護層，阻焊層也起著與核心板和預浸料相同的重要作用。除保護外部電路外，阻焊層在產品的外觀，質量和可靠性方面也起著至關重要的作用。因此，汽車電路板上的阻焊層符合嚴格的要求。阻焊膜通過多項有關可靠性的測試，包括儲熱測試和剝離強度測試。
汽車HDI PCB材料的可靠性測試
合格的HDI PCB制造商絕不會認為材料選擇是理所當然的。相反，他們對電路板的可靠性進行一些測試。有關汽車HDI PCB材料可靠性的主要測試包括CAF（導電陽極絲）測試，高溫和低溫熱沖擊測試，天氣溫度循環測試和儲熱測試。
?CAF測試。它用于測量兩個導體之間的絕緣電阻。該測試涵蓋許多測試值，例如層之間的小絕緣電阻，通孔之間的小絕緣電阻，埋孔之間的小絕緣電阻，盲孔之間的小絕緣電阻以及并聯電路之間的小絕緣電阻。
?高溫和低溫熱沖擊測試。此測試旨在測試小于一定百分比的電阻變化率。具體而言，該測試中提到的參數包括通孔之間的電阻變化率，埋孔之間的電阻變化率和盲孔之間的電阻變化率。
?氣候溫度循環測試。被測板需要在回流焊接之前進行預處理。在-40℃±3℃至140℃±2℃的溫度范圍內，電路板在低溫度和高溫度下保持15分鐘。結果，合格的電路板不會發生層壓，白點或爆炸。

?高溫存儲測試。該測試主要針對阻焊層的可靠性，特別是其剝離強度。就阻焊層的判斷而言，該測試被認為是嚴格的。

根據以上介紹的測試要求，如果基材或原材料不能滿足客戶要求，則可能會發生潛在的風險。因此，是否對材料進行測試可能是確定合格的HDI PCB制造商的關鍵因素。
可以使用許多策略和措施來判斷汽車HDI PCB制造商，包括材料供應商認證，過程中的技術條件以及參數確定和附件的應用等。為尋找可靠的HDI PCB制造商，它們可能是重要的組成部分。確定和判斷其可靠性作為參考。