Fleksibelt PCB (Printed Circuit Board) har blitt mer og mer populært og mye brukt i ulike bransjer. Fra forbrukerelektronikk til bilapplikasjoner gir fpc PCB forbedret funksjonalitet og holdbarhet til elektroniske enheter. Det er imidlertid avgjørende å forstå den fleksible PCB-produksjonsprosessen for å sikre kvaliteten og påliteligheten. I dette blogginnlegget skal vi utforskefleksibel PCB-produksjonsprosessi detalj, og dekker hvert av de involverte nøkkeltrinnene.
1. Design- og layoutfase:
Det første trinnet i produksjonsprosessen for flex kretskort er design- og layoutfasen. På dette tidspunktet er det skjematiske diagrammet og komponentoppsettet fullført. Designprogramvareverktøy som Altium Designer og Cadence Allegro sikrer nøyaktighet og effektivitet på dette stadiet. Designkrav som størrelse, form og funksjon må vurderes for å imøtekomme PCB-fleksibilitet.
Under design- og layoutfasen av produksjon av flex PCB-kort må flere trinn følges for å sikre en nøyaktig og effektiv design. Disse trinnene inkluderer:
Skjematisk:
Lag et skjema for å illustrere de elektriske forbindelsene og funksjonen til en krets. Den fungerer som grunnlag for hele designprosessen.
Komponentplassering:
Etter at skjemaet er fullført, er neste trinn å bestemme plasseringen av komponentene på kretskortet. Faktorer som signalintegritet, termisk styring og mekaniske begrensninger vurderes under komponentplassering.
Ruting:
Etter at komponentene er plassert, rutes de trykte kretssporene for å etablere elektriske forbindelser mellom komponentene. På dette stadiet bør fleksibilitetskravene til flexkretskretskortet vurderes. Spesielle rutingteknikker som meander- eller serpentin-ruting kan brukes for å imøtekomme kretskortbøyninger og flex.
Kontroll av designregel:
Før et design er ferdigstilt, utføres designregelkontroll (DRC) for å sikre at designet oppfyller spesifikke produksjonskrav. Dette inkluderer å sjekke for elektriske feil, minimum sporbredde og avstand, og andre designbegrensninger.
Gerber-filgenerering:
Etter at designet er fullført, konverteres designfilen til en Gerber-fil, som inneholder produksjonsinformasjonen som kreves for å produsere det flex-kretskortet. Disse filene inkluderer laginformasjon, komponentplassering og rutingdetaljer.
Designbekreftelse:
Design kan verifiseres gjennom simulering og prototyping før man går inn i produksjonsfasen. Dette hjelper til med å identifisere potensielle problemer eller forbedringer som må gjøres før produksjon.
Designprogramvareverktøy som Altium Designer og Cadence Allegro hjelper til med å forenkle designprosessen ved å tilby funksjoner som skjematisk registrering, komponentplassering, ruting og designregelkontroll. Disse verktøyene sikrer nøyaktighet og effektivitet i fpc fleksibel trykt kretsdesign.
2. Materialvalg:
Å velge riktig materiale er avgjørende for vellykket produksjon av fleksible PCB. Vanlig brukte materialer inkluderer fleksible polymerer, kobberfolie og lim. Valget avhenger av faktorer som tiltenkt bruk, fleksibilitetskrav og temperaturmotstand. Grundig forskning og samarbeid med materialleverandører sikrer at det beste materialet velges for et bestemt prosjekt.
Her er noen faktorer du bør vurdere når du velger et materiale:
Fleksibilitetskrav:
Det valgte materialet bør ha den nødvendige fleksibiliteten for å møte spesifikke bruksbehov. Det finnes forskjellige typer fleksible polymerer tilgjengelig, for eksempel polyimid (PI) og polyester (PET), hver med varierende grad av fleksibilitet.
Temperaturmotstand:
Materialet skal kunne tåle brukens driftstemperaturområde uten deformasjon eller nedbrytning. Ulike fleksible underlag har forskjellige maksimale temperaturklassifiseringer, så det er viktig å velge et materiale som kan håndtere de nødvendige temperaturforholdene.
Elektriske egenskaper:
Materialer bør ha gode elektriske egenskaper, som lav dielektrisitetskonstant og lavtap-tangens, for å sikre optimal signalintegritet. Kobberfolie brukes ofte som en leder i fpc fleksibel krets på grunn av dens utmerkede elektriske ledningsevne.
Mekaniske egenskaper:
Materialet som velges skal ha god mekanisk styrke og tåle bøyning og bøying uten å sprekke eller sprekke. Lim som brukes til å lime lagene til en flexpcb bør også ha gode mekaniske egenskaper for å sikre stabilitet og holdbarhet.
Kompatibilitet med produksjonsprosesser:
Det valgte materialet skal være kompatibelt med de involverte produksjonsprosessene, for eksempel laminering, etsing og sveising. Det er viktig å vurdere materialkompatibilitet med disse prosessene for å sikre vellykkede produksjonsresultater.
Ved å vurdere disse faktorene og samarbeide med materialleverandører, kan egnede materialer velges for å møte fleksibiliteten, temperaturmotstanden, elektrisk ytelse, mekanisk ytelse og kompatibilitetskravene til et fleksibelt PCB-prosjekt.
3. Klargjøring av underlag:
Under forberedelsesfasen av underlaget fungerer den fleksible filmen som grunnlaget for PCB. Og under forberedelsesfasen av substratet ved fabrikasjon av fleksibel krets, er det ofte nødvendig å rengjøre den fleksible filmen for å sikre at den er fri for urenheter eller rester som kan påvirke ytelsen til PCB. Renseprosessen involverer vanligvis bruk av en kombinasjon av kjemiske og mekaniske metoder for å fjerne forurensninger. Dette trinnet er svært viktig for å sikre riktig vedheft og binding av påfølgende lag.
Etter rengjøring, er den fleksible filmen belagt med et klebende materiale som binder lagene sammen. Det klebende materialet som brukes er vanligvis en spesiell limfilm eller flytende lim, som er jevnt belagt på overflaten av den fleksible filmen. Lim bidrar til å gi strukturell integritet og pålitelighet til PCB flex ved å binde lagene godt sammen.
Valg av limmateriale er avgjørende for å sikre riktig liming og oppfylle de spesifikke kravene til applikasjonen. Faktorer som bindestyrke, temperaturmotstand, fleksibilitet og kompatibilitet med andre materialer som brukes i PCB-monteringsprosessen, må tas i betraktning når du velger et klebemateriale.
Etter at limet er påført, kan den fleksible filmen viderebehandles for påfølgende lag, for eksempel å legge til kobberfolie som ledende spor, legge til dielektriske lag eller koble komponenter. Lim fungerer som lim gjennom hele produksjonsprosessen for å skape en stabil og pålitelig fleksibel PCB-struktur.
4. Kobberkledning:
Etter å ha klargjort underlaget, er neste trinn å legge til et lag med kobber. Dette oppnås ved å laminere kobberfolie til en fleksibel film ved bruk av varme og trykk. Kobberlaget fungerer som en ledende bane for elektriske signaler i flex PCB.
Kobberlagets tykkelse og kvalitet er nøkkelfaktorer for å bestemme ytelsen og holdbarheten til et fleksibelt PCB. Tykkelsen måles vanligvis i unser per kvadratfot (oz/ft²), med alternativer fra 0,5 oz/ft² til 4 oz/ft². Valget av kobbertykkelse avhenger av kravene til kretsdesignet og ønsket elektrisk ytelse.
Tykkere kobberlag gir lavere motstand og bedre strømføringsevne, noe som gjør dem egnet for bruk med høy effekt. På den annen side gir tynnere kobberlag fleksibilitet og er foretrukket for applikasjoner som krever bøying eller bøying av den trykte kretsen.
Å sikre kvaliteten på kobberlaget er også viktig, siden eventuelle defekter eller urenheter kan påvirke den elektriske ytelsen og påliteligheten til flexboard-kretskortet. Vanlige kvalitetshensyn inkluderer jevnhet i kobberlagtykkelsen, fravær av nålehull eller hulrom, og riktig vedheft til underlaget. Å sikre disse kvalitetsaspektene kan bidra til å oppnå den beste ytelsen og levetiden til flex PCB.
5. Kretsmønster:
På dette stadiet dannes det ønskede kretsmønsteret ved å etse bort overflødig kobber ved hjelp av et kjemisk etsemiddel. Fotoresist påføres kobberoverflaten, etterfulgt av UV-eksponering og fremkalling. Etseprosessen fjerner uønsket kobber, og etterlater de ønskede kretssporene, putene og viaene.
Her er en mer detaljert beskrivelse av prosessen:
Påføring av fotoresist:
Et tynt lag med fotosensitivt materiale (kalt fotoresist) påføres kobberoverflaten. Fotoresister er vanligvis belagt ved hjelp av en prosess som kalles spinnbelegg, der substratet roteres med høye hastigheter for å sikre jevn belegg.
Eksponering for UV-lys:
En fotomaske som inneholder det ønskede kretsmønsteret plasseres på den fotoresistbelagte kobberoverflaten. Substratet blir deretter utsatt for ultrafiolett (UV) lys. UV-lys passerer gjennom de gjennomsiktige områdene på fotomasken mens det blokkeres av de ugjennomsiktige områdene. Eksponering for UV-lys endrer selektivt de kjemiske egenskapene til fotoresisten, avhengig av om det er en resist med positiv tone eller negativ tone.
Utvikler:
Etter eksponering for UV-lys utvikles fotoresisten ved hjelp av en kjemisk løsning. Positive tone fotoresister er løselige i fremkallere, mens negative tone fotoresister er uløselige. Denne prosessen fjerner uønsket fotoresist fra kobberoverflaten, og etterlater det ønskede kretsmønsteret.
Etsning:
Når den gjenværende fotoresisten definerer kretsmønsteret, er neste trinn å etse bort overflødig kobber. Et kjemisk etsemiddel (vanligvis en sur løsning) brukes til å løse opp utsatte kobberområder. Etsemidlet fjerner kobberet og etterlater kretssporene, putene og viaene definert av fotoresisten.
Fjerning av fotoresist:
Etter etsning fjernes den gjenværende fotoresisten fra flex PCB. Dette trinnet utføres vanligvis ved å bruke en strippeløsning som løser opp fotoresisten, og etterlater bare kobberkretsmønsteret.
Inspeksjon og kvalitetskontroll:
Til slutt blir det fleksible trykte kretskortet grundig inspisert for å sikre nøyaktigheten av kretsmønsteret og oppdage eventuelle defekter. Dette er et viktig skritt for å sikre kvaliteten og påliteligheten til flex PCB.
Ved å utføre disse trinnene dannes det ønskede kretsmønsteret vellykket på det fleksible kretskortet, og legger grunnlaget for neste trinn av montering og produksjon.
6. Loddemaske og silketrykk:
Loddemaske brukes til å beskytte kretser og forhindre loddebroer under montering. Den blir deretter skjermtrykt for å legge til nødvendige etiketter, logoer og komponentbetegnelser for ytterligere funksjonalitet og identifikasjonsformål.
Følgende er prosessintroduksjonen av loddemaske og silketrykk:
Loddemaske:
Påføring av loddemaske:
Loddemaske er et beskyttende lag som påføres den eksponerte kobberkretsen på det fleksible kretskortet. Det brukes vanligvis ved hjelp av en prosess som kalles silketrykk. Loddemaskeblekk, vanligvis grønn i fargen, er skjermtrykt på PCB-en og dekker kobbersporene, putene og viaene, og eksponerer bare de nødvendige områdene.
Herding og tørking:
Etter at loddemasken er påført, vil den fleksible PCB-en gå gjennom en herde- og tørkeprosess. Den elektroniske PCB-en passerer vanligvis gjennom en transportørovn hvor loddemasken varmes opp for å herde og herde. Dette sikrer at loddemasken gir effektiv beskyttelse og isolasjon for kretsen.
Åpne puteområder:
I noen tilfeller blir spesifikke områder av loddemasken stående åpne for å eksponere kobberputer for komponentlodding. Disse puteområdene blir ofte referert til som Solder Mask Open (SMO) eller Solder Mask Defined (SMD) pads. Dette muliggjør enkel lodding og sikrer en sikker forbindelse mellom komponenten og PCB-kretskortet.
silketrykk:
Forberedelse av kunstverk:
Før silketrykk, lag kunstverk som inkluderer etiketter, logoer og komponentindikatorer som kreves for flex PCB-kortet. Dette kunstverket gjøres vanligvis ved hjelp av programvare for datamaskinstøttet design (CAD).
Skjermforberedelse:
Bruk kunstverk til å lage maler eller skjermer. Områder som må skrives ut forblir åpne mens resten er blokkert. Dette gjøres vanligvis ved å belegge skjermen med en lysfølsom emulsjon og utsette den for UV-stråler ved hjelp av kunstverk.
Blekkapplikasjon:
Etter å ha klargjort skjermen, påfør blekket på skjermen og bruk en nal til å spre blekket over de åpne områdene. Blekket passerer gjennom det åpne området og avsettes på loddemasken, og legger til ønskede etiketter, logoer og komponentindikatorer.
Tørking og herding:
Etter silketrykk går flex PCB gjennom en tørke- og herdeprosess for å sikre at blekket fester seg ordentlig til loddemaskens overflate. Dette kan oppnås ved å la blekket lufttørke eller bruke varme eller UV-lys for å herde og herde blekket.
Kombinasjonen av loddemaske og silketrykk gir beskyttelse for kretsene og legger til et visuelt identitetselement for enklere montering og identifikasjon av komponenter på flex PCB.
7. SMT PCB Monteringav komponenter:
I komponentmonteringsfasen plasseres og loddes elektroniske komponenter på det fleksible trykte kretskortet. Dette kan gjøres gjennom manuelle eller automatiserte prosesser, avhengig av produksjonens omfang. Komponentplassering har blitt nøye vurdert for å sikre optimal ytelse og minimere belastningen på flex PCB.
Følgende er hovedtrinnene involvert i komponentmontering:
Komponentvalg:
Velg passende elektroniske komponenter i henhold til kretsdesign og funksjonskrav. Disse elementene kan inkludere motstander, kondensatorer, integrerte kretser, kontakter og lignende.
Komponentforberedelse:
Hver komponent blir klargjort for plassering, og sørg for at ledningene eller putene er riktig trimmet, rettet og rengjort (om nødvendig). Komponenter for overflatemontering kan komme i rulle- eller brettform, mens komponenter med gjennomgående hull kan komme i bulkemballasje.
Komponentplassering:
Avhengig av produksjonens omfang plasseres komponenter på det fleksible kretskortet manuelt eller ved hjelp av automatisert utstyr. Automatisk komponentplassering utføres vanligvis ved hjelp av en pick-and-place-maskin, som presist plasserer komponentene på de riktige putene eller loddepastaen på flex PCB.
Lodding:
Når komponentene er på plass, utføres en loddeprosess for å permanent feste komponentene til flex PCB. Dette gjøres vanligvis ved hjelp av reflow-lodding for overflatemonterte komponenter og bølge- eller håndlodding for gjennomgående hullkomponenter.
Reflow Lodding:
Ved reflow-lodding varmes hele PCB opp til en bestemt temperatur ved hjelp av en reflow-ovn eller lignende metode. Loddepasta påført den riktige puten smelter og skaper en binding mellom komponentledningen og PCB-puten, og skaper en sterk elektrisk og mekanisk forbindelse.
Bølgelodding:
For gjennomgående hullkomponenter brukes vanligvis bølgelodding. Det fleksible kretskortet føres gjennom en bølge av smeltet loddemetall, som fukter de eksponerte ledningene og skaper en forbindelse mellom komponenten og kretskortet.
Håndlodding:
I noen tilfeller kan enkelte komponenter kreve håndlodding. En dyktig tekniker bruker en loddebolt for å lage loddeforbindelser mellom komponentene og flex PCB. Inspeksjon og testing:
Etter lodding inspiseres det sammensatte flex-kretskortet for å sikre at alle komponenter er loddet riktig og at det ikke er noen defekter som loddebroer, åpne kretsløp eller feiljusterte komponenter. Funksjonstesting kan også utføres for å verifisere riktig funksjon av den sammensatte kretsen.
8. Test og inspeksjon:
For å sikre påliteligheten og funksjonaliteten til fleksible PCB, er testing og inspeksjon avgjørende. Ulike teknikker som Automated Optical Inspection (AOI) og In-Circuit Testing (IKT) hjelper til med å identifisere potensielle defekter, kortslutninger eller åpninger. Dette trinnet sikrer at kun PCB av høy kvalitet kommer inn i produksjonsprosessen.
Følgende teknikker brukes ofte på dette stadiet:
Automatisert optisk inspeksjon (AOI):
AOI-systemer bruker kameraer og bildebehandlingsalgoritmer for å inspisere fleksible PCB for defekter. De kan oppdage problemer som komponentfeil, manglende komponenter, loddeforbindelsesdefekter som loddebroer eller utilstrekkelig loddemetall, og andre visuelle defekter. AOI er en rask og effektiv PCB-inspeksjonsmetode.
In-Circuit Testing (IKT):
IKT brukes til å teste den elektriske tilkoblingen og funksjonaliteten til fleksible PCB. Denne testen innebærer å bruke testprober til spesifikke punkter på PCB-en og måle elektriske parametere for å sjekke for kortslutninger, åpninger og komponentfunksjonalitet. IKT brukes ofte i høyvolumsproduksjon for raskt å identifisere eventuelle elektriske feil.
Funksjonstesting:
I tillegg til IKT kan det også utføres funksjonstesting for å sikre at det sammensatte flex-kretskortet utfører sin tiltenkte funksjon riktig. Dette kan innebære å tilføre strøm til PCB og verifisere kretsens utgang og respons ved å bruke testutstyr eller en dedikert testarmatur.
Elektrisk testing og kontinuitetstesting:
Elektrisk testing involverer måling av elektriske parametere som motstand, kapasitans og spenning for å sikre riktige elektriske tilkoblinger på flex PCB. Kontinuitetstesting sjekker for åpninger eller kortslutninger som kan påvirke PCB-funksjonaliteten.
Ved å bruke disse test- og inspeksjonsteknikkene kan produsenter identifisere og korrigere eventuelle feil eller feil i flex PCB før de går inn i produksjonsprosessen. Dette bidrar til å sikre at kun PCB-er av høy kvalitet leveres til kundene, noe som forbedrer påliteligheten og ytelsen.
9. Forming og pakking:
Når det fleksible kretskortet har bestått test- og inspeksjonsstadiet, går det gjennom en sluttrengjøringsprosess for å fjerne eventuelle rester eller forurensning. Det fleksible kretskortet kuttes deretter i individuelle enheter, klare for pakking. Riktig emballasje er avgjørende for å beskytte PCB under frakt og håndtering.
Her er noen viktige punkter å vurdere:
Antistatisk emballasje:
Siden fleksible PCB er utsatt for skade fra elektrostatisk utladning (ESD), bør de pakkes med antistatiske materialer. Antistatiske poser eller skuffer laget av ledende materialer brukes ofte for å beskytte PCB mot statisk elektrisitet. Disse materialene forhindrer oppbygging og utladning av statiske ladninger som kan skade komponenter eller kretser på kretskortet.
Fuktbeskyttelse:
Fuktighet kan påvirke ytelsen til flex PCB negativt, spesielt hvis de har eksponerte metallspor eller komponenter som er fuktfølsomme. Emballasjematerialer som gir en fuktsperre, for eksempel fuktsperreposer eller tørkemiddelpakker, bidrar til å forhindre fuktinntrengning under frakt eller lagring.
Demping og støtdemping:
Fleksible PCB er relativt skjøre og kan lett bli skadet av grov håndtering, slag eller vibrasjoner under transport. Emballasjematerialer som bobleplast, skuminnsatser eller skumstrimler kan gi demping og støtdemping for å beskytte PCB mot slike potensielle skader.
Riktig merking:
Det er viktig å ha relevant informasjon som produktnavn, mengde, produksjonsdato og eventuelle håndteringsanvisninger på emballasjen. Dette bidrar til å sikre riktig identifikasjon, håndtering og lagring av PCB.
Sikker emballasje:
For å forhindre enhver bevegelse eller forskyvning av PCB-ene inne i pakken under forsendelse, må de være forsvarlig sikret. Innvendige emballasjematerialer som tape, skillevegger eller andre inventar kan bidra til å holde PCB på plass og forhindre skade fra bevegelse.
Ved å følge denne emballasjepraksisen kan produsenter sikre at fleksible PCB-er er godt beskyttet og ankommer destinasjonen i en sikker og fullstendig tilstand, klar for installasjon eller videre montering.
10. Kvalitetskontroll og frakt:
Før vi sender flex PCB til kunder eller monteringsanlegg, implementerer vi strenge kvalitetskontrolltiltak for å sikre samsvar med industristandarder. Dette inkluderer omfattende dokumentasjon, sporbarhet og etterlevelse av kundespesifikke krav. Overholdelse av disse kvalitetskontrollprosessene sikrer at kundene får pålitelige og høykvalitets fleksible PCB-er.
Her er noen tilleggsdetaljer om kvalitetskontroll og frakt:
Dokumentasjon:
Vi opprettholder omfattende dokumentasjon gjennom hele produksjonsprosessen, inkludert alle spesifikasjoner, designfiler og inspeksjonsposter. Denne dokumentasjonen sikrer sporbarhet og gjør oss i stand til å identifisere eventuelle problemer eller avvik som kan ha oppstått under produksjonen.
Sporbarhet:
Hvert flex PCB er tildelt en unik identifikator, slik at vi kan spore hele reisen fra råmateriale til endelig forsendelse. Denne sporbarheten sikrer at eventuelle potensielle problemer raskt kan løses og isoleres. Det forenkler også tilbakekalling av produkter eller undersøkelser om nødvendig.
Overholdelse av kundespesifikke krav:
Vi jobber aktivt med kundene våre for å forstå deres unike krav og sikre at våre kvalitetskontrollprosesser oppfyller deres krav. Dette inkluderer faktorer som spesifikke ytelsesstandarder, emballasje- og merkingskrav, og eventuelle nødvendige sertifiseringer eller standarder.
Inspeksjon og testing:
Vi gjennomfører grundig inspeksjon og testing i alle stadier av produksjonsprosessen for å verifisere kvaliteten og funksjonaliteten til de fleksible trykte kretskortene. Dette inkluderer visuell inspeksjon, elektrisk testing og andre spesialiserte tiltak for å oppdage eventuelle defekter som åpninger, kortslutninger eller loddeproblemer.
Emballasje og frakt:
Når flex-PCB-ene har bestått alle kvalitetskontrolltiltak, pakker vi dem nøye med passende materialer, som tidligere nevnt. Vi sørger også for at emballasjen er riktig merket med relevant informasjon for å sikre riktig håndtering og forhindre feilhåndtering eller forvirring under frakt.
Fraktmetoder og partnere:
Vi samarbeider med anerkjente fraktpartnere som har erfaring med å håndtere ømfintlige elektroniske komponenter. Vi velger den mest passende fraktmetoden basert på faktorer som hastighet, kostnad og destinasjon. I tillegg sporer og overvåker vi forsendelser for å sikre at de blir levert innen forventet tidsramme.
Ved å følge disse kvalitetskontrolltiltakene strengt, kan vi garantere at våre kunder får et pålitelig og fleksibelt PCB av høyeste kvalitet som oppfyller deres krav.
Oppsummert,Å forstå den fleksible PCB-produksjonsprosessen er avgjørende for både produsenter og sluttbrukere. Ved å følge omhyggelig design, materialvalg, forberedelse av underlag, kretsmønster, montering, testing og pakkingsmetoder, kan produsenter produsere fleksible PCB-er som oppfyller de høyeste kvalitetsstandardene. Som en nøkkelkomponent i moderne elektroniske enheter, kan fleksible kretskort fremme innovasjon og gi forbedret funksjonalitet til ulike bransjer.
Innleggstid: 18. august 2023
Tilbake
