Flexibelt PCB (Printed Circuit Board) har blivit mer och mer populärt och används ofta i olika branscher. Från hemelektronik till bilapplikationer, fpc PCB ger förbättrad funktionalitet och hållbarhet till elektroniska enheter. Men att förstå den flexibla PCB-tillverkningsprocessen är avgörande för att säkerställa dess kvalitet och tillförlitlighet. I det här blogginlägget kommer vi att utforskaflex PCB tillverkningsprocessi detalj och täcker vart och ett av de involverade nyckelstegen.
1. Design- och layoutfas:
Det första steget i tillverkningsprocessen för flexkretskort är design- och layoutfasen. Vid denna tidpunkt är det schematiska diagrammet och komponentlayouten kompletta. Designprogramvaruverktyg som Altium Designer och Cadence Allegro säkerställer noggrannhet och effektivitet i detta skede. Designkrav som storlek, form och funktion måste beaktas för att tillgodose PCB-flexibilitet.
Under design- och layoutfasen för tillverkning av flex-kortkort måste flera steg följas för att säkerställa en korrekt och effektiv design. Dessa steg inkluderar:
Schematisk:
Skapa ett schema för att illustrera de elektriska anslutningarna och funktionen hos en krets. Den fungerar som grund för hela designprocessen.
Komponentplacering:
När schemat är klart är nästa steg att bestämma placeringen av komponenterna på kretskortet. Faktorer som signalintegritet, termisk hantering och mekaniska begränsningar beaktas vid komponentplacering.
Routing:
Efter att komponenterna har placerats, dirigeras de tryckta kretsspåren för att upprätta elektriska anslutningar mellan komponenterna. I detta skede bör flexibilitetskraven för flexkretskretskortet beaktas. Särskilda routingtekniker som meander- eller serpentinrouting kan användas för att ta emot kretskortsböjar och flex.
Kontroll av designregel:
Innan en design slutförs utförs designregelkontroll (DRC) för att säkerställa att designen uppfyller specifika tillverkningskrav. Detta inkluderar kontroll av elektriska fel, minsta spårbredd och -avstånd och andra designbegränsningar.
Gerber-filgenerering:
Efter att designen är klar konverteras designfilen till en Gerber-fil, som innehåller den tillverkningsinformation som krävs för att producera det flexibla kretskortet. Dessa filer inkluderar lagerinformation, komponentplacering och routingdetaljer.
Designverifiering:
Konstruktioner kan verifieras genom simulering och prototyper innan de går in i tillverkningsfasen. Detta hjälper till att identifiera eventuella problem eller förbättringar som behöver göras innan produktion.
Designprogramvaruverktyg som Altium Designer och Cadence Allegro hjälper till att förenkla designprocessen genom att tillhandahålla funktioner som schematisk insamling, komponentplacering, routing och designregelkontroll. Dessa verktyg säkerställer noggrannhet och effektivitet i fpc flexibel tryckta kretsdesign.
2. Materialval:
Att välja rätt material är avgörande för en framgångsrik tillverkning av flexibla PCB. Vanligt använda material inkluderar flexibla polymerer, kopparfolie och lim. Valet beror på faktorer som avsedd användning, flexibilitetskrav och temperaturbeständighet. Grundlig forskning och samarbete med materialleverantörer säkerställer att det bästa materialet väljs ut för ett visst projekt.
Här är några faktorer att tänka på när du väljer ett material:
Flexibilitetskrav:
Det valda materialet bör ha den flexibilitet som krävs för att möta specifika applikationsbehov. Det finns olika typer av flexibla polymerer tillgängliga, såsom polyimid (PI) och polyester (PET), var och en med olika grader av flexibilitet.
Temperaturbeständighet:
Materialet ska kunna motstå applikationens driftstemperaturområde utan deformation eller nedbrytning. Olika flexibla substrat har olika maximal temperaturklassificering, så det är viktigt att välja ett material som klarar de temperaturförhållanden som krävs.
Elektriska egenskaper:
Material bör ha goda elektriska egenskaper, såsom låg dielektricitetskonstant och lågförlusttangens, för att säkerställa optimal signalintegritet. Kopparfolie används ofta som en ledare i fpc flexibel krets på grund av dess utmärkta elektriska ledningsförmåga.
Mekaniska egenskaper:
Materialet som väljs ska ha god mekanisk hållfasthet och kunna stå emot böjning och böjning utan att spricka eller spricka. Lim som används för att binda skikten i en flexpcb bör också ha goda mekaniska egenskaper för att säkerställa stabilitet och hållbarhet.
Kompatibilitet med tillverkningsprocesser:
Det valda materialet bör vara kompatibelt med de inblandade tillverkningsprocesserna, såsom laminering, etsning och svetsning. Det är viktigt att överväga materialkompatibilitet med dessa processer för att säkerställa framgångsrika tillverkningsresultat.
Genom att överväga dessa faktorer och arbeta med materialleverantörer kan lämpliga material väljas för att möta flexibilitet, temperaturbeständighet, elektrisk prestanda, mekanisk prestanda och kompatibilitetskrav för ett flex PCB-projekt.
3. Beredning av underlag:
Under beredningsfasen av substratet fungerar den flexibla filmen som basen för PCB. Och under substratberedningsfasen av flexkretsframställning är det ofta nödvändigt att rengöra den flexibla filmen för att säkerställa att den är fri från föroreningar eller rester som kan påverka kretskortets prestanda. Rengöringsprocessen involverar vanligtvis användningen av en kombination av kemiska och mekaniska metoder för att avlägsna föroreningar. Detta steg är mycket viktigt för att säkerställa korrekt vidhäftning och bindning av efterföljande lager.
Efter rengöring, är den flexibla filmen belagd med ett självhäftande material som binder samman skikten. Det självhäftande materialet som används är vanligtvis en speciell självhäftande film eller flytande lim, som är jämnt belagd på ytan av den flexibla filmen. Lim hjälper till att ge strukturell integritet och tillförlitlighet för PCB-flex genom att ordentligt binda ihop skikten.
Val av limmaterial är avgörande för att säkerställa korrekt vidhäftning och uppfylla de specifika kraven för applikationen. Faktorer som bindningsstyrka, temperaturbeständighet, flexibilitet och kompatibilitet med andra material som används i PCB-montageprocessen måste beaktas när man väljer ett limmaterial.
Efter att limmet applicerats, kan den flexibla filmen vidarebearbetas för efterföljande skikt, såsom att lägga till kopparfolie som ledande spår, lägga till dielektriska skikt eller ansluta komponenter. Lim fungerar som lim genom hela tillverkningsprocessen för att skapa en stabil och pålitlig flexibel PCB-struktur.
4. Kopparbeklädnad:
Efter att ha förberett substratet är nästa steg att lägga till ett lager av koppar. Detta uppnås genom att laminera kopparfolie till en flexibel film med hjälp av värme och tryck. Kopparskiktet fungerar som en ledande bana för elektriska signaler i det flexibla kretskortet.
Tjockleken och kvaliteten på kopparskiktet är nyckelfaktorer för att bestämma prestanda och hållbarhet hos ett flexibelt PCB. Tjockleken mäts vanligtvis i ounces per kvadratfot (oz/ft²), med alternativ som sträcker sig från 0,5 oz/ft² till 4 oz/ft². Valet av koppartjocklek beror på kraven på kretsdesignen och den önskade elektriska prestanda.
Tjockare kopparlager ger lägre motstånd och bättre strömförande förmåga, vilket gör dem lämpliga för högeffektapplikationer. Å andra sidan ger tunnare kopparskikt flexibilitet och föredras för tillämpningar som kräver böjning eller böjning av den tryckta kretsen.
Att säkerställa kvaliteten på kopparskiktet är också viktigt, eftersom eventuella defekter eller föroreningar kan påverka den elektriska prestandan och tillförlitligheten hos flexkortets PCB. Vanliga kvalitetsöverväganden inkluderar likformighet i kopparskiktets tjocklek, frånvaro av nålhål eller hålrum och korrekt vidhäftning till underlaget. Att säkerställa dessa kvalitetsaspekter kan hjälpa till att uppnå bästa prestanda och livslängd för ditt flex PCB.
5. Kretsmönster:
I detta skede bildas det önskade kretsmönstret genom att etsa bort överskott av koppar med hjälp av ett kemiskt etsmedel. Fotoresist appliceras på kopparytan, följt av UV-exponering och framkallning. Etsningsprocessen tar bort oönskad koppar och lämnar de önskade kretsspår, dynor och vias.
Här är en mer detaljerad beskrivning av processen:
Applicering av fotoresist:
Ett tunt lager av ljuskänsligt material (kallat fotoresist) appliceras på kopparytan. Fotoresister beläggs vanligtvis med en process som kallas spinnbeläggning, där substratet roteras med höga hastigheter för att säkerställa enhetlig beläggning.
Exponering för UV-ljus:
En fotomask innehållande det önskade kretsmönstret placeras på den fotoresistbelagda kopparytan. Substratet exponeras sedan för ultraviolett (UV) ljus. UV-ljus passerar genom fotomaskens transparenta områden samtidigt som det blockeras av de ogenomskinliga områdena. Exponering för UV-ljus ändrar selektivt fotoresistens kemiska egenskaper, beroende på om det är en resist med positiv ton eller negativ ton.
Framkallning:
Efter exponering för UV-ljus framkallas fotoresisten med en kemisk lösning. Fotoresister med positiv ton är lösliga i framkallare, medan fotoresister med negativ ton är olösliga. Denna process tar bort oönskad fotoresist från kopparytan och lämnar det önskade kretsmönstret.
Etsning:
När den återstående fotoresisten väl definierar kretsmönstret är nästa steg att etsa bort överskottet av koppar. Ett kemiskt etsmedel (vanligtvis en sur lösning) används för att lösa upp exponerade kopparområden. Etsmedlet tar bort kopparn och lämnar kretsspår, dynor och vias som definieras av fotoresisten.
Fotoresist borttagning:
Efter etsning avlägsnas den återstående fotoresisten från den flexibla PCB:n. Detta steg utförs vanligtvis med användning av en strippningslösning som löser upp fotoresisten och lämnar endast kopparkretsmönstret.
Inspektion och kvalitetskontroll:
Slutligen inspekteras det flexibla kretskortet noggrant för att säkerställa kretsmönstrets noggrannhet och för att upptäcka eventuella defekter. Detta är ett viktigt steg för att säkerställa kvaliteten och tillförlitligheten hos flex PCB.
Genom att utföra dessa steg bildas det önskade kretsmönstret framgångsrikt på det flexibla kretskortet, vilket lägger grunden för nästa steg av montering och produktion.
6. Lödmask och screentryck:
Lödmask används för att skydda kretsar och förhindra lödbryggor under montering. Den screentrycks sedan för att lägga till nödvändiga etiketter, logotyper och komponentbeteckningar för ytterligare funktionalitet och identifieringsändamål.
Följande är processintroduktionen av lödmask och screentryck:
Lödmask:
Applicering av lödmask:
Lödmask är ett skyddande skikt som appliceras på den exponerade kopparkretsen på det flexibla kretskortet. Det appliceras vanligtvis med hjälp av en process som kallas screentryck. Lödmaskbläck, vanligtvis grönt till färgen, screentrycks på kretskortet och täcker kopparspår, kuddar och vior, och exponerar endast de områden som krävs.
Härdning och torkning:
Efter att lödmasken har applicerats kommer det flexibla PCB:et att gå igenom en härdnings- och torkningsprocess. Det elektroniska kretskortet passerar vanligtvis genom en transportugn där lödmasken värms upp för att härda och härda. Detta säkerställer att lödmasken ger effektivt skydd och isolering för kretsen.
Öppna ytor:
I vissa fall lämnas specifika områden av lödmasken öppna för att exponera kopparkuddar för komponentlödning. Dessa kuddområden kallas ofta Solder Mask Open (SMO) eller Solder Mask Defined (SMD) kuddar. Detta möjliggör enkel lödning och säkerställer en säker anslutning mellan komponenten och PCB-kretskortet.
screentryck:
Förberedelse av konstverk:
Innan screentryck, skapa konstverk som inkluderar etiketter, logotyper och komponentindikatorer som krävs för flex PCB-kortet. Detta konstverk görs vanligtvis med datorstödd design (CAD) programvara.
Skärmförberedelse:
Använd konstverk för att skapa mallar eller skärmar. Områden som behöver skrivas ut förblir öppna medan resten är blockerade. Detta görs vanligtvis genom att belägga skärmen med en ljuskänslig emulsion och utsätta den för UV-strålar med hjälp av konstverk.
Bläckapplikation:
När du har förberett skärmen, applicera bläcket på skärmen och använd en skrapa för att sprida bläcket över de öppna ytorna. Bläcket passerar genom det öppna området och avsätts på lödmasken och lägger till önskade etiketter, logotyper och komponentindikatorer.
Torkning och härdning:
Efter screentryckning genomgår flex PCB en torknings- och härdningsprocess för att säkerställa att bläcket fäster ordentligt på lödmaskens yta. Detta kan uppnås genom att låta bläcket lufttorka eller använda värme eller UV-ljus för att härda och härda bläcket.
Kombinationen av lödmask och silkscreen ger skydd för kretsen och lägger till ett visuellt identitetselement för enklare montering och identifiering av komponenter på flex PCB.
7. SMT PCB Monteringav komponenter:
I komponentmonteringssteget placeras och löds elektroniska komponenter på det flexibla kretskortet. Detta kan göras genom manuella eller automatiserade processer, beroende på produktionens omfattning. Komponentplacering har noggrant övervägts för att säkerställa optimal prestanda och minimera belastningen på flex PCB.
Följande är de viktigaste stegen som är involverade i komponentmontering:
Komponentval:
Välj lämpliga elektroniska komponenter enligt kretsdesign och funktionskrav. Dessa element kan inkludera motstånd, kondensatorer, integrerade kretsar, kontakter och liknande.
Komponentförberedelse:
Varje komponent förbereds för placering, se till att ledningarna eller dynorna är ordentligt trimmade, rätade ut och rengjorda (om nödvändigt). Ytmonterade komponenter kan komma i rulle eller brickform, medan komponenter med genomgående hål kan komma i bulkförpackningar.
Komponentplacering:
Beroende på produktionens omfattning placeras komponenterna på det flexibla kretskortet manuellt eller med hjälp av automatiserad utrustning. Automatisk komponentplacering utförs vanligtvis med hjälp av en pick-and-place-maskin, som exakt placerar komponenterna på rätt kuddar eller lödpasta på flex PCB.
Lödning:
När komponenterna väl är på plats utförs en lödningsprocess för att permanent fästa komponenterna på det flexibla kretskortet. Detta görs vanligtvis med återflödeslödning för ytmonterade komponenter och våg- eller handlödning för genomgående hålkomponenter.
Återflödeslödning:
Vid återflödeslödning värms hela kretskortet till en specifik temperatur med hjälp av en återflödesugn eller liknande metod. Lödpasta som appliceras på lämplig dyna smälter och skapar en bindning mellan komponentledningen och PCB-dynan, vilket skapar en stark elektrisk och mekanisk anslutning.
Våglödning:
För genomgående hålkomponenter används vanligtvis våglödning. Det flexibla kretskortet leds genom en våg av smält lod, som väter de exponerade ledningarna och skapar en förbindelse mellan komponenten och kretskortet.
Handlödning:
I vissa fall kan vissa komponenter kräva handlödning. En skicklig tekniker använder en lödkolv för att skapa lödfogar mellan komponenterna och flex PCB. Inspektion och provning:
Efter lödning inspekteras det monterade flex-kretskortet för att säkerställa att alla komponenter är korrekt lödda och att det inte finns några defekter såsom lödbryggor, öppna kretsar eller felinriktade komponenter. Funktionstestning kan också utföras för att verifiera korrekt funktion av den sammansatta kretsen.
8. Test och inspektion:
För att säkerställa tillförlitligheten och funktionaliteten hos flexibla PCB:er är testning och inspektion avgörande. Olika tekniker som Automated Optical Inspection (AOI) och In-Circuit Testing (ICT) hjälper till att identifiera potentiella defekter, kortslutningar eller öppningar. Detta steg säkerställer att endast högkvalitativa PCB kommer in i produktionsprocessen.
Följande tekniker används vanligtvis i detta skede:
Automatiserad optisk inspektion (AOI):
AOI-system använder kameror och bildbehandlingsalgoritmer för att inspektera flexibla PCB för defekter. De kan upptäcka problem som komponentfel, saknade komponenter, lödfogsdefekter som lödbryggor eller otillräcklig lödning och andra visuella defekter. AOI är en snabb och effektiv PCB-inspektionsmetod.
In-Circuit Testing (IKT):
IKT används för att testa den elektriska anslutningen och funktionaliteten hos flexibla PCB. Detta test innebär att man applicerar testsonder på specifika punkter på kretskortet och mäter elektriska parametrar för att kontrollera kortslutningar, öppningar och komponentfunktionalitet. IKT används ofta i högvolymproduktion för att snabbt identifiera eventuella elektriska fel.
Funktionstestning:
Utöver IKT kan även funktionstestning utföras för att säkerställa att det sammansatta flex-kretskortet utför sin avsedda funktion korrekt. Detta kan innebära att strömförsörjning till PCB:n och verifiering av kretsens utgång och svar med hjälp av testutrustning eller en dedikerad testfixtur.
Elektrisk testning och kontinuitetstestning:
Elektrisk testning involverar mätning av elektriska parametrar som resistans, kapacitans och spänning för att säkerställa korrekta elektriska anslutningar på flex PCB. Kontinuitetstester kontrollerar om det finns öppningar eller kortslutningar som kan påverka PCB-funktionaliteten.
Genom att använda dessa test- och inspektionstekniker kan tillverkare identifiera och korrigera eventuella defekter eller fel i flex-PCB innan de går in i produktionsprocessen. Detta hjälper till att säkerställa att endast högkvalitativa PCB levereras till kunderna, vilket förbättrar tillförlitlighet och prestanda.
9. Formning och förpackning:
När det flexibla kretskortet har klarat test- och inspektionssteget går det igenom en slutrengöringsprocess för att ta bort eventuella rester eller föroreningar. Det flexibla kretskortet skärs sedan till individuella enheter, redo för förpackning. Korrekt förpackning är viktigt för att skydda PCB:n under transport och hantering.
Här är några viktiga punkter att tänka på:
Antistatisk förpackning:
Eftersom flexibla PCB är känsliga för skador från elektrostatisk urladdning (ESD), bör de förpackas med antistatiska material. Antistatiska påsar eller brickor gjorda av ledande material används ofta för att skydda PCB från statisk elektricitet. Dessa material förhindrar uppbyggnad och urladdning av statiska laddningar som kan skada komponenter eller kretsar på kretskortet.
Fuktskydd:
Fukt kan påverka prestandan hos flex-PCB negativt, särskilt om de har exponerade metallspår eller komponenter som är fuktkänsliga. Förpackningsmaterial som utgör en fuktspärr, såsom fuktspärrpåsar eller torkmedelsförpackningar, hjälper till att förhindra fuktinträngning under transport eller lagring.
Dämpning och stötdämpning:
Flexibla PCB är relativt ömtåliga och kan lätt skadas av grov hantering, stötar eller vibrationer under transport. Förpackningsmaterial som bubbelplast, skuminlägg eller skumremsor kan ge dämpning och stötdämpning för att skydda PCB från sådana potentiella skador.
Korrekt märkning:
Det är viktigt att ha relevant information som produktnamn, kvantitet, tillverkningsdatum och eventuella hanteringsanvisningar på förpackningen. Detta hjälper till att säkerställa korrekt identifiering, hantering och lagring av PCB.
Säker förpackning:
För att förhindra rörelse eller förskjutning av PCB:erna inuti förpackningen under transport måste de säkras ordentligt. Inre förpackningsmaterial som tejp, avdelare eller andra fixturer kan hjälpa till att hålla kretskortet på plats och förhindra skador från rörelse.
Genom att följa dessa förpackningsmetoder kan tillverkare säkerställa att flexibla PCB:er är väl skyddade och anländer till sin destination i ett säkert och komplett skick, redo för installation eller ytterligare montering.
10. Kvalitetskontroll och frakt:
Innan vi skickar flex-PCB till kunder eller monteringsfabriker implementerar vi strikta kvalitetskontrollåtgärder för att säkerställa överensstämmelse med industristandarder. Detta inkluderar omfattande dokumentation, spårbarhet och efterlevnad av kundspecifika krav. Att följa dessa kvalitetskontrollprocesser säkerställer att kunderna får pålitliga och högkvalitativa flexibla PCB.
Här är några ytterligare detaljer om kvalitetskontroll och frakt:
Dokumentation:
Vi upprätthåller omfattande dokumentation genom hela tillverkningsprocessen, inklusive alla specifikationer, designfiler och inspektionsdokument. Denna dokumentation säkerställer spårbarhet och gör det möjligt för oss att identifiera eventuella problem eller avvikelser som kan ha uppstått under produktionen.
Spårbarhet:
Varje flex PCB tilldelas en unik identifierare, vilket gör att vi kan spåra hela dess resa från råmaterial till slutlig leverans. Denna spårbarhet säkerställer att eventuella problem snabbt kan lösas och isoleras. Det underlättar även produktåterkallelser eller undersökningar vid behov.
Överensstämmelse med kundspecifika krav:
Vi arbetar aktivt med våra kunder för att förstå deras unika krav och säkerställa att våra kvalitetskontrollprocesser uppfyller deras krav. Detta inkluderar faktorer som specifika prestandastandarder, förpacknings- och märkningskrav och eventuella nödvändiga certifieringar eller standarder.
Inspektion och provning:
Vi genomför noggranna inspektioner och tester i alla stadier av tillverkningsprocessen för att verifiera kvaliteten och funktionaliteten hos de flexibla kretskorten. Detta inkluderar visuell inspektion, elektriska tester och andra specialiserade åtgärder för att upptäcka eventuella defekter som öppningar, kortslutningar eller lödningsproblem.
Förpackning och frakt:
När flex-PCB:erna har klarat alla kvalitetskontrollåtgärder packar vi dem noggrant med lämpliga material, som tidigare nämnts. Vi säkerställer också att förpackningen är korrekt märkt med relevant information för att säkerställa korrekt hantering och förhindra eventuell felhantering eller förväxling under frakt.
Leveransmetoder och partners:
Vi arbetar med välrenommerade fraktpartners som har erfarenhet av att hantera ömtåliga elektroniska komponenter. Vi väljer den mest lämpliga fraktmetoden baserat på faktorer som hastighet, kostnad och destination. Dessutom spårar och övervakar vi försändelser för att säkerställa att de levereras inom den förväntade tidsramen.
Genom att strikt följa dessa kvalitetskontrollåtgärder kan vi garantera att våra kunder får ett pålitligt och flexibelt PCB av högsta kvalitet som uppfyller deras krav.
Sammanfattningsvis,Att förstå den flexibla PCB-tillverkningsprocessen är avgörande för både tillverkare och slutanvändare. Genom att följa noggrann design, materialval, substratberedning, kretsmönster, montering, testning och förpackningsmetoder kan tillverkare producera flex-PCB som uppfyller de högsta kvalitetsstandarderna. Som en nyckelkomponent i moderna elektroniska enheter kan flexibla kretskort främja innovation och ge förbättrad funktionalitet till olika industrier.
Posttid: 2023-aug-18
Tillbaka
