Гнучка друкована плата (друкована плата) стає все більш популярною та широко використовується в різних галузях промисловості. Від споживчої електроніки до автомобільних додатків, fpc PCB забезпечує розширену функціональність і довговічність електронних пристроїв. Однак розуміння процесу виробництва гнучкої друкованої плати має вирішальне значення для забезпечення її якості та надійності. У цій публікації блогу ми дослідимопроцес виробництва гнучкої друкованої платидетально, охоплюючи кожен із ключових кроків.
1. Етап проектування та макета:
Першим кроком у процесі виготовлення гнучкої друкованої плати є етап проектування та компонування. На цьому схематична діаграма та компонування компонентів завершені. Програмні засоби проектування, такі як Altium Designer і Cadence Allegro, забезпечують точність і ефективність на цьому етапі. Необхідно враховувати такі вимоги до дизайну, як розмір, форма та функції, щоб забезпечити гнучкість друкованої плати.
На етапі проектування та компонування виготовлення гнучкої друкованої плати потрібно виконати кілька кроків, щоб забезпечити точний та ефективний дизайн. Ці кроки включають:
Схема:
Створіть схему, щоб проілюструвати електричні з’єднання та функції кола. Він служить основою для всього процесу проектування.
Розміщення компонентів:
Після завершення схеми наступним кроком є визначення розміщення компонентів на друкованій платі. Під час розміщення компонентів враховуються такі фактори, як цілісність сигналу, керування температурою та механічні обмеження.
Маршрутизація:
Після розміщення компонентів траси друкованих схем направляються для встановлення електричних з’єднань між компонентами. На цьому етапі слід враховувати вимоги до гнучкості друкованої плати гнучкої схеми. Спеціальні методи прокладки, такі як меандр або змієподібна прокладка, можна використовувати для пристосування до вигинів і згинання друкованої плати.
Перевірка правил дизайну:
Перед завершенням розробки проекту виконується перевірка правил проектування (DRC), щоб переконатися, що проект відповідає конкретним виробничим вимогам. Це включає перевірку на наявність електричних помилок, мінімальну ширину та відстань між лініями та інші конструктивні обмеження.
Генерація файлу Gerber:
Після завершення проектування файл дизайну перетворюється на файл Gerber, який містить інформацію про виробництво, необхідну для виготовлення гнучкої друкованої плати. Ці файли містять інформацію про шар, розташування компонентів і деталі маршрутизації.
Перевірка конструкції:
Конструкції можна перевірити за допомогою моделювання та створення прототипів перед тим, як перейти до етапу виробництва. Це допомагає визначити будь-які потенційні проблеми або вдосконалення, які необхідно внести до виробництва.
Інструменти програмного забезпечення для проектування, такі як Altium Designer і Cadence Allegro, допомагають спростити процес проектування, надаючи такі функції, як захоплення схем, розміщення компонентів, маршрутизація та перевірка правил проектування. Ці інструменти забезпечують точність і ефективність розробки гнучкої друкованої схеми fpc.
2. Вибір матеріалу:
Вибір правильного матеріалу має вирішальне значення для успішного виробництва гнучких друкованих плат. Зазвичай використовувані матеріали включають гнучкі полімери, мідну фольгу та клеї. Вибір залежить від таких факторів, як передбачуване застосування, вимоги до гнучкості та стійкість до температури. Ретельне дослідження та співпраця з постачальниками матеріалів гарантує вибір найкращого матеріалу для конкретного проекту.
Ось кілька факторів, які слід враховувати при виборі матеріалу:
Вимоги до гнучкості:
Вибраний матеріал повинен мати необхідну гнучкість для задоволення конкретних потреб застосування. Існують різні типи гнучких полімерів, наприклад поліімід (PI) і поліестер (PET), кожен з яких має різний ступінь гнучкості.
Термостійкість:
Матеріал повинен бути здатний витримувати діапазон робочих температур без деформації або деградації. Різні гнучкі підкладки мають різну максимальну температуру, тому важливо вибрати матеріал, який витримує необхідні температурні умови.
Електричні властивості:
Для забезпечення оптимальної цілісності сигналу матеріали повинні мати хороші електричні властивості, такі як низька діелектрична проникність і малий тангенс втрат. Мідна фольга часто використовується як провідник у гнучкому колі fpc через її відмінну електропровідність.
Механічні властивості:
Обраний матеріал повинен мати хорошу механічну міцність і бути здатним витримувати згинання та згинання без тріщин і тріщин. Клеї, які використовуються для склеювання шарів flexpcb, також повинні мати хороші механічні властивості, щоб забезпечити стабільність і довговічність.
Сумісність з виробничими процесами:
Вибраний матеріал має бути сумісним із задіяними виробничими процесами, такими як ламінування, травлення та зварювання. Важливо враховувати сумісність матеріалів із цими процесами, щоб забезпечити успішні результати виробництва.
Враховуючи ці фактори та співпрацюючи з постачальниками матеріалів, можна вибрати відповідні матеріали, які відповідають вимогам щодо гнучкості, термостійкості, електричних характеристик, механічних характеристик і сумісності проекту гнучкої друкованої плати.
3. Підготовка основи:
На етапі підготовки підкладки гнучка плівка служить основою для друкованої плати. На етапі підготовки підкладки для виготовлення гнучкої схеми часто необхідно очистити гнучку плівку, щоб переконатися, що на ній немає домішок або залишків, які можуть вплинути на продуктивність друкованої плати. Процес очищення зазвичай передбачає використання комбінації хімічних і механічних методів для видалення забруднень. Цей крок дуже важливий для забезпечення належної адгезії та склеювання наступних шарів.
Після очищення, гнучка плівка покрита клейовим матеріалом, який з’єднує шари разом. Як клейкий матеріал зазвичай використовується спеціальна клейка плівка або рідкий клей, який рівномірно наноситься на поверхню гнучкої плівки. Клеї допомагають забезпечити структурну цілісність і надійність гнучкості друкованої плати, міцно з’єднуючи шари між собою.
Вибір клейового матеріалу має вирішальне значення для забезпечення належного склеювання та відповідності конкретним вимогам застосування. Під час вибору клейового матеріалу необхідно враховувати такі фактори, як міцність з’єднання, термостійкість, гнучкість і сумісність з іншими матеріалами, які використовуються в процесі складання друкованої плати.
Після нанесення клею, гнучка плівка може бути додатково оброблена для наступних шарів, таких як додавання мідної фольги як провідних слідів, додавання діелектричних шарів або сполучних компонентів. Клеї діють як клей протягом усього процесу виробництва, щоб створити стабільну та надійну гнучку структуру друкованих плат.
4. Мідна оболонка:
Після підготовки підкладки наступним кроком буде додавання шару міді. Це досягається шляхом ламінування мідної фольги на гнучку плівку за допомогою тепла та тиску. Шар міді діє як провідний шлях для електричних сигналів усередині гнучкої друкованої плати.
Товщина та якість мідного шару є ключовими факторами, що визначають ефективність і довговічність гнучкої друкованої плати. Товщина зазвичай вимірюється в унціях на квадратний фут (унція/фут²), із варіантами від 0,5 унції/фут² до 4 унцій/фут². Вибір товщини міді залежить від вимог конструкції схеми та бажаних електричних характеристик.
Більш товсті шари міді забезпечують менший опір і кращу здатність до передачі струму, що робить їх придатними для застосування з високою потужністю. З іншого боку, більш тонкі шари міді забезпечують гнучкість і є кращими для застосувань, які вимагають згинання або згинання друкованої схеми.
Забезпечення якості мідного шару також важливо, оскільки будь-які дефекти або домішки можуть вплинути на електричні характеристики та надійність друкованої плати гнучкої плати. Загальні міркування щодо якості включають рівномірність товщини мідного шару, відсутність точкових отворів або пустот і належне зчеплення з основою. Забезпечення цих аспектів якості може допомогти досягти найкращої продуктивності та довговічності вашої гнучкої друкованої плати.
5. Схема схеми:
На цьому етапі формують потрібний малюнок схеми шляхом видалення надлишку міді за допомогою хімічного травителя. Фоторезист наноситься на поверхню міді з подальшим впливом УФ і проявленням. Процес травлення видаляє непотрібну мідь, залишаючи бажані сліди ланцюга, майданчики та переходи.
Ось більш детальний опис процесу:
Застосування фоторезисту:
На поверхню міді наноситься тонкий шар фоточутливого матеріалу (так званий фоторезист). Фоторезисти зазвичай покривають за допомогою процесу, який називається центрифугуванням, під час якого підкладка обертається на високій швидкості для забезпечення рівномірного покриття.
Вплив ультрафіолету:
Фотомаск, що містить потрібний малюнок схеми, розміщується на мідній поверхні, покритій фоторезистом. Потім підкладка піддається впливу ультрафіолетового (УФ) світла. Ультрафіолетове світло проходить через прозорі ділянки фотошаблона, блокуючись непрозорими ділянками. Вплив ультрафіолетового світла вибірково змінює хімічні властивості фоторезисту, залежно від того, чи є він резистом позитивного або негативного тону.
Розвиток:
Після впливу ультрафіолетового світла фоторезист проявляється за допомогою хімічного розчину. Фоторезисти позитивного тону розчиняються в проявниках, а фоторезисти негативного тону – нерозчинні. Цей процес видаляє небажаний фоторезист з мідної поверхні, залишаючи потрібний малюнок схеми.
Офорт:
Після того, як фоторезист, що залишився, визначить структуру схеми, наступним кроком буде видалення надлишку міді. Хімічний травитель (зазвичай кислий розчин) використовується для розчинення відкритих ділянок міді. Травник видаляє мідь і залишає контурні сліди, площадки та переходи, визначені фоторезистом.
Видалення фоторезисту:
Після травлення залишився фоторезист видаляється з гнучкої друкованої плати. Цей крок зазвичай виконується з використанням розчину для видалення, який розчиняє фоторезист, залишаючи лише малюнок мідної схеми.
Перевірка та контроль якості:
Нарешті, гнучку друковану плату ретельно перевіряють, щоб переконатися в точності схеми та виявити будь-які дефекти. Це важливий крок у забезпеченні якості та надійності гнучких друкованих плат.
Завдяки виконанню цих кроків на гнучкій друкованій платі успішно формується бажана схема схеми, закладаючи основу для наступного етапу складання та виробництва.
6. Паяльна маска та трафаретний друк:
Паяльна маска використовується для захисту ланцюгів і запобігання паяним місткам під час складання. Потім він друкується трафаретним способом, щоб додати необхідні етикетки, логотипи та позначки компонентів для додаткової функціональності та ідентифікації.
Нижче наведено процес впровадження паяльної маски та трафаретного друку:
Паяльна маска:
Застосування паяльної маски:
Паяльна маска — це захисний шар, нанесений на оголену мідну схему гнучкої друкованої плати. Зазвичай це наноситься за допомогою процесу, що називається трафаретним друком. Чорнило для паяльної маски, зазвичай зеленого кольору, наноситься трафаретним друком на друковану плату та покриває мідні доріжки, майданчики та отвори, відкриваючи лише необхідні ділянки.
Затвердіння та сушіння:
Після нанесення паяльної маски гнучка друкована плата проходить процес затвердіння та сушіння. Електронна друкована плата зазвичай проходить через конвеєрну піч, де паяльна маска нагрівається для затвердіння та твердіння. Це гарантує, що паяльна маска забезпечує ефективний захист та ізоляцію схеми.
Відкриті зони Pad:
У деяких випадках окремі ділянки паяльної маски залишаються відкритими, щоб відкрити мідні контактні площадки для паяння компонентів. Ці зони площадок часто називають контактними площадками Solder Mask Open (SMO) або Solder Mask Defined (SMD). Це забезпечує легку пайку та надійне з’єднання між компонентом і друкованою платою.
трафаретний друк:
Підготовка художньої роботи:
Перед трафаретним друком створіть ілюстрацію, яка містить етикетки, логотипи та індикатори компонентів, необхідні для гнучкої друкованої плати. Ця робота зазвичай виконується за допомогою програмного забезпечення автоматизованого проектування (CAD).
Підготовка екрана:
Використовуйте ілюстрації для створення шаблонів або екранів. Області, які потрібно надрукувати, залишаються відкритими, а решта заблоковані. Зазвичай це робиться шляхом покриття екрану світлочутливою емульсією та піддавання його ультрафіолетовим променям за допомогою ілюстрації.
Застосування чорнила:
Після підготовки екрана нанесіть чорнило на екран і за допомогою ракеля розподіліть чорнило по відкритих ділянках. Чорнило проходить через відкриту область і наноситься на паяльну маску, додаючи потрібні етикетки, логотипи та індикатори компонентів.
Сушка і затвердіння:
Після трафаретного друку гнучка друкована плата проходить процес сушіння та затвердіння, щоб забезпечити належне зчеплення чорнила з поверхнею паяльної маски. Цього можна досягти, давши чорнилу висохнути на повітрі або використовуючи тепло чи ультрафіолетове світло для затвердіння та затвердіння чорнила.
Поєднання паяльної маски та шовкографії забезпечує захист схем і додає елемент візуальної ідентифікації для легшого складання та ідентифікації компонентів на гнучкій друкованій платі.
7. Збірка друкованої плати SMTкомпонентів:
На етапі складання компонентів електронні компоненти розміщуються та припаюються до гнучкої друкованої плати. Це можна зробити за допомогою ручних або автоматизованих процесів, залежно від масштабу виробництва. Розміщення компонентів було ретельно продумано для забезпечення оптимальної продуктивності та мінімізації навантаження на гнучку друковану плату.
Нижче наведено основні етапи складання компонентів:
Вибір компонентів:
Виберіть відповідні електронні компоненти відповідно до схеми та функціональних вимог. Ці елементи можуть включати резистори, конденсатори, інтегральні схеми, роз’єми тощо.
Підготовка компонентів:
Кожен компонент готується до розміщення, переконавшись, що виводи або колодки належним чином обрізані, випрямлені та очищені (за потреби). Компоненти для поверхневого кріплення можуть поставлятися в бобінах або лотках, тоді як компоненти з отворами можуть поставлятися в масовій упаковці.
Розміщення компонентів:
Залежно від масштабу виробництва компоненти розміщуються на гнучкій друкованій платі вручну або за допомогою автоматизованого обладнання. Автоматичне розміщення компонентів, як правило, виконується за допомогою машини для встановлення та розміщення, яка точно розміщує компоненти на правильних контактних площадках або паяльній пасті на гнучкій друкованій платі.
пайка:
Коли компоненти встановлені на місце, виконується процес пайки, щоб остаточно прикріпити компоненти до гнучкої друкованої плати. Зазвичай це робиться за допомогою пайки оплавленням для компонентів поверхневого монтажу та пайки хвилею або ручного паяння для компонентів із отворами.
Пайка оплавленням:
При паянні оплавленням вся друкована плата нагрівається до певної температури за допомогою печі оплавлення або подібного методу. Паяльна паста, нанесена на відповідну колодку, плавиться та створює зв’язок між проводом компонента та платою, створюючи міцне електричне та механічне з’єднання.
Пайка хвилею:
Для деталей з наскрізним отвором зазвичай використовується пайка хвилею. Гнучку друковану плату пропускають через хвилю розплавленого припою, який змочує відкриті проводи та створює з’єднання між компонентом і друкованою платою.
Ручне паяння:
У деяких випадках для деяких компонентів може знадобитися ручна пайка. Кваліфікований технік використовує паяльник для створення паяних з’єднань між компонентами та гнучкою друкованою платою. Перевірка та тестування:
Після пайки зібрану гнучку друковану плату перевіряють, щоб переконатися, що всі компоненти припаяні належним чином і немає дефектів, таких як паяні перемички, розриви ланцюгів або невідповідні компоненти. Також можна виконати функціональне тестування, щоб перевірити правильність роботи зібраної схеми.
8. Випробування та перевірка:
Для забезпечення надійності та функціональності гнучких друкованих плат необхідні тестування та перевірка. Різні методи, такі як автоматична оптична перевірка (AOI) і тестування в схемі (ICT), допомагають визначити потенційні дефекти, короткі замикання або розриви. Цей крок гарантує, що лише високоякісні друковані плати надходять у виробничий процес.
На цьому етапі зазвичай використовуються такі техніки:
Автоматизована оптична перевірка (AOI):
Системи AOI використовують камери та алгоритми обробки зображень для перевірки гнучких друкованих плат на наявність дефектів. Вони можуть виявляти такі проблеми, як невідповідність компонентів, відсутні компоненти, дефекти паяних з’єднань, такі як паяні перемички або недостатня кількість припою, та інші візуальні дефекти. AOI — це швидкий і ефективний метод перевірки друкованих плат.
Тестування в схемі (ICT):
ІКТ використовується для перевірки електричного підключення та функціональності гнучких друкованих плат. Цей тест передбачає застосування тестових зондів до певних точок на друкованій платі та вимірювання електричних параметрів для перевірки на наявність коротких замикань, розривів і функціональність компонентів. ІКТ часто використовуються у великосерійному виробництві для швидкого виявлення будь-яких електричних несправностей.
Функціональне тестування:
На додаток до ІКТ також можна виконати функціональне тестування, щоб переконатися, що зібрана гнучка друкована плата правильно виконує свою призначену функцію. Це може включати подачу живлення на друковану плату та перевірку вихідного сигналу та відповіді схеми за допомогою тестового обладнання або спеціального тестового приладу.
Електричні випробування та перевірка безперервності:
Електричні випробування включають вимірювання електричних параметрів, таких як опір, ємність і напруга, щоб забезпечити належне електричне з’єднання на гнучкій друкованій платі. Тестування безперервності перевіряє наявність розривів або коротких замикань, які можуть вплинути на функціональність друкованої плати.
Використовуючи ці методи тестування та перевірки, виробники можуть виявити та виправити будь-які дефекти чи несправності гнучких друкованих плат до того, як вони почнуть виробничий процес. Це допомагає гарантувати, що клієнтам доставляються лише високоякісні друковані плати, підвищуючи надійність і продуктивність.
9. Формування та пакування:
Після того, як гнучка друкована плата пройшла етап тестування та перевірки, вона проходить процес остаточного очищення для видалення будь-яких залишків або забруднень. Потім гнучку друковану плату розрізають на окремі блоки, готові до пакування. Належне пакування має важливе значення для захисту друкованої плати під час транспортування та транспортування.
Ось кілька ключових моментів, які слід враховувати:
Антистатична упаковка:
Оскільки гнучкі друковані плати чутливі до пошкодження внаслідок електростатичного розряду (ESD), їх слід упаковувати з антистатичних матеріалів. Для захисту друкованих плат від статичної електрики часто використовуються антистатичні пакети або лотки з електропровідних матеріалів. Ці матеріали запобігають накопиченню та розрядженню статичних зарядів, які можуть пошкодити компоненти або схеми на друкованій платі.
Захист від вологи:
Волога може негативно вплинути на продуктивність гнучких друкованих плат, особливо якщо вони мають відкриті металеві сліди або компоненти, чутливі до вологи. Пакувальні матеріали, що забезпечують захист від вологи, наприклад вологозахисні мішки або осушувачі, допомагають запобігти проникненню вологи під час транспортування чи зберігання.
Амортизація та амортизація:
Гнучкі друковані плати є відносно крихкими і їх можна легко пошкодити грубим поводженням, ударами чи вібрацією під час транспортування. Пакувальні матеріали, такі як пухирчаста плівка, пінопластові вставки або пінопластові смужки, можуть забезпечити амортизацію та амортизацію, щоб захистити друковану плату від такого потенційного пошкодження.
Правильне маркування:
Важливо мати відповідну інформацію, таку як назва продукту, кількість, дата виробництва та будь-які інструкції щодо поводження на упаковці. Це допомагає забезпечити належну ідентифікацію, поводження та зберігання ПХБ.
Захищене пакування:
Щоб запобігти будь-якому переміщенню або зміщенню друкованих плат всередині упаковки під час транспортування, їх необхідно належним чином закріпити. Внутрішні пакувальні матеріали, такі як стрічка, розділювачі або інші кріплення, можуть допомогти утримати друковану плату на місці та запобігти пошкодженню внаслідок руху.
Дотримуючись цих правил пакування, виробники можуть гарантувати, що гнучкі друковані плати будуть добре захищені та прибудуть до місця призначення в безпечному та повному стані, готові до встановлення чи подальшого складання.
10. Контроль якості та доставка:
Перш ніж відправляти гнучкі друковані плати клієнтам або на складальні підприємства, ми впроваджуємо суворі заходи контролю якості, щоб забезпечити відповідність галузевим стандартам. Це включає обширну документацію, можливість відстеження та відповідність вимогам клієнта. Дотримання цих процесів контролю якості гарантує, що клієнти отримають надійні та високоякісні гнучкі друковані плати.
Ось деякі додаткові відомості про контроль якості та доставку:
Документація:
Ми зберігаємо вичерпну документацію протягом усього виробничого процесу, включаючи всі специфікації, проектні файли та записи перевірок. Ця документація забезпечує відстеження та дає нам змогу виявити будь-які проблеми чи відхилення, які могли виникнути під час виробництва.
Простежуваність:
Кожній гнучкій друкованій платі присвоюється унікальний ідентифікатор, що дозволяє нам відстежувати весь її шлях від сировини до кінцевої доставки. Ця відстежуваність гарантує, що будь-які потенційні проблеми можна швидко вирішити та усунути. Це також полегшує відкликання продуктів або розслідування, якщо це необхідно.
Відповідність вимогам замовника:
Ми активно працюємо з нашими клієнтами, щоб зрозуміти їхні унікальні вимоги та забезпечити відповідність наших процесів контролю якості їхнім вимогам. Це включає такі фактори, як конкретні стандарти продуктивності, вимоги до упаковки та маркування, а також будь-які необхідні сертифікати чи стандарти.
Перевірка та тестування:
Ми проводимо ретельний огляд і випробування на всіх етапах виробничого процесу, щоб перевірити якість і функціональність гнучких друкованих плат. Це включає візуальний огляд, електричне тестування та інші спеціальні заходи для виявлення будь-яких дефектів, таких як розриви, короткі замикання або проблеми з паянням.
Упаковка та доставка:
Після того, як гнучкі друковані плати пройдуть усі заходи контролю якості, ми ретельно пакуємо їх, використовуючи відповідні матеріали, як було зазначено раніше. Ми також гарантуємо, що упаковка має відповідну інформацію, щоб забезпечити належне поводження та запобігти неправильному поводженню чи плутанині під час транспортування.
Способи доставки та партнери:
Ми працюємо з авторитетними транспортними партнерами, які мають досвід роботи з делікатними електронними компонентами. Ми вибираємо найбільш прийнятний спосіб доставки на основі таких факторів, як швидкість, вартість і пункт призначення. Крім того, ми відстежуємо та контролюємо відправлення, щоб переконатися, що вони доставлені в очікувані терміни.
Суворо дотримуючись цих заходів контролю якості, ми можемо гарантувати, що наші клієнти отримають надійну та найякіснішу гнучку друковану плату, яка відповідає їхнім вимогам.
Таким чином,розуміння гнучкого процесу виробництва друкованих плат є критичним як для виробників, так і для кінцевих користувачів. Дотримуючись методів ретельного проектування, вибору матеріалів, підготовки підкладки, моделювання схеми, складання, тестування та упаковки, виробники можуть виготовляти гнучкі друковані плати, які відповідають найвищим стандартам якості. Будучи ключовим компонентом сучасних електронних пристроїв, гнучкі друковані плати можуть сприяти інноваціям і покращувати функціональність у різних галузях промисловості.
Час публікації: 18 серпня 2023 р
Назад
