Гъвкавата PCB (печатна платка) става все по-популярна и широко използвана в различни индустрии. От потребителска електроника до автомобилни приложения, fpc PCB носи подобрена функционалност и издръжливост на електронните устройства. Въпреки това, разбирането на гъвкавия процес на производство на печатни платки е от решаващо значение за гарантиране на неговото качество и надеждност. В тази публикация в блога ще проучимпроизводствен процес на flex PCBподробно, обхващайки всяка от ключовите стъпки.
1. Фаза на проектиране и оформление:
Първата стъпка в процеса на производство на гъвкави платки е фазата на проектиране и оформление. В този момент схематичната диаграма и оформлението на компонентите са завършени. Софтуерни инструменти за проектиране като Altium Designer и Cadence Allegro гарантират точност и ефективност на този етап. Изискванията за проектиране като размер, форма и функция трябва да бъдат взети под внимание, за да се осигури гъвкавостта на печатните платки.
По време на фазата на проектиране и оформление на производството на гъвкави печатни платки трябва да се следват няколко стъпки, за да се осигури точен и ефективен дизайн. Тези стъпки включват:
Схематично:
Създайте схема, за да илюстрирате електрическите връзки и функцията на верига. Той служи като основа за целия процес на проектиране.
Разположение на компонентите:
След като схемата е завършена, следващата стъпка е да се определи разположението на компонентите върху печатната платка. Фактори като цялост на сигнала, термично управление и механични ограничения се вземат предвид при поставянето на компонентите.
Маршрутизация:
След като компонентите са поставени, следите на печатната схема се насочват, за да се установят електрически връзки между компонентите. На този етап трябва да се вземат предвид изискванията за гъвкавост на PCB на гъвкавата верига. Специални техники за маршрутизиране, като меандър или серпентина, могат да се използват за приспособяване на завои и огъване на печатни платки.
Проверка на правилата за дизайн:
Преди проектът да бъде финализиран, се извършва проверка на правилата за дизайн (DRC), за да се гарантира, че дизайнът отговаря на специфични производствени изисквания. Това включва проверка за електрически грешки, минимална ширина и разстояние на следите и други ограничения на дизайна.
Генериране на Gerber файл:
След завършване на дизайна, проектният файл се преобразува във файл на Gerber, който съдържа производствената информация, необходима за производството на гъвкавата печатна платка. Тези файлове включват информация за слоя, разположение на компоненти и подробности за маршрута.
Проверка на дизайна:
Дизайните могат да бъдат проверени чрез симулация и създаване на прототипи, преди да навлязат във фазата на производство. Това помага да се идентифицират всички потенциални проблеми или подобрения, които трябва да бъдат направени преди производството.
Софтуерни инструменти за проектиране като Altium Designer и Cadence Allegro помагат за опростяване на процеса на проектиране чрез предоставяне на функции като заснемане на схема, разполагане на компоненти, маршрутизиране и проверка на правилата за проектиране. Тези инструменти гарантират точност и ефективност при дизайна на гъвкава печатна схема на fpc.
2. Избор на материал:
Изборът на правилния материал е от решаващо значение за успешното производство на гъвкави печатни платки. Често използваните материали включват гъвкави полимери, медно фолио и лепила. Изборът зависи от фактори като предвидено приложение, изисквания за гъвкавост и температурна устойчивост. Задълбочено проучване и сътрудничество с доставчици на материали гарантира, че най-добрият материал е избран за конкретен проект.
Ето някои фактори, които трябва да имате предвид при избора на материал:
Изисквания за гъвкавост:
Избраният материал трябва да има необходимата гъвкавост, за да отговори на специфичните нужди на приложението. Налични са различни видове гъвкави полимери, като полиимид (PI) и полиестер (PET), всеки с различна степен на гъвкавост.
Температурна устойчивост:
Материалът трябва да може да издържа на работния температурен диапазон на приложението без деформация или влошаване. Различните гъвкави субстрати имат различни максимални температурни стойности, така че е важно да изберете материал, който може да се справи с необходимите температурни условия.
Електрически свойства:
Материалите трябва да имат добри електрически свойства, като ниска диелектрична константа и нисък тангенс на загубите, за да осигурят оптимална цялост на сигнала. Медното фолио често се използва като проводник в fpc гъвкава верига поради отличната си електрическа проводимост.
Механични свойства:
Избраният материал трябва да има добра механична якост и да може да издържа на огъване и огъване без напукване или напукване. Лепилата, използвани за свързване на слоевете на flexpcb, също трябва да имат добри механични свойства, за да осигурят стабилност и издръжливост.
Съвместимост с производствените процеси:
Избраният материал трябва да е съвместим с включените производствени процеси, като ламиниране, ецване и заваряване. Важно е да се вземе предвид съвместимостта на материала с тези процеси, за да се гарантират успешни производствени резултати.
Като се вземат предвид тези фактори и се работи с доставчици на материали, могат да бъдат избрани подходящи материали, които да отговарят на изискванията за гъвкавост, температурна устойчивост, електрически характеристики, механични характеристики и съвместимост на проекта за гъвкави печатни платки.
3. Подготовка на субстрата:
По време на фазата на подготовка на субстрата, гъвкавият филм служи като основа за PCB. И по време на фазата на подготовка на субстрата при производството на гъвкави вериги, често е необходимо да се почисти гъвкавият филм, за да се гарантира, че няма примеси или остатъци, които могат да повлияят на работата на печатната платка. Процесът на почистване обикновено включва използването на комбинация от химични и механични методи за отстраняване на замърсители. Тази стъпка е много важна, за да се осигури правилна адхезия и свързване на следващите слоеве.
След почистване, гъвкавият филм е покрит с адхезивен материал, който свързва слоевете заедно. Използваният адхезивен материал обикновено е специален адхезивен филм или течно лепило, което е равномерно покрито върху повърхността на гъвкавия филм. Лепилата помагат за осигуряване на структурна цялост и надеждност на PCB flex чрез здраво свързване на слоевете заедно.
Изборът на адхезивен материал е от решаващо значение за осигуряване на правилно залепване и отговаряне на специфичните изисквания на приложението. Фактори като сила на свързване, температурна устойчивост, гъвкавост и съвместимост с други материали, използвани в процеса на сглобяване на печатни платки, трябва да се вземат предвид при избора на адхезивен материал.
След нанасяне на лепилото, гъвкавият филм може да бъде допълнително обработен за следващи слоеве, като добавяне на медно фолио като проводими следи, добавяне на диелектрични слоеве или свързващи компоненти. Лепилата действат като лепило през целия производствен процес, за да създадат стабилна и надеждна гъвкава PCB структура.
4. Медна облицовка:
След подготовката на субстрата, следващата стъпка е добавянето на слой мед. Това се постига чрез ламиниране на медно фолио върху гъвкав филм с помощта на топлина и налягане. Медният слой действа като проводим път за електрически сигнали в рамките на гъвкавата печатна платка.
Дебелината и качеството на медния слой са ключови фактори при определяне на производителността и издръжливостта на гъвкавата печатна платка. Дебелината обикновено се измерва в унции на квадратен фут (oz/ft²), като опциите варират от 0,5 oz/ft² до 4 oz/ft². Изборът на дебелина на медта зависи от изискванията на дизайна на веригата и желаните електрически характеристики.
По-дебелите медни слоеве осигуряват по-ниско съпротивление и по-добра способност за пренос на ток, което ги прави подходящи за приложения с висока мощност. От друга страна, по-тънките медни слоеве осигуряват гъвкавост и са предпочитани за приложения, които изискват огъване или огъване на печатната схема.
Осигуряването на качеството на медния слой също е важно, тъй като всякакви дефекти или примеси могат да повлияят на електрическото представяне и надеждността на PCB на гъвкавата платка. Общите съображения за качество включват еднородност на дебелината на медния слой, липса на дупки или кухини и подходяща адхезия към основата. Осигуряването на тези аспекти на качеството може да помогне за постигане на най-добра производителност и дълголетие на вашата гъвкава печатна платка.
5. Моделиране на верига:
На този етап желаният модел на веригата се формира чрез ецване на излишната мед с помощта на химически ецващ препарат. Фоторезистът се нанася върху медната повърхност, последвано от UV излагане и проявяване. Процесът на ецване премахва нежеланата мед, оставяйки желаните вериги, подложки и отвори.
Ето по-подробно описание на процеса:
Приложение на фоторезист:
Тънък слой фоточувствителен материал (наречен фоторезист) се нанася върху медната повърхност. Фоторезистите обикновено се покриват с помощта на процес, наречен центрофугиране, при който субстратът се върти при високи скорости, за да се осигури равномерно покритие.
Излагане на UV светлина:
Върху покритата с фоторезист медна повърхност се поставя фотомаска, съдържаща желания модел на веригата. След това субстратът се излага на ултравиолетова (UV) светлина. UV светлината преминава през прозрачните зони на фотомаската, докато се блокира от непрозрачните зони. Излагането на ултравиолетова светлина селективно променя химичните свойства на фоторезиста в зависимост от това дали е резист с положителен или отрицателен тон.
Разработване:
След излагане на UV светлина, фоторезистът се проявява с помощта на химически разтвор. Фоторезистите с положителен тон са разтворими в проявителите, докато фоторезистите с отрицателен тон са неразтворими. Този процес премахва нежелания фоторезист от медната повърхност, оставяйки желания модел на веригата.
Офорт:
След като останалият фоторезист дефинира модела на веригата, следващата стъпка е да се ецва излишната мед. Химически ецващ препарат (обикновено кисел разтвор) се използва за разтваряне на откритите медни участъци. Офортът премахва медта и оставя следите на веригата, подложките и отворите, определени от фоторезиста.
Премахване на фоторезист:
След ецване, останалият фоторезист се отстранява от гъвкавата печатна платка. Тази стъпка обикновено се извършва с помощта на разтвор за отстраняване, който разтваря фоторезиста, оставяйки само модела на медната верига.
Инспекция и контрол на качеството:
Накрая гъвкавата печатна платка се проверява щателно, за да се гарантира точността на модела на веригата и да се открият всякакви дефекти. Това е важна стъпка в осигуряването на качеството и надеждността на гъвкавите печатни платки.
Чрез извършване на тези стъпки желаният модел на веригата се оформя успешно върху гъвкавата печатна платка, полагайки основата за следващия етап на сглобяване и производство.
6. Маска за запояване и ситопечат:
Маска за запояване се използва за защита на вериги и предотвратяване на запоени мостове по време на монтажа. След това се отпечатва на сито, за да се добавят необходимите етикети, лога и обозначения на компоненти за допълнителна функционалност и идентификация.
Следното е процесът на въвеждане на маска за запояване и ситопечат:
Солдерна маска:
Приложение на Solder Mask:
Солдерната маска е защитен слой, нанесен върху откритата медна верига на гъвкавата печатна платка. Обикновено се прилага чрез процес, наречен ситопечат. Мастилото за спояваща маска, обикновено зелено на цвят, се отпечатва върху печатната платка и покрива медните следи, подложките и отворите, като разкрива само необходимите зони.
Втвърдяване и сушене:
След нанасяне на спояващата маска, гъвкавата печатна платка ще премине през процес на втвърдяване и изсушаване. Електронната печатна платка обикновено преминава през конвейерна пещ, където спояващата маска се нагрява, за да се втвърди и втвърди. Това гарантира, че маската за запояване осигурява ефективна защита и изолация на веригата.
Отворени зони на подложката:
В някои случаи специфични области на маската за запояване се оставят отворени, за да се изложат медни подложки за запояване на компоненти. Тези области на подложките често се наричат подложки с отворена маска за запояване (SMO) или дефинирани от маска за запояване (SMD). Това позволява лесно запояване и осигурява сигурна връзка между компонента и печатната платка.
ситопечат:
Подготовка на произведението:
Преди ситопечат създайте произведение на изкуството, което включва етикети, лога и индикатори за компоненти, необходими за гъвкавата печатна платка. Това произведение на изкуството обикновено се прави с помощта на софтуер за компютърно проектиране (CAD).
Подготовка на екрана:
Използвайте произведения на изкуството, за да създадете шаблони или екрани. Областите, които трябва да бъдат отпечатани, остават отворени, докато останалите са блокирани. Това обикновено се прави чрез покриване на екрана с фоточувствителна емулсия и излагането му на UV лъчи с помощта на произведения на изкуството.
Приложение на мастило:
След като подготвите екрана, нанесете мастилото върху екрана и използвайте чистачка, за да разнесете мастилото върху отворените зони. Мастилото преминава през отворената зона и се отлага върху маската за запояване, добавяйки желаните етикети, лога и индикатори за компоненти.
Сушене и втвърдяване:
След ситопечат, flex PCB преминава през процес на сушене и втвърдяване, за да се гарантира, че мастилото прилепва правилно към повърхността на маската за запояване. Това може да се постигне, като оставите мастилото да изсъхне на въздух или използвате топлина или ултравиолетова светлина за втвърдяване и втвърдяване на мастилото.
Комбинацията от маска за запояване и копринен екран осигурява защита за веригите и добавя елемент за визуална идентичност за по-лесно сглобяване и идентифициране на компонентите на гъвкавата печатна платка.
7. SMT PCB монтажна компоненти:
В етапа на сглобяване на компонентите, електронните компоненти се поставят и запояват върху гъвкавата печатна платка. Това може да стане чрез ръчни или автоматизирани процеси, в зависимост от мащаба на производството. Разположението на компонентите е внимателно обмислено, за да се осигури оптимална производителност и да се сведе до минимум напрежението върху гъвкавата печатна платка.
Следват основните стъпки, включени в сглобяването на компонентите:
Избор на компонент:
Изберете подходящи електронни компоненти според дизайна на веригата и функционалните изисквания. Тези елементи могат да включват резистори, кондензатори, интегрални схеми, конектори и други подобни.
Подготовка на компонента:
Всеки компонент се подготвя за поставяне, като се уверите, че проводниците или подложките са правилно подрязани, изправени и почистени (ако е необходимо). Компонентите за повърхностен монтаж могат да се доставят под формата на макара или под формата на тава, докато компонентите с отвори могат да се доставят в големи опаковки.
Разположение на компонентите:
В зависимост от мащаба на производството, компонентите се поставят върху гъвкавата печатна платка ръчно или с помощта на автоматизирано оборудване. Автоматичното поставяне на компоненти обикновено се извършва с помощта на машина за вземане и поставяне, която прецизно позиционира компонентите върху правилните подложки или спояваща паста върху гъвкавата печатна платка.
Запояване:
След като компонентите са на мястото си, се извършва процес на запояване за постоянно закрепване на компонентите към гъвкавата печатна платка. Това обикновено се прави с помощта на запояване с пренареждане за компоненти за повърхностен монтаж и запояване с вълна или ръка за компоненти с отвори.
Reflow запояване:
При повторното запояване цялата печатна платка се нагрява до определена температура, като се използва пещ за повторно формиране или подобен метод. Пастата за запояване, нанесена върху подходящата подложка, се топи и създава връзка между проводника на компонента и подложката на печатната платка, създавайки силна електрическа и механична връзка.
Вълново запояване:
За компоненти с проходен отвор обикновено се използва вълново запояване. Гъвкавата печатна платка преминава през вълна от разтопена спойка, която намокря откритите проводници и създава връзка между компонента и печатната платка.
Ръчно запояване:
В някои случаи някои компоненти може да изискват ръчно запояване. Опитен техник използва поялник, за да създаде спойки между компонентите и гъвкавата печатна платка. Проверка и тестване:
След запояване, сглобената гъвкава печатна платка се проверява, за да се гарантира, че всички компоненти са запоени правилно и че няма дефекти като мостове за запояване, отворени вериги или неправилно подравнени компоненти. Може също да се извърши функционално тестване, за да се провери правилната работа на сглобената верига.
8. Тест и проверка:
За да се гарантира надеждността и функционалността на гъвкавите печатни платки, тестването и проверката са от съществено значение. Различни техники като автоматизирана оптична инспекция (AOI) и тестване във веригата (ICT) помагат за идентифициране на потенциални дефекти, късо съединение или отваряне. Тази стъпка гарантира, че само висококачествени печатни платки влизат в производствения процес.
На този етап обикновено се използват следните техники:
Автоматизирана оптична инспекция (AOI):
AOI системите използват камери и алгоритми за обработка на изображения, за да проверят гъвкавите печатни платки за дефекти. Те могат да открият проблеми като неправилно подравняване на компоненти, липсващи компоненти, дефекти на спойката, като споени мостове или недостатъчна спойка, и други визуални дефекти. AOI е бърз и ефективен метод за проверка на печатни платки.
Тестване в веригата (ICT):
ИКТ се използват за тестване на електрическата свързаност и функционалността на гъвкавите печатни платки. Този тест включва прилагане на тестови сонди към специфични точки на печатната платка и измерване на електрически параметри, за да се провери за късо съединение, отваряне и функционалност на компонента. ИКТ често се използват в производството на голям обем за бързо идентифициране на всякакви електрически повреди.
Функционално тестване:
В допълнение към ICT може да се извърши и функционално тестване, за да се гарантира, че сглобената гъвкава печатна платка изпълнява правилно предназначената си функция. Това може да включва подаване на захранване към печатната платка и проверка на изхода и отговора на веригата с помощта на тестово оборудване или специално тестово приспособление.
Електрически тестове и тестове за непрекъснатост:
Електрическите тестове включват измерване на електрически параметри като съпротивление, капацитет и напрежение, за да се осигурят правилни електрически връзки на гъвкавата печатна платка. Тестът за непрекъснатост проверява за отваряния или къси съединения, които биха могли да повлияят на функционалността на печатната платка.
Чрез използването на тези техники за тестване и инспекция, производителите могат да идентифицират и коригират всички дефекти или неизправности във гъвкавите печатни платки, преди те да влязат в производствения процес. Това помага да се гарантира, че на клиентите се доставят само висококачествени печатни платки, подобрявайки надеждността и производителността.
9. Оформяне и опаковане:
След като гъвкавата печатна платка премине етапа на тестване и проверка, тя преминава през окончателен процес на почистване, за да се отстранят всякакви остатъци или замърсявания. След това гъвкавата печатна платка се нарязва на отделни единици, готови за опаковане. Правилното опаковане е от съществено значение за защита на печатната платка по време на транспортиране и обработка.
Ето някои ключови точки, които трябва да имате предвид:
Антистатична опаковка:
Тъй като гъвкавите печатни платки са податливи на повреда от електростатичен разряд (ESD), те трябва да бъдат опаковани с антистатични материали. Антистатичните торби или тави, изработени от проводими материали, често се използват за защита на печатни платки от статично електричество. Тези материали предотвратяват натрупването и разреждането на статични заряди, които могат да повредят компоненти или вериги на печатната платка.
Защита от влага:
Влагата може да повлияе неблагоприятно на производителността на flex PCB, особено ако те имат открити метални следи или компоненти, които са чувствителни към влага. Опаковъчните материали, които осигуряват бариера срещу влага, като торбички с бариера против влага или опаковки с изсушител, помагат за предотвратяване на проникването на влага по време на транспортиране или съхранение.
Омекотяване и абсорбиране на удари:
Гъвкавите печатни платки са сравнително крехки и могат лесно да се повредят при грубо боравене, удар или вибрации по време на транспортиране. Опаковъчни материали като мехурчеста обвивка, вложки от пяна или ленти от пяна могат да осигурят омекотяване и абсорбиране на удари, за да предпазят печатната платка от такива потенциални повреди.
Правилно етикетиране:
Важно е върху опаковката да има подходяща информация като име на продукта, количество, дата на производство и всякакви инструкции за работа. Това помага да се гарантира правилното идентифициране, боравене и съхранение на ПХБ.
Сигурна опаковка:
За да се предотврати каквото и да е движение или изместване на печатните платки вътре в опаковката по време на транспортиране, те трябва да бъдат правилно закрепени. Вътрешните опаковъчни материали като лента, разделители или други приспособления могат да помогнат за задържането на печатната платка на място и да предотвратят повреда от движение.
Като следват тези практики за опаковане, производителите могат да гарантират, че гъвкавите печатни платки са добре защитени и пристигат до местоназначението си в безопасно и пълно състояние, готови за инсталиране или по-нататъшно сглобяване.
10. Контрол на качеството и доставка:
Преди да изпратим гъвкави печатни платки на клиенти или монтажни предприятия, ние прилагаме строги мерки за контрол на качеството, за да гарантираме съответствие с индустриалните стандарти. Това включва обширна документация, възможност за проследяване и съответствие със специфичните изисквания на клиента. Спазването на тези процеси за контрол на качеството гарантира, че клиентите получават надеждни и висококачествени гъвкави печатни платки.
Ето някои допълнителни подробности относно контрола на качеството и доставката:
Документация:
Поддържаме изчерпателна документация по време на производствения процес, включително всички спецификации, проектни файлове и записи от проверките. Тази документация гарантира проследимост и ни позволява да идентифицираме всички проблеми или отклонения, които може да са възникнали по време на производството.
Проследимост:
На всяка гъвкава печатна платка се присвоява уникален идентификатор, който ни позволява да проследим цялото й пътуване от суровината до крайната доставка. Тази възможност за проследяване гарантира, че всички потенциални проблеми могат да бъдат бързо разрешени и изолирани. Той също така улеснява изтеглянето на продукти или разследванията, ако е необходимо.
Съответствие със специфичните изисквания на клиента:
Ние работим активно с нашите клиенти, за да разберем техните уникални изисквания и да гарантираме, че нашите процеси за контрол на качеството отговарят на техните изисквания. Това включва фактори като специфични стандарти за изпълнение, изисквания за опаковане и етикетиране и всички необходими сертификати или стандарти.
Проверка и тестване:
Ние извършваме щателна проверка и тестване на всички етапи от производствения процес, за да проверим качеството и функционалността на гъвкавите печатни платки. Това включва визуална проверка, електрически тестове и други специализирани мерки за откриване на всякакви дефекти като отваряне, късо съединение или проблеми със запояване.
Опаковка и доставка:
След като гъвкавите печатни платки преминат всички мерки за контрол на качеството, ние ги опаковаме внимателно, като използваме подходящи материали, както беше споменато по-горе. Ние също така гарантираме, че опаковката е надлежно етикетирана със съответната информация, за да осигурим правилно боравене и да предотвратим неправилно боравене или объркване по време на транспортиране.
Методи за доставка и партньори:
Ние работим с уважавани партньори за доставка, които имат опит в работата с деликатни електронни компоненти. Избираме най-подходящия метод за доставка въз основа на фактори като скорост, цена и дестинация. Освен това ние проследяваме и наблюдаваме пратките, за да гарантираме, че са доставени в рамките на очаквания срок.
Чрез стриктно спазване на тези мерки за контрол на качеството, ние можем да гарантираме, че нашите клиенти получават надеждна и най-висококачествена гъвкава печатна платка, която отговаря на техните изисквания.
В обобщение,разбирането на гъвкавия процес на производство на печатни платки е от решаващо значение както за производителите, така и за крайните потребители. Следвайки прецизен дизайн, избор на материал, подготовка на субстрата, моделиране на схеми, сглобяване, тестване и методи за опаковане, производителите могат да произвеждат гъвкави печатни платки, които отговарят на най-високите стандарти за качество. Като ключов компонент на съвременните електронни устройства, гъвкавите платки могат да насърчат иновациите и да донесат подобрена функционалност на различни индустрии.
Време на публикуване: 18 август 2023 г
Назад
