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獨(dú)家探秘：柔性電路板是如何制造的？

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人氣：572發(fā)布日期：2024-12-03 08:55【大中小】

柔性電路板有很多好處，許多設(shè)計(jì)師們之前并不了解，因?yàn)樗麄兊脑O(shè)計(jì)不是必須使用這個(gè)技術(shù)。然而現(xiàn)在越來越多的設(shè)計(jì)師將要面對(duì)構(gòu)建越來越高密度的電子設(shè)備的壓力，更讓他們頭痛的是還有要不斷地降低制造成本和減少制造時(shí)間。

柔性電路板很可能成為新手在新技術(shù)開拓道路上的一個(gè)陷阱。因此，了解如何制造柔性電路以及軟硬結(jié)合板是非常明智的。這樣，我們可以輕松找設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤隱患，防患于未然。

構(gòu)建柔性板
乍一看，典型的柔性板或者軟硬結(jié)合板看起來很平淡無奇。然而，把它們制造出來需要一些額外的步驟。制造任何一款軟硬結(jié)合板，都是從制造單面或雙面的柔性板開始的。正如上周提到過的，制造可以從預(yù)壓制的軟板開始，也可能從PI膜開始，然后在原始的裸板上層壓銅板，或者鍍上銅皮。層壓工藝需要在薄膜上刷涂一層薄薄的粘貼劑，無膠工藝則要在薄膜上種鍍銅的“種子”。通常使用汽體淀積技術(shù)（如濺射法）種“種子”，為接下來的化學(xué)沉淀流程種下凝結(jié)核。接下來單面或者雙面的柔性板的鉆孔、鍍通以及蝕刻的過程，大體上與雙面硬質(zhì)板的加工過程類似。

軟板的制造步驟
下面的GIF動(dòng)畫顯示了一個(gè)典型的雙面柔性電路板的制造步驟。

圖1：GIF動(dòng)畫顯示了柔性電路板的制造過程。

1、膠粘劑或者種“種子”的應(yīng)用
使用環(huán)氧樹脂或丙烯酸類的粘合劑，或者用濺射法涂鍍是創(chuàng)建薄銅鍍層的關(guān)鍵。2、添加銅箔
將RA/ED銅箔層壓制到粘合劑上（這是主流方法）或者使用化學(xué)鍍鍍的方法。
3、鉆孔
過孔和焊盤的孔通常是機(jī)械鉆孔。多塊柔性板可以通過工作轉(zhuǎn)盤實(shí)現(xiàn)同時(shí)鉆孔。使用與硬質(zhì)板同樣的辦法，柔性板的預(yù)切割可以與鉆孔結(jié)合在一起實(shí)施，這需要更為細(xì)致的記錄，但是對(duì)齊精度可以降低。一般采用激光打孔來處理超小鉆孔，這會(huì)大大增加成本，因?yàn)槊科ざ夹枰珠_鉆孔。使用準(zhǔn)分子（紫外線）或YAG（紅外線）來處理高精度鉆孔（microvias)，使用CO2激光器來鉆中等大小的鉆孔（4密爾以上）。使用沖壓的方式來可以處理大的過孔和板剪切，但那是另外的加工步驟。
4、通孔電鍍
一旦打孔完成，將采用與硬質(zhì)板相同的沉積和化學(xué)電鍍的辦法，把銅添加到孔上。
5、印刷防蝕刻油墨
在膜表面涂上感光性的抗蝕劑，然后使用需要的圖案進(jìn)行曝光，在化學(xué)蝕刻銅前清除掉不需要的抗蝕劑。
6、蝕刻和剝離
暴露的銅皮被蝕刻掉以后，采用化學(xué)的方法把抗蝕劑剝離。
7、覆蓋膜

FPC的頂部和底部用切割成形的覆蓋膜保護(hù)。柔性板上有時(shí)候需要焊裝在一些元器件，那么覆蓋膜就起到了阻焊層的作用。最常見的覆蓋膜材料是聚酰亞胺，使用粘合劑粘合，這里也可以采用無膠過程。在無膠過程中，把光感阻焊劑刷在柔性板上，這與硬性板的過程是一樣的。為了降低成本，可以使用絲網(wǎng)印刷，然后通過紫外線照射進(jìn)行固化。

圖2：帶覆蓋膜的柔性電路-請(qǐng)注意，覆蓋層中的開口一般小于元件焊盤。
關(guān)于保護(hù)膜需要注意的是，它通常只放置于一部分暴露的柔性電路上。對(duì)于軟硬結(jié)合板，保護(hù)膜不會(huì)放于硬性板上，除非有小部分重疊-通常約半毫米。當(dāng)然保護(hù)膜可以包括整個(gè)硬性部分，但是這樣做會(huì)不利于硬性板的附著力和z軸的穩(wěn)定性。這種可選擇的保護(hù)膜被稱為“比基尼保護(hù)膜”，因?yàn)樗桓采w裸露的部分。此外，覆蓋膜在元器件或者連接器焊盤處留有切口要至少保留焊盤的兩個(gè)邊。我們會(huì)在下期博客中探討這個(gè)問題。

8、柔性板的剪切
制造柔性電路的最后一步驟是剪切。這通常被稱為“下料”。高產(chǎn)量、低成本的剪切方法是使用液壓沖床和鋼模具。雖然這里需要高成本的鋼模具，但是這種方法能在同一時(shí)間剪切出許多的柔性電路板。對(duì)于樣機(jī)和小批量的生產(chǎn)一般使用刀模具。把很長的刀片，按照柔性電路板輪廓形狀塑型，然后粘貼到刀模基座（中密度纖維板，膠合板或厚塑料，如聚四氟乙烯）上。按壓刀模具，就可以將柔性電路切割成形。對(duì)于產(chǎn)量更小的原型機(jī)制造，可以使用到X/Y切割器，有些類似用于乙烯標(biāo)牌的制作。

關(guān)于 FPC 的制造就講解到這里。希望大家對(duì) FPC 的制造過程有了更清晰的認(rèn)識(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中能夠更好地理解和利用 FPC 的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，也期待 FPC 技術(shù)在未來不斷創(chuàng)新發(fā)展，為電子行業(yè)帶來更多的驚喜和突破。最后，祝愿大家在與 FPC 相關(guān)的工作和研究中取得豐碩的成果。

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