電路設計 - 柔性電路板生產工藝及PCB設計軟體應用

柔性電路板生產工藝及 PCB設計 software application

Flexible printed circuit (Flexible Printed Circuit) can be freely bent, 傷口, 然後折疊起來. 這個 柔性電路板 採用聚醯亞胺薄膜作為基材進行加工, 在業界也稱為軟板或柔性線路板. 柔性電路板是根據層數的不同而不同的, 工藝流程分為雙面 柔性電路板 工藝流程, 多層 柔性電路板 工藝流程. 柔性線路板軟板可以承受數百萬次動態彎曲，而不會損壞導線. 可根據空間佈局要求任意佈置, 並且可以在3維空間中任意移動和拉伸, 從而實現組件組裝和接線的集成； 柔性電路板可以大大降低電子產品的體積和重量, 適合電子產品向高密度方向發展, 小型化和高可靠性.

隨著越來越多的手機採用翻轉結構, 柔性電路板s也越來越多地被採用.
根據基材和銅箔的組合, 柔性電路板s can be divided into two types:
There are adhesive flexible boards and non-adhesive flexible boards.
其中, 無膠柔性板的價格遠高於膠合柔性板, 但它的靈活性, 銅箔與基板的結合力, 並且墊板的平整度也優於膠合柔性板. 因此, 它通常僅用於高需求場合, such as: COF (CHIP ON FLEX, 安裝在柔性板上的裸晶片, high requirements for flatness of the pad) and so on.
因為它的價格很高, 現時市場上使用的大多數柔性板仍然是帶有膠水的柔性板.
接下來，我們將介紹和討論帶膠水的柔性板. 由於柔性板主要用於需要彎曲的場合, 如果設計或工藝不合理, 可能出現微裂紋和開口焊接等缺陷. 以下是關於 柔性電路板 及其在設計和科技上的特殊要求.

The structure of the flexible board
According to the number of layers of conductive copper foil, 分為單層板, 雙層板, 多層板, 和雙面板.
單層板結構：這種結構的柔性板是最簡單的柔性板. Usually the base 材料 + transparent glue + copper foil is a set of purchased raw 材料, and the protective film + transparent glue is another purchased raw 材料. 第一, 銅箔需要蝕刻和其他工藝以獲得所需的電路, 保護膜需要鑽孔以暴露相應的焊盤. 清潔後, 使用滾動法將兩者結合起來. 然後，用金或錫電鍍裸露的焊盤部分以進行保護. 以這種管道, 板子準備好了. 通常地, 還衝壓了相應形狀的小型電路板.
也有直接印刷在銅箔上的焊接掩模，沒有保護膜, 所以成本會更低, 但電路板的機械強度會更差. 除非强度要求不高，但價格需要盡可能低, 最好採用保護膜法.
雙層板結構：電路過於複雜時, 單層板不能接線, 或需要銅箔進行接地遮罩, 需要雙層板甚至多層板.
多層板和單層板之間最典型的區別是新增了一個通孔結構來連接每一層銅箔. The first processing technology of general substrate + transparent glue + copper foil is to make vias. 首先在基板和銅箔上鑽孔, 清洗後再鍍一定厚度的銅, 過孔已經完成. 後續生產過程與單層板幾乎相同.
雙面板結構：雙面板兩側有墊板, 主要用於與其他電路板的連接. 雖然它類似於單層板結構, 製造過程非常不同. 它的原料是銅箔, protective film + transparent glue. 第一, 根據襯墊位置的要求在保護膜上鑽孔, 然後粘貼銅箔以腐蝕焊盤和導線, 然後再貼一層鑽孔保護膜.
Material performance and selection method
(1) Substrate:
The 材料 is polyimide (POLYMIDE), 它是耐高溫的, 高强度聚合物資料. 它是杜邦公司發明的一種聚合物資料, 杜邦公司生產的聚醯亞胺叫做卡普頓. 你也可以買一些日本生產的聚醯亞胺，價格比杜邦低.
它可以承受400攝氏度的溫度10秒, 其抗拉强度為15,000-30,000磅/平方英寸.
25mm厚的基板是最便宜和最常見的應用. 如果電路板需要更硬, 應使用50mm基板. 相反地, 如果電路板需要更軟, 使用13mm基板.
(2) Transparent glue of base 材料:
It is divided into two types: epoxy resin and polyethylene, 兩者都是熱固性粘合劑. 聚乙烯的强度相對較低. 如果您希望電路板更軟, 選擇聚乙烯.
基板和其上的透明膠越厚, 電路板越硬. 如果電路板具有相對較大的彎曲面積, 您應該嘗試使用較薄的基材和透明膠水來减少銅箔表面的應力, 囙此銅箔中出現微裂紋的可能性相對較小. 當然, 對於此類區域, 應盡可能使用單層板.
(3) Copper foil:
There are two types: rolled copper and electrolytic copper. 軋製銅具有高强度和抗彎曲性, 但是價格更貴. 電解銅的價格要便宜得多, 但它的强度很差，很容易折斷. 它通常用於很少彎曲的場合.
銅箔的厚度應根據最小引線寬度和最小間距進行選擇. 銅箔越薄, 最小可實現寬度和間距越小.
選擇軋製銅時, 注意銅箔的軋製方向. 銅箔的軋製方向應與電路板的主彎曲方向相同.
(4) Protective film and its transparent glue:
Similarly, 25mm保護膜將使電路板更硬, 但是價格比較便宜. 對於彎曲相對較大的電路板, 最好選擇13mm的保護膜.
透明膠又分為環氧樹脂和聚乙烯, 使用環氧樹脂的電路板相對較硬. 熱壓完成後, 保護膜邊緣會擠出一些透明膠水. 如果襯墊的尺寸大於保護膜的開口尺寸, 擠出的膠水會减小襯墊的尺寸，並導致其邊緣不規則. 此時, 應盡可能使用厚度為13mm的透明膠.
(5), pad plating:
For circuit boards with relatively large bending and exposed pads, electroplated nickel + electroless gold layer should be used, 鎳層應盡可能薄：0.5-2m米, 化學金層0.05-0.1m米.
Shape design of pads and leads
(1). SMT pad:
--Common pad:
Prevent the occurrence of microcracks.
--Reinforced pad:
If the pad strength is required to be very high or 需要增强設計.
--LED pad:
Due to the high requirements for the position of the LED and often stress during the assembly process, LED的焊盤應經過專業設計.
-QFP, SOP or BGA pads:
Due to the greater stress of the pads on the corners, an enhanced design is required.
(2). lead:
--In order to avoid stress concentration, 導線應避免直角, 但應使用弧形拐角.
--The leads near the corners of the circuit board shape should be designed as follows to avoid stress concentration:
External interface design
(1) The circuit board design at the solder hole or plug:
Since the welding hole or the plug has a large stress during the insertion operation, 應進行加固設計，以避免裂縫.
使用加强板新增電路板焊料孔塞的硬度, 厚度一般為0.2到0.3毫米, 資料是聚醯亞胺, 寵物還是金屬. 用於墊板電鍍, it is best to choose electroplated nickel + hard gold for plugs, and electroplated nickel + chemical gold for solder holes.
(2), the design of hot-press welding:
通常地 used for the connection of two flexible boards or a flexible board and a rigid circuit board.
如果需要在熱壓區域附近彎曲電路板, 在該區域粘貼聚醯亞胺膠帶或塗膠，以防止墊根斷裂.
(3) Design of ACF hot pressing area:
Design of punching holes and small circuit board corners (see Table 3)
Design for SMT:
(1) The direction of components:
The length direction of the element should avoid the bending direction of the flexible board.
(2) For large QFP or BGA, 應將加固板連接到柔性板的背面或IC下方的膠水上.
加强板資料為FR4, 厚度大於0.2毫米, 面積大於0.元件外緣5毫米.
(3) Two positioning holes should be made on the flexible board near the edge. 還需要為貼片製作兩個識別墊, 直徑為1 mm, 與其他焊盤的距離至少為3.5毫米, 表面鍍金或鍍錫, 平整度更好.
(4) If the large flexible board is composed of many small boards, a ring-shaped (inner diameter 3.2 mm) bad circuit board identification pad should be made on each small board. 如果小電路板損壞, 使用黑色標記將識別板變黑，以避免將來的操作.
(5) The minimum distance between the components and the edge of the circuit board is 2.5毫米, 組件之間的最小距離為0.5 mm.
(6) Do not have vias under the components, 因為焊劑會流過通孔並造成污染.
Design for electrical performance
(1) The relationship between maximum current and line width and line height: (see table)

(2) Control of impedance and noise:
--Choose transparent glue with strong insulation, 如聚乙烯. 避免使用環氧樹脂.
--在高阻抗或高頻電路中, 新增導線和接地板之間的距離.
--The above design methods can also be adopted:
Special design of SMT process
(1) Positioning method in solder paste printing and 色斑 process:
Since the flexible board is thin and flexible, 如果電路板邊緣用於定位, 定位精度很差. 定位孔應用於定位. 為了避免印刷錫膏時漏版, 使用帶有彈簧銷的支撐板.
(2), 列印錫膏, patch, 加熱爐過熱，直到目視檢查完成, 使用支撐板固定整個過程. 避免在操作過程中損壞焊點.
撓性電路板製造商 經常使用一些 PCB設計 要生產的軟件 柔性電路板s. Generally, 有 PCB設計 和佈線軟件，如POWERPCB, DXP, 99SE, AUTOCAD, 等. PCB設計 軟件通常可以在互聯網上下載各種版本. CAM350和genesis2000也是製造商常用的工程輔助設計軟件.