软硬结合板的设计与生产工艺论述.pdf

软硬结合板的设计与生产工艺 1. 前言 工业、医疗设备、3G 手机、LCD 电视及其它消费类电子如：电子计算机用的硬盘驱动器、 软盘驱动器、手机、笔记本计算机、照相机、摄录机、PDA 等便携式电子产品市场需求的不 断扩大，电子设备越来越向着轻、薄、短、小且多功能化的方向发展。特别是高密度互连结 构（HDI）用的柔性板的应用，将极大地带动柔性印制电路技术的迅猛发展，同时随着印制 电路技术的发展与提高，软硬结合板(Rigid-Flex PCB)的开发研究并得到大量的应用，预计全 球今后软硬结合板的供应量将会大量增加。同时，软硬结合板的耐久性与挠性，亦使其更适 合于医疗与军事领域应用，逐步蚕食刚性 PCB 的市场份额。 由于韩国、台湾地区有大量手机厂商，因此这些厂商主???了软硬结合板市场。据台湾电 路板协会(TPCA)的数据，目前该地区约有 200 家 PCB 生产商。香港地区也有少数企业在生产 软硬结合板，但大约有不到五家企业具备良好的生产技术。 在中国大陆，这类产品在总体 PCB 市场中所占比例不大，台湾地区工业技术研究院(IEK) 估计仅占 2%左右。但大陆的生产份额正不断增长，厂商们都意识到，软硬结合板既轻且薄， 而且紧凑，特别适合必威体育精装版式的便携电子和高端医疗及军事设备——这些终端产品目前都在推 升大陆软硬结合板的产量。因此，业内人士预计软硬结合板将在未来几年超越其它类型的 PC B。 产品虽好，制造门槛有些高，在所有类型的 PCB 中，软硬结合板对于恶劣应用环境的抵 抗力最强，因此受到医疗与军事设备生产商的青睐。软硬结合板兼具刚性 PCB 的耐久力和柔 性 PCB 的适应力。中国大陆的企业正在提高此类 PCB 占总体产量的比例，以充分利用需求不 断增长的大好机会。减少电子产品的组装尺寸、重量、避免连线错误，增加组装灵活性，提 高可靠性，实现不同装配条件下的三维立体组装，是电子产品日益发展的必然需求，挠性电 路作为一种具有薄、轻、可挠曲等可满足三维组装需求的特点的互连技术，在电子及通讯行 业得到日趋广泛的应用和重视。 随着其应用领域的不断扩大，挠性线路板本身也在不断发展，如从单面挠性板到双面、 多层乃至刚——挠性板等，细线宽／间距、表面安装等技术的应用以及挠性基材本身的材料 特性等、对挠性板的制作提出了更严格的要求，如基材的处理，层间对位，尺寸的稳定性的 控制，去沾污，小孔金属化及电镀的可靠性及表面保护性涂覆等方面都应予以高度的重视， 本文仅就在研究和生产过程中所选择的重点工艺部分以及应注意的问题进行总结和阐述。 2. 软硬结合板的设计与生产工艺 软硬结合印制板是指在一块印制板上包含有一个或多个刚性区和一个或多个挠性区的印 制线路板。它可分为有增强层的挠性板及刚——挠结合多层板等不同类型。 图（1）为一个十二层软硬结合板结构示意图: 图（1）十二层软硬结合板叠构示意图 图（2）软硬结合板图片 2．1 材料的选择 俗话说：“工欲善其事，必先利其器”，所以在考虑一个软硬结合板的设计及生产工艺 时，做好充分的准备是非常重要的，但这需要一定专业知识以及对所需物料特性的了解，软 硬结合板所选用的材料直接影响后续生产工艺及其性能。 挠性板的覆铜材料我司选用杜邦的（AP 无粘接剂系列）聚酰亚胺挠性基材，聚酰亚胺是 一种具有很好的可挠性，优良的电气性能和耐热的材料，但它具有较大的吸湿性和不耐强碱 性。之所以选择无粘接层的基材，是因为介电层与铜箔间的粘接剂多为丙烯酸、聚酯、改性 环氧树脂等材料，其中改性环氧树脂粘接剂可挠性较差，聚酯类粘接剂虽可挠性好，但耐热 性较差，而丙烯酸粘接剂虽然在耐热性、介电性能以及可挠性方面令人满意，但需考虑其玻 璃转化温度(Tg)及压合温度较高(185℃左右)，目前也很多工厂采用日系（环氧树脂系列）的 基材和粘接剂来生产软硬结合板的。 对于刚性板的选择也有一定的要求，我们最先选择成本较低的环氧胶