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FPC廠講一文了解FPC撓曲性及孔加工的三種方式

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人氣:1158發(fā)布日期:2023-10-17 09:30【

撓曲性可以說(shuō)是FPC與生俱來(lái)的特性,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,F(xiàn)PC的撓曲性要求必然會(huì)越來(lái)越高,而制約FPC撓曲性的因素是什么呢?本文FPC廠三個(gè)方面來(lái)了解下FPC的撓曲性

 

1,從FPC的材料本身來(lái)分析其對(duì)FPC撓曲性的影響

①銅箔的分子結(jié)構(gòu)及方向(銅箔的種類):壓延銅的耐彎折性能明顯優(yōu)于電解銅箔;

②銅箔的厚度:就同一品種而言銅箔的厚度越薄其耐彎折性能會(huì)越好;

③FCCL所用膠的種類:一般來(lái)說(shuō)環(huán)氧樹(shù)脂的膠要比壓克力膠系的膠柔軟性要好,所以在要求高撓曲性材料的選擇時(shí)以環(huán)氧系為主;

④FCCL所用膠的厚度:膠的厚度越薄FCCL的柔軟性越好,對(duì)FPC的撓曲性也越好;

⑤FCCL所用絕緣介質(zhì)層:絕緣介質(zhì)層PI的厚度越薄FCCL的柔軟性越好,對(duì)FPC的撓曲性也越好。

 

 

2,從FPC的工藝方面分析其對(duì)FPC撓曲性的影響

①FPC組合的對(duì)稱性:在FCCL貼合覆蓋膜后,銅箔兩面材料的對(duì)稱性越好其撓曲性也越好,因?yàn)槠湓趽锨鷷r(shí)所受到的應(yīng)力一致。

FPC兩邊的PI厚度趨于一致,F(xiàn)PC兩邊膠的厚度也趨于一致;

②FPC壓合工藝的控制:在覆蓋膜壓合時(shí)要求膠完全填充到線路中間,不可有分層現(xiàn)象。若有分層現(xiàn)象在撓曲時(shí)相當(dāng)于裸銅在撓曲會(huì)降低FPC的撓曲次數(shù);

③FPC孔金屬化的控制:對(duì)需要?jiǎng)討B(tài)撓曲的FPC來(lái)說(shuō),孔金屬化盡量不采用整版電鍍方式而采用圖形電鍍(只鍍孔)的方式。

 

 

3,從FPC軟板的設(shè)計(jì)方面分析其對(duì)FPC撓曲性的影響:

①避免通孔設(shè)計(jì)在撓曲區(qū)域:FPC對(duì)撓曲區(qū)域的設(shè)計(jì),若需要?jiǎng)討B(tài)撓曲則必須避免讓電鍍通孔配置在撓曲區(qū)域,若只是靜態(tài)撓曲有時(shí)候有良好的覆蓋膜且撓曲半徑夠大,可以將通孔設(shè)計(jì)在撓曲區(qū)域,但還是盡量避免;

②繞線以90°穿過(guò)撓曲區(qū)域:導(dǎo)體線路應(yīng)該要90°通過(guò)撓曲區(qū)域,這是一個(gè)直觀的規(guī)則應(yīng)用,不過(guò)這個(gè)規(guī)則有時(shí)候也是可以調(diào)整的,尤其是需要面對(duì)特殊組裝需求時(shí),可以為方便配置而適度改善;

③需要撓曲的線路設(shè)計(jì)在單層區(qū)域:如果可能,需要撓曲的線路設(shè)計(jì)為單層線路以提高其撓曲性,當(dāng)無(wú)法達(dá)到時(shí)導(dǎo)體應(yīng)該要邊對(duì)邊進(jìn)行階梯性設(shè)計(jì),避免出現(xiàn)正反面線路同一處有導(dǎo)體影響其撓曲性;

④將銅保持在幾何中心:幾何中心的觀念對(duì)FPC尤為重要,理論上任何結(jié)構(gòu)的中心位置在撓曲時(shí)都幾乎保持在不動(dòng)的狀態(tài),這樣應(yīng)力就被外層材料所吸收,因此將銅保持在設(shè)計(jì)的中心,撓曲性是可以提升的;

⑤保持小的曲率半徑:在動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中為了保持FPC最大撓曲壽命,最佳方式是保持撓曲曲率半徑在比較小的范圍或者讓總的運(yùn)動(dòng)角度比較小,這對(duì)于用在碟片驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用相當(dāng)關(guān)鍵,這種概念可以讓它們達(dá)到相當(dāng)高的撓曲壽命循環(huán);

⑥盡可能提供最大的撓曲半徑:建議設(shè)計(jì)者提供最大的撓曲半徑給撓曲區(qū)域,這個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)動(dòng)態(tài)撓曲FPC和靜態(tài)撓曲FPC都相當(dāng)重要,撓曲半徑越大,F(xiàn)PC的撓曲性就會(huì)越優(yōu)秀。

 

FPC廠講FPC的通孔與PCB一樣也可以用數(shù)控鉆孔,但不適用于卷帶雙面金屬化孔電路的孔加工。隨著電路圖形的高密度化和金屬化孔的小孔徑化,加上數(shù)控鉆孔的孔徑有一定界限,現(xiàn)在許多新的鉆孔技術(shù)已付諸于實(shí)際應(yīng)用。這些新的鉆孔技術(shù)包括等離子體蝕孔、激光鉆孔、微小孔徑的沖孔、化學(xué)蝕孔等,這些鉆孔技術(shù)比數(shù)控鉆孔更容易滿足卷帶工藝的成孔要求。

 

下面我們簡(jiǎn)單介紹下FPC軟板通孔加工的三種方式:

 

1、數(shù)控鉆孔:

雙面FPC中鉆的通孔現(xiàn)在大部分仍然是用數(shù)控鉆床鉆孔,數(shù)控鉆床與PCB使用的數(shù)控鉆床基本上相同,但鉆孔的條件有所不同。由于FCCL很薄,能夠把多片重疊鉆孔,如果鉆孔條件良好的話甚至可以把10~15片重疊在一起進(jìn)行鉆孔。

 

墊板和蓋板可以使用紙基酚醛層壓板或玻纖布環(huán)氧層壓板,也完全可以使用厚0.2~0.4mm 的鋁板。

 

FPC鉆孔所用鉆頭市場(chǎng)上有售,PCB鉆孔用的鉆頭及銑外形用的銑刀也可以用于FPC。鉆基材孔、銑覆蓋膜和補(bǔ)強(qiáng)板的外形等的加工條件基本相同,但由于FCCL所使用的膠黏劑柔軟,所以十分容易附著在鉆頭上,需要頻繁地對(duì)鉆頭狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn),而且要適當(dāng)提高鉆頭的轉(zhuǎn)速,對(duì)于多層FPC或R-FPC的鉆孔要特別細(xì)心。

 

 

2、沖孔:

沖微小孔徑不是新技術(shù),作為大批量生產(chǎn)已有使用。由于卷帶工藝是連續(xù)生產(chǎn),利用沖孔來(lái)加工卷帶的通孔也有不少實(shí)例,但是批量沖孔技術(shù)僅限于沖直徑0.6~0.8mm的孔,與數(shù)控鉆機(jī)鉆孔相比加工周期長(zhǎng)且需要人工操作;由于最初工序加工的尺寸都很大,這樣沖孔的模具也相應(yīng)要大,因而模具價(jià)格就很貴,雖然大批量生產(chǎn)對(duì)降低成本有利,但設(shè)備折舊負(fù)擔(dān)大,小批量生產(chǎn)及靈活性無(wú)法與數(shù)控鉆孔相競(jìng)爭(zhēng),所以至今仍無(wú)法普及。

 

在最近數(shù)年里,沖孔技術(shù)的模具精密化和數(shù)控鉆孔兩方面都取得了很大的進(jìn)步,沖孔在FPC上的實(shí)際應(yīng)用已十分可行;最新的模具制造技術(shù)可制造能夠沖切基材厚25um的無(wú)膠型FCCL的直徑75um的孔,沖孔的可靠性也相當(dāng)高,如果沖切條件合適甚至還可以沖直徑50um的孔。沖孔裝置的數(shù)控化和模具小型化能很好地應(yīng)用于FPC沖孔,但是數(shù)控鉆孔和沖孔都不能用于盲孔加工。

 

 

3、激光鉆孔:

用激光可以鉆最微細(xì)的通孔,用于FPC鉆通孔的激光鉆孔機(jī)有受激準(zhǔn)分子激光鉆、沖擊式二氧化碳激光鉆機(jī)、YAG(釔鋁石榴石)激光鉆機(jī)、氬氣激光鉆機(jī)等。沖擊式二氧化碳激光鉆機(jī)僅能夠?qū)CCL的絕緣層進(jìn)行鉆孔加工,而YAG激光鉆機(jī)可以對(duì)FCCL的絕緣層和銅箔進(jìn)行鉆孔加工,鉆絕緣層的速度要明顯比鉆銅箔的速度快,僅用同一種激光鉆孔機(jī)進(jìn)行所有的鉆孔加工生產(chǎn)效率不可能很高;一般是首先對(duì)銅箔進(jìn)行蝕刻,先形成孔的圖形,然后去除絕緣層從而形成通孔,這樣激光就能鉆極其微小孔徑的孔,但此時(shí)上下孔的位置精度可能會(huì)制約鉆孔的孔徑,如果是鉆盲孔,只要把一面的銅箔蝕刻掉,不存在上下孔位置精度問(wèn)題。

 

目前,受激準(zhǔn)分子激光加工的孔是最微細(xì)的,受激準(zhǔn)分子激光是紫外線,直接破壞基底層樹(shù)脂的結(jié)構(gòu),使樹(shù)脂分子離散,產(chǎn)生的熱量極小,所以可以把熱對(duì)孔周圍的損傷程度限制在最小范圍內(nèi),孔壁光滑垂直。如果能把激光束進(jìn)一步縮小的話就能夠加工直徑10~20um的孔,當(dāng)然板厚孔徑比越大,濕式鍍銅也就越難。受激準(zhǔn)分子激光技術(shù)鉆孔的問(wèn)題是高分子的分解會(huì)產(chǎn)生炭黑附著于孔壁,所以必須采取某些手段在電鍍之前對(duì)表面進(jìn)行清洗以除去炭黑。

 

另外,激光加工盲孔時(shí),激光的均勻性也存在一定的問(wèn)題,會(huì)產(chǎn)生竹子狀殘留物,受激準(zhǔn)分子激光最大的難點(diǎn)就是鉆孔速度慢,加工成本太高,所以只限于用在高精度、高可靠性微小孔的加工。

 

沖擊式二氧化碳激光一般是用二氧化碳?xì)怏w為激光源,輻射的是紅外線,與受激準(zhǔn)分子激光因熱效應(yīng)而燃燒分解樹(shù)脂分子不同,它屬于熱分解,加工的孔形狀要比受激準(zhǔn)子激光差得多,可以加工的孔徑基本上是 70~100um,但加工速度明顯比受激準(zhǔn)分子激光速度快得多,鉆孔的成本也低得多,沖擊式二氧化碳激光要注意的是加工盲孔時(shí),激光只能發(fā)射至銅箔表面,對(duì)表面的有機(jī)物完全不必去除,為了穩(wěn)定清洗銅表面,應(yīng)以化學(xué)蝕刻或等離子體蝕刻作為后處理。從技術(shù)的可能性來(lái)考慮,激光鉆孔工藝用于卷帶工藝基本上沒(méi)有什么困難,但考慮到工序的平衡及設(shè)備的投資所占的比例,它就不占優(yōu)勢(shì)。

 

以上就是柔性線路板廠整理的FPC撓曲性及孔加工的三種方式,希望大家有所收獲!

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