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實用筆記 | 一文瞭解軟硬結合製造過程

By Cadence

本文要點

根據 IPC 6013 標準,軟性板分為單面軟性板、雙面軟性板、多層軟性板和軟硬結合板。

軟硬結合製造過程包括備料、成型、蝕刻、鑽孔、電鍍、軟性板切割和電氣測試等步驟。

軟硬結合製造過程是醫療、航空航太、軍事和電信產業領域構建電路的理想選擇。

由於軟性 PCB 具有重量輕、組裝密度高和小型化等優點,市場對此類 PCB 的需求與日俱增。軟性 PCB 還具有先進的機械設計和出色的電熱性能。軟性 PCB 的普及推動了其他相關產品的發展,如 HDI 軟性 PCB、嵌入式軟性 PCB 以及軟硬結合 PCB。

在這些軟性板的衍生產品中,軟硬結合 PCB 通常用於汽車、醫療、軍事和航空航太工業領域。軟硬結合製造是一個耗時的過程,步驟包括備料、蝕刻、鑽孔和電鍍,然後才是最終的產品製造。本文將探討軟性 PCB,並瞭解軟硬結合製造過程。

軟性 PCB

由軟性基底材料製成的電路板稱為軟性 PCB。軟性 PCB (或稱軟性板) 具有軟性和適應性,可以打造成各種應用場景所需的形狀。與傳統的硬性板相比,軟性板具有諸多優勢,包括:

尺寸小、重量輕

厚度小

電路小型化、組裝密度高

接線錯誤少

靈活,適用於構建彎曲電路

不需要機械連接件

與 3D 互連相容

機械和電子設計自由度高

訊號完整性和電路可靠性高

阻抗控制效果好

適用的工作溫度範圍廣

抗震性能強

適用於惡劣環境

儘管軟性 PCB 具備上述所有優點,但與硬性板或軟硬板相比,材料成本更高。軟硬板兼具硬性和軟性 PCB 的優點,是電路製造的福音。接下來的內容將介紹軟硬結合板和軟硬結合製造過程。

軟硬結合板通常用於汽車、醫療、軍事和航空航太工業領域。

軟硬結合板

根據 IPC 6013 標準,軟性板分為不同類型,其中包括單面軟性板、雙面軟性板、多層軟性板和軟硬結合板。在 IPC 6013 類型 4 下提到了軟硬結合板,兼具軟性板和硬性板的優點。可以將其描述為混合板或軟硬結合板。軟硬結合板分為兩類:

1.

軟性安裝型 —— 這種類型只能在安裝或維修時彎曲一次。

2.

動態軟性型 —— 這種類型在使用過程中可多次彎曲。

軟硬結合板 適用於需要較小尺寸的應用場景——即需要在較小的面積內納入更多元件。軟硬結合板是在 3D 空間中設計的,因此具有更高的空間效率;軟硬結合板可以動態彎曲或折疊,便於在最終產品封裝中形成所需的形狀;軟硬結合板不需要太多互連,維護少,公認地可靠性好;軟硬結合板最常用於醫療、電信和航空航太工業領域。

軟硬結合製造過程

在軟硬結合製造過程開始之前,需要先進行 PCB 設計佈局。佈局確定後,就可以開始軟硬結合製造過程。

軟硬結合製造過程結合了硬性板和軟性板的製造技術。軟硬結合板是將硬性和軟性 PCB 層層疊加。元件在硬性區域組裝,並透過軟性區域與相鄰的硬性板進行互連。層與層之間的連接則通過電鍍過孔引入。

軟硬結合製造包括以下步驟:

1.

準備基材:

軟硬結合製造過程的第一步是層壓板的準備或清潔。無論是否有粘合劑塗層,含銅層的層壓板都要進行預清潔,然後才能投入其他製造流程。

2.

圖案生成:

透過絲網印刷或照片成像來完成。

3.

蝕刻過程:

附有電路圖案的層壓板的兩面都要浸泡在蝕刻槽中或噴灑蝕刻劑溶液進行蝕刻。

4.

機械鑽孔過程:

用精密的鑽孔系統或技術鑽出生產面板中所需要的電路孔、墊塊和過孔圖案。例如鐳射鑽孔技術。

5.

鍍銅過程:

鍍銅過程的重點是在電鍍過孔內沉積所需的銅,以建立軟硬結合板層與層之間的電氣互連。

6.

塗抹覆蓋層:

覆蓋層材料 (通常是聚醯亞胺薄膜) 和粘合劑透過絲網印刷的方式印在軟硬結合板的表面。

7.

覆蓋層層壓:

透過在特定的溫度、壓力和真空極限下進行層壓,確保覆蓋層的適當粘附性。

8.

應用強化筋:

根據軟硬結合板的設計需要,在額外的層壓流程之前,可應用局部附加強化筋。

9.

軟性板切割:

用液壓沖孔方法或專門的沖孔刀從生產面板中切割軟性板。

10.

電氣測試和驗證:

軟硬結合板按照 IPC-ET-652 指南進行電氣測試,以確認電路板的絕緣性能、銜接、品質以及性能是否符合設計規範的要求。測試方法包括飛針測試和網格測試系統。

軟硬結合製造過程是醫療、航空航太、軍事和電信行業領域構建電路的理想選擇,因為這些電路板具有出色的性能和精確的功能,在惡劣的環境中更是如此。

那麼,如何設計耐用的軟硬結合板來應對極端條件呢?
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譯文授權轉載出處 (映陽科技協同校閱)

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