軟硬結合板設計制作與品質(zhì)要求

1、軟硬結合板設計制作與品質(zhì)要求目目 錄錄 為何會有軟硬結合板 軟硬結合板的用途 軟硬結合板的常見結構 軟硬結合板的材料 軟硬結合板的設計要點 常見結構的軟硬結合板工藝流程 軟硬結合板成品板的品質(zhì)及測試要求為何會有軟板、軟硬結合板為何會有軟板、軟硬結合板柔性線路板 輕便，小巧, 可彎曲性剛撓結合的出現(xiàn)提供了電子組件之間一種嶄新的連接方式；剛撓電路可以在二維設計和制作線路, 三維的互連組裝, 重復彎曲百萬次仍能保持電性能可以實現(xiàn)阻抗控制, Engine Controls 汽車引擎控制Chip Scale Packages 芯片的封裝LCD (Hot bar, ACF)BatteriesTelecom

2、munication (replace of coaxial-cable為何會有軟板、軟硬結合板為何會有軟板、軟硬結合板軟板的用途軟板的用途Telecom, Medical, AutomotiveApplication 手機滑蓋連接手機滑蓋連接S909軟板的用途軟板的用途 Layer: 2 Layers Surface finish: ENIG Application: Dynamic bending (100,000 cycles) Structure: Silver film on top and bottom side Conductive PSA on the top & bo

3、ttom sideLayer Count: 7 LayersBoard Thickness: 0.45mm EMI Shielding: Single side FCCLSpecial: Air GapApplication Mobile Phone Hinge(手機旋轉(zhuǎn)鉸鏈手機旋轉(zhuǎn)鉸鏈)軟板的用途軟板的用途 Top Side Bottom Side4L Flex with HDI and Cu Filling for Blind Via 軟板的用途軟板的用途 2 layer FPC Immersion Gold Black Flexible Solder maskTop sideBottom

4、 side軟板的用途軟板的用途 Structure (1+1+2F+1+1) HDI 6 layered Rigid-Flex Double-sided flex inner layer core軟硬結合板的用途軟硬結合板的用途 Sample Project Telecom Structure (2+1+2F+1+2) HDI 8 layered Rigid flex Double-sided flex inner layer core Sample Project Mobile Display & Side Keys (4L 1-(2)-1; BUV; HDI; ENIG) Stru

5、cture (1-(2)-1); 4 layered HDI with Buried holes 2 layer flex core Sample Project: Mobile Bluetooth & USB Structure (1-2F-1); 2 layer flex core 0.6mm total thickness Sample project - Camera Module Structure (1+2F+1) HDI 4 layered Rigid flex Double-sided flex inner layer core With shielding film軟

6、硬結合板的用途軟硬結合板的用途軟硬結合板的用途總結軟硬結合板的用途總結熱固膠介電薄膜PI導體Base Material (基材) FCCL ( Flexible Copper Clad laminate) Polyimide: Kapton (12.5 m/20 m/25m/50m/75m) (聚酰亞胺) High flex life, good thermal management, high moisture absorption and good tear resistant (柔曲度好,耐高溫,高吸濕性,良好的抗撕裂性) Polyester (25m/50m/75m) (聚脂) Mos

7、t cost effective, good flex life, low thermal resistivity, low moisture absorption and tear resistant (廉價,柔曲度好,不耐高溫,低吸濕性和抗撕裂)軟硬結合板的材料軟硬結合板的材料 FCCL Constructure 導體熱固膠 PI 標準單面有膠的FCCL結構導體導體PI雙面FCCL(無膠結構)PI熱固膠導體導體 標準雙面有膠的FCCL結構熱固膠 軟硬結合板的材料軟硬結合板的材料三層結構的單面FCCL三層結構的雙面FCCL兩層結構的雙面FCCLPI的特性: 1.耐熱性好 : 長期使用溫度為2

8、60,在短期內(nèi)耐400以上的高溫,2. 良好的電氣特性和機械特性, 3. 4. 阻燃性好,5. 吸水率高吸水率高,吸濕后尺寸變化大吸濕后尺寸變化大.(缺陷缺陷) 軟硬結合板的材料軟硬結合板的材料Dielectric Substrates介質(zhì)薄膜：聚酰亞胺（PI）、聚酯（PET）. 2. Coverlay(覆蓋膜) Cover Layer from mil to 5 mils (12.7 to 127m)p Polyimide: (12.5 m/15 m/25m/50m/75m/125m) (聚酰亞胺)High flex life, high thermal resistivity. (柔曲度好

9、,耐高溫)介電材料熱固膠離型膜/紙Adhesive膠介電材料PI軟硬結合板的材料軟硬結合板的材料2. 1) 其他的保護膜其他的保護膜/覆蓋膜材料覆蓋膜材料 2) Flexible Solder Mask (撓性的感光阻焊油墨)pMost cost effective, lower flex life, better for registration . (廉價，柔曲度差, 對準度高) 3) PICphoto imaging covercoat p Lower flex life, better for registration . (柔曲度差柔曲度差, 對準度高對準度高)軟硬結合板的材料軟硬結

10、合板的材料軟硬結合板的材料軟硬結合板的材料3. 熱固膠(Adhesive Sheet)Adhesive離型紙離型紙離型紙離型紙AdhesivePolymideAdhesiveBond-ply 具有粘結作用的絕緣組合層具有粘結作用的絕緣組合層 4. Conductive Layer (導電層) Rolled Annealed Copper (9m/12m/35m/70m) (壓延銅) High flex life, good forming characteristics. (柔曲度好，良好的電性能) m/35m/70m) (電解銅) More cost effective. (廉價) Silv

11、er Ink (銀濺射/噴鍍) Most cost effective, poor electrical characteristics. Most often used as shielding or to make connections between copper layers. (成本低 但電性能差， 常用作防護層或銅層連接)電解銅晶體結構壓延銅晶體結構軟硬結合板的材料軟硬結合板的材料軟硬結合板的材料軟硬結合板的材料應用建議使用動態(tài)連續(xù)動作的軟板RA極細線路少連續(xù)動作的軟板ED非動態(tài)但必須承受著動的軟板RA雙面電鍍通孔的軟板RA或ED大半徑低撓曲度的產(chǎn)品ED非動態(tài)的軟板ED100mi

12、l撓曲半徑的折彎組裝ED軟硬結合板的材料軟硬結合板的材料5. 電磁波防護膜厚度的特性電磁波防護膜厚度的特性l l 超薄超薄 總厚度僅有總厚度僅有22微米微米在兩層絕緣薄膜間采用熱融工藝復合加工。在兩層絕緣薄膜間采用熱融工藝復合加工。內(nèi)部絕緣層柔軟性卓絕，外部絕緣層耐磨性上佳。內(nèi)部絕緣層柔軟性卓絕，外部絕緣層耐磨性上佳。 l l 滑動性能與撓曲性能大幅提高滑動性能與撓曲性能大幅提高因比銀漿的滑動性能更好，故進一步促進了滑蓋型手機的薄型化。因比銀漿的滑動性能更好，故進一步促進了滑蓋型手機的薄型化。 l l 適應耐濕回流焊適應耐濕回流焊由于改進了絕緣樹脂，實現(xiàn)了薄型化，氣體穿透能力得以大幅提高，由于

13、改進了絕緣樹脂，實現(xiàn)了薄型化，氣體穿透能力得以大幅提高，可完全適用于無鉛回流焊?？赏耆m用于無鉛回流焊。 l l 良好的尺寸穩(wěn)定性良好的尺寸穩(wěn)定性該產(chǎn)品中的絕緣樹脂和以往的材料相比其熱收縮率還不到該產(chǎn)品中的絕緣樹脂和以往的材料相比其熱收縮率還不到十分之一。十分之一。作為薄型作為薄型FPC和和COF用的單面屏蔽材料可大幅降低由材料萎縮帶來的翻翹問題。用的單面屏蔽材料可大幅降低由材料萎縮帶來的翻翹問題。SF-PC5000 Ver.1.0項目項目總厚2 2mmm絕緣層mm（熱融復合熱融復合）m（薄膜）屏蔽層m（銀蒸發(fā)附膜）m（銀蒸發(fā)附膜）異向?qū)щ娔z層mm重量gg結構比較結構比較離型膜（透明）：120

14、mPET#100保護薄膜（透明）：50mPET#50絕緣層：5m異向?qū)щ娔z：17m金屬薄膜：增強膜（青）：64mPET#50基基底膜：9m異向?qū)щ娔z：23m金屬薄膜：離型膜（透明）：120mPET#100SF-PC5000 Ver.1.0軟硬結合板的材料軟硬結合板的材料補強軟硬結合板的材料軟硬結合板的材料Adhesive離型紙軟板上局部區(qū)域為了焊接零件或增加補強以便安裝而另外壓合上去的硬質(zhì)材料。 補強膠片 FR4為Epoxy材質(zhì)樹脂板一般稱尿素板Pressure Sensitive Adhesive (PSA)感壓膠與膠組合鋼片鋁片補強等Additional Material & St

15、iffeners (輔助材料和加強板)7. No / Low Flow PP (不流動/低流膠的半固化片) TYPE （通常非常薄的（通常非常薄的PP）用于軟硬結合板的層壓）用于軟硬結合板的層壓 106(2mil) 1080(3.0mil / 3.5mil) 2116(5.6mil) w/o micro-via 供應商有：供應商有： TUC, Panasonic, Arlon, Hitachi, Doosan 軟硬結合板的材料軟硬結合板的材料單面雙層結構的FCCL單面三層結構的FCCL雙面三層結構的FCCL粘結劑帶粘結劑的覆蓋膜具有粘結作用的絕緣組合層起補強作用軟硬結合板的材料軟硬結合板的材料

16、總結：軟硬結合板的常見結構軟硬結合板的常見結構覆銅箔撓性區(qū)（可以多個）半固化片半固化片覆銅箔金屬化孔撓性區(qū)剛性區(qū)軟硬結合板的常見結構軟硬結合板的常見結構2、一塊撓性板與幾塊剛性板的結合,幾塊撓性板與幾塊剛性板結合,采用鉆孔、鍍覆孔、層壓工藝方法實現(xiàn)電氣互連,根據(jù)設計需要,使設計構思更加適合器件的安裝和調(diào)試及進行焊接作業(yè),確保組裝件的安裝更加靈活.剛性區(qū)剛性區(qū)剛性區(qū)撓性區(qū) 半固化片 半固化片撓性區(qū) 半固化片 半固化片金屬化孔Air Gap 總結軟硬結合板的常見結構軟硬結合板的常見結構軟硬結合板的設計軟硬結合板的設計軟硬結合板在CAD設計上與軟板或者硬板有很多不同推薦不推薦軟硬結合板的設計軟硬結合

17、板的設計推薦軟硬結合板的設計軟硬結合板的設計軟硬結合板的設計軟硬結合板的設計軟硬結合板的設計軟硬結合板的設計推薦彎曲區(qū)彎曲區(qū)不推薦彎曲區(qū)不推薦彎曲區(qū)不推薦彎折的區(qū)域在不影響裝配的情況下，越大越好。 軟硬結合板的設計軟硬結合板的設計AdhesiveBase FilmConductive LayerAdhesiveCoverlayerCoverlayerAdhesiveConductive LayerAdhesiveAdhesiveBase FilmConductive LayerAdhesiveCoverlayer1st Conductive Layer2nd Conductive Layer軟

18、板的結構軟板的結構軟板的工藝流程軟板的工藝流程單面/雙面軟板的簡化流程：軟板的工藝流程軟板的工藝流程四層軟板的結構有多種2+2 , 1+2+1, 1+1+1+15層,6層軟板結構同樣可以按照上述方法多種組合Bonding ply多層軟板的簡化流程：Air gap案例案例1：Motorola 1+2F+1 Mobile Display & Side Keys制板特點： 1+HDI設計, BGA Pitch： 0.5mm, 軟板厚度：25um有IVH孔設計, 整板厚度： 0.2952 mm內(nèi)層LW/SP： 3/3mil 表面處理： ENIG軟硬結合板的工藝流程軟硬結合板的工藝流程軟硬結合板

19、的工藝流程軟硬結合板的工藝流程2F軟板流程1+2F+1軟硬結合板流程案例案例2：Motorola 1+2F+1 軟硬結合板的工藝流程軟硬結合板的工藝流程制板特點： 1+HDI設計, BGA Pitch： 0.5mm, 軟板厚度：25um 無IVH孔設計, 整板厚度： 內(nèi)層LW/SP： 3/3mil 表面處理： ENIG + Silver Paste軟硬結合板的工藝流程軟硬結合板的工藝流程2F軟板流程1+2F+1軟硬結合板流程軟硬結合板的工藝流程軟硬結合板的工藝流程案例案例3：iPod nano 結構: (1+1+2F+1+1) HDI 6 層軟硬結合板 內(nèi)層是雙面軟板 2+HDI設計軟硬結合板

20、的工藝流程軟硬結合板的工藝流程制作流程中要求、問題及對策制作流程中要求、問題及對策介質(zhì)層粘結膠粘結膠介質(zhì)層膠面向上鉆（推薦的）會導致無膠或有氣泡膠面向下鉆（不推薦的）制作流程中要求、問題及對策制作流程中要求、問題及對策2 除膠除膠 （Desmear）聚酰亞胺對濃聚酰亞胺對濃硫酸顯惰性，且不耐強堿（高錳酸鉀），在強堿中硫酸顯惰性，且不耐強堿（高錳酸鉀），在強堿中PI會溶脹會溶脹.等離子體法等離子體法(Plasma);濃濃度很低的堿度很低的堿來進行調(diào)整（一般為KOH）,當然也可以用高壓水沖洗.(PI不耐強堿不耐強堿)制作流程中要求、問題及對策制作流程中要求、問題及對策2 除膠除膠 （Desmear

21、）3、化學沉銅、化學沉銅:軟板的軟板的PTH常用黑孔工藝或黑影工藝常用黑孔工藝或黑影工藝(Shadow) 軟硬結合板的化學沉銅是剛性板化學銅的原理是一樣的軟硬結合板的化學沉銅是剛性板化學銅的原理是一樣的但由于撓性材料聚酰亞胺不耐強堿但由于撓性材料聚酰亞胺不耐強堿,因此沉銅的前處理應采因此沉銅的前處理應采用酸性的溶液用酸性的溶液,活化宜采用酸性膠體鈀而不宜采用堿性的離活化宜采用酸性膠體鈀而不宜采用堿性的離子鈀子鈀.目前化學沉銅大都是堿性的，因此反應時間與溶液的濃度目前化學沉銅大都是堿性的，因此反應時間與溶液的濃度必須嚴格控制，反應時間長，聚酰亞胺會溶脹，反應時間必須嚴格控制，反應時間長，聚酰亞胺

22、會溶脹，反應時間不足會造成孔內(nèi)空洞和銅層的機械性能差，這種板子雖然不足會造成孔內(nèi)空洞和銅層的機械性能差，這種板子雖然能通過電測試，但往往無法通過熱沖擊或是用戶的裝配流能通過電測試，但往往無法通過熱沖擊或是用戶的裝配流程程.制作流程中要求、問題及對策制作流程中要求、問題及對策制作流程中要求、問題及對策制作流程中要求、問題及對策鍍銅后鍍銅后全全板鍍板鍍Panel Plating孔沉銅后選鍍孔沉銅后選鍍 Button Plating、鍍銅、鍍銅:為保持軟板撓性,有時只做選擇鍍孔銅,叫Button Plate.(做選鍍前先做鍍孔的圖形轉(zhuǎn)移)電鍍原理同硬板一樣制作流程中要求、問題及對策制作流程中要求、問

23、題及對策5.圖形轉(zhuǎn)移: 與剛性板的流程一樣蝕刻及去膜蝕刻及去膜: :7 7、層壓、層壓: : 層壓是將銅箔,P片,內(nèi)層撓性線路,外層剛性線路壓合成多層板.No Flow PP剛性板覆蓋膜軟板覆蓋膜No Flow PP剛性板層壓后的軟硬結合的揭蓋區(qū)No Flow PP 開窗No Flow PP 開窗No Flow PP 開窗覆蓋膜的開窗區(qū)覆蓋膜的開窗區(qū)覆蓋膜的開窗區(qū)制作流程中要求、問題及對策制作流程中要求、問題及對策1. 由于No-Flow PP開窗,層壓時會有失壓,因此層壓時使用片及Release film(分離膜)No Flow的PP在軟硬結合處需開窗(用鑼或沖的方式),外層綠油完成后在外型

24、加工時對軟硬結合處的剛性部位做做揭蓋制作流程中要求、問題及對策制作流程中要求、問題及對策No-flowPP開窗區(qū)輕輕拉扯軟硬結合處揭蓋剛性板撓性板粘結片No-flow PP開窗離型膜敷型片敷型片離型膜層壓控制要點:3. 層壓前必須將剛性外層和撓性內(nèi)層進行烘板,目的是消除潛伏的熱應力,確?？捉饘倩馁|(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性4. 應選擇合適的緩沖材料. 理想的緩沖材料應該具有良好的敷形性、低的流動性、冷熱過程不收縮的特點,以保證層壓無氣泡和撓性材料在層壓過程中不發(fā)生變形.層壓后質(zhì)量檢查: 檢查板的外觀,是否存在有分層、氧化、溢膠等質(zhì)量問題,同時應進剝離強度測試.制作流程中要求、問題及對策制作流程中要求、問

25、題及對策制作流程中要求、問題及對策制作流程中要求、問題及對策8 8、表面處理（、表面處理（Surface FinishSurface Finish）柔性板層壓保護膜（或阻焊層）后裸銅待焊面上必須依客戶指定需求做有機助焊保護劑(Organic Solderability Preservatives;OSP)、熱風整平（HASL）、沉鎳金或是電鎳金）軟硬結合板表面的品質(zhì)控制點:厚度 硬度 疏孔度 附著力 外觀： 露銅, 銅面針孔凹陷刮傷 陰陽色剛撓板和撓性板中粘貼膜開窗、覆蓋膜開窗、基材開窗、補強加工用鑼板方式,也可以使用沖切方式.制作流程中要求、問題及對策制作流程中要求、問題及對策制作流程中要求

26、、問題及對策制作流程中要求、問題及對策1.外型尺寸外型尺寸5.線寬線寬2.各尺寸與板邊各尺寸與板邊6.孔環(huán)大小孔環(huán)大小3.板厚板厚7.板翹曲度板翹曲度(軟板不測軟板不測,硬板部分測硬板部分測)4.孔徑孔徑8.各鍍層厚度各鍍層厚度終檢：剛撓結合板的終檢可分以下幾個項目：A.電性能測試；電性能測試；B.尺寸；尺寸；C.外觀；外觀；D.信賴性信賴性. 尺寸的檢查項目如下表：信賴性項目如下表：1.焊錫性焊錫性6 .熱沖擊熱沖擊2.剝離強度剝離強度(cover-lay/Stiffiner的結合力的結合力)7.離子污染度離子污染度3.切片切片8.濕氣與絕緣濕氣與絕緣4.S/M附著力附著力9.阻抗阻抗5.G

27、old附著力附著力10.撓曲性撓曲性制作流程中要求、問題及對策制作流程中要求、問題及對策終檢相關規(guī)范:編號編號內(nèi)容內(nèi)容IPC-A-600PCB外觀可接收標準外觀可接收標準IPC-6012硬板資格認可與性能檢驗硬板資格認可與性能檢驗IPC-6013撓性板的鑒定與性能規(guī)范撓性板的鑒定與性能規(guī)范IPC-D-275硬板設計準則硬板設計準則IPC-2223撓板設計準則撓板設計準則I-STD-003APCB焊性測試焊性測試IEC-60326有貫穿連接的剛撓多層印制板規(guī)范有貫穿連接的剛撓多層印制板規(guī)范IPC-TM-650各種測試方法各種測試方法IEC-326有貫穿連接的剛撓雙面印制板規(guī)范有貫穿連接的剛撓雙面印制板規(guī)范軟硬結合板成品板的品質(zhì)及測試要求軟硬結合板成品板的品質(zhì)及測試要求性性 能能描述描述要要 求求標識整板圖形、標志、標識和鍍涂層壓符合客戶或IPC-600的有關規(guī)定.鍍覆孔整板鍍覆孔應清潔,無任何影響元件插入和可焊性的雜物,空洞的總面積不應超過10%的總面積,空洞水平方向與垂直方向的尺寸應小于總長總25%.板邊緣整板板邊和內(nèi)部切口應整齊,不應有撕裂或缺口.導線與基體