浅谈单张挠性芯板刚挠板的制作方法.pdf

2023春季国际PCB技术/信息论坛306挠性和刚挠印制板技术 FPC and R-FPCB technology浅谈单张挠性芯板刚挠板的制作方法Paper Code:S-044 李 冲 黎钦源 彭镜辉 何 栋 靳文凯（广州广合科技股份有限公司，广东 广州 510730）摘 要 传统单张挠性芯板刚挠板的制作方法受PP 片溢胶影响，采用低流动PP片一次压合工艺板面会存在凹凸不平树脂塞孔打磨困难；先采用低流动PP片压合后用流动PP片二次压合工艺可以有效解决板面不平整树脂打磨困难问题，但二次压合工艺层间对准度差、低流动PP材料成本高、工艺复杂不适批量生产。相比传统工艺，采用流动PP片进行一次压合工艺制作的方法，通过特制的PI垫片技术进行阻胶，不仅可以阻挠性芯板内层铜厚18、35 m条件下的PP溢胶，甚至可以阻挠性芯板内层铜厚是70、105 m条件下的PP溢胶。该方法可靠性能稳定，良率高，效率快，是一种具有竞争力的批产制作工艺。关键词 单张挠性；阻胶；刚挠板；PI垫片；流动半固化片 中图分类号：TN41 文献标识码：A 文章编号：1009-0096（2023）增刊-0306-05 Talking about the manufacturing method with single flexiblecore of rigid-flex boardLi Chong LI Qinyuan Peng Jinghui He Dong Jin Wenkai Abstract The traditional manufacturing method of rigid-flex board with single flexible core is affected by the overflow of prepreg,and it is difficult to polish the uneven resin plug hole when using the one-time pressing process of low flowing prepreg.The secondary pressing process of low flowing prepreg followed by flowing prepreg can effectively solve the problem of uneven resin grinding,but the secondary pressing process has poor inter layer alignment,high cost of low flowing prepreg material,and complex process,which is unsuitable for batch production.Compared with the traditional process,the flow prepreg is made by one-time pressing process,and the special PI gasket technology is used to resist the adhesive,which can not only prevent the adhesive overflow of prepreg when the copper thickness of the inner layer of the resistant core plate is 18 and 35 m,but also prevent the adhesive overflow of prepreg when the copper thickness of the inner layer of the resistant core plate is 70 and 105 m.This method is not only reliable and stable,but also has high yield and high efficiency.It is a competitive batch production process.Key words Single Sheet Flexible;Adhesive Resistant;Rigid-Flex Board;PI Gasket;Flow Prepreg0 前言随着电子产品不断向多功能化、小型轻量化、高性能化的方向发展，对FPC印制线路板（刚挠板）的空间限定安装的要求也日益提高，其产品也由传统刚挠板足够的空间弯曲安装向有限的空间安装方向发展。比如固态存储硬盘刚挠板相对PCB刚性板的优势在于：有限的安装空间可以通过刚挠板对折获得更大的存储，以及更快的传输速率。307挠性和刚挠印制板技术 FPC and R-FPCB technology2023春季国际PCB技术/信息论坛现有技术是采用低流动PP片一次压合板面会存在凹凸不平，树脂塞孔工艺产品在树脂塞孔打磨工序将是影响量产的关键痛点；先采用低流动PP压合后再采用流动PP片进行二次压合工艺制作，可以有效解决板面不平整树脂打磨困难的痛点问题，但是，二次压合工艺层间对准度差、低流动PP材料成本高、层间PP张数多介质厚，二次压合工艺流程长，管控难度大等问题。为解决此类工艺设计问题，本文采用新开发一种流动PP片进行一次压合工艺制作的方法，通过采用特制的PI垫片进行阻胶，不仅可以阻挡挠性芯板内层铜厚是18 m、35 m条件下的PP溢胶，甚至可以阻挡挠性芯板内层铜厚是70 m，105 m条件下的PP溢胶；同时，采用此种方法，不仅压合后板面平整、一次压合流程短、层间对准度高、流动PP片材料成本低，层间PP张数控制少介厚能力强，该方法可靠性能稳定，良率高，效率快，是一种具有竞争力的批产制作工艺。1 机理分析1.1 压合工艺简介本文采用新开发一种流动PP片进行一次压合工艺制作的方法，与传统的工艺进行优劣势对比如下：1.2 新工艺机理概述采用流动PP片一次压合工艺，靠近柔板的刚性芯板和流动PP片可以将刚挠结合区开窗处理，然后设计特制的PI垫片，垫片的厚度等于靠近柔性芯板的PP片厚度+刚性芯板厚度，垫片厚度略厚0.010.04 mm，垫片的尺寸设计比刚挠结压合 类型 叠层图 压合外观 压合工艺优劣势 低流动PP片一次压合工艺 采用低流动PP片作为粘接剂压合时,为保证层间无分层空洞,需用到三合一、PE膜或压合垫等覆型材料,致使板面明显凹陷,进而导致树脂打磨困难,树脂残留,需人工等方式干预处理 二次压合工艺 先采用低流动PP压合后再采用流动PP片进行二次压合工艺制作,可以有效解决板面不平整树脂打磨困难的痛点问题,但是,第一次压合的涨缩无法控制,导致整体的层间对准度差,孔到铜D+13,且流程复杂不适批产 采用流动PP片进行一次压合,板面平整,解决树脂塞孔打磨困难的问题。解决了二次压合层间对准度差(孔到铜D+9),低流动PP材料成本高、层间PP张数多介质厚、二次压合流程长等问题,流程简单适用批产 流动PP片一次压合工艺2023春季国际PCB技术/信息论坛308挠性和刚挠印制板技术 FPC and R-FPCB technology合区宽度小单边0.10.5 mm；PI垫片由微粘的PI耐高温胶带、纯胶以及PI补强组成；特制的PI耐高温胶带的胶面需要硬度低，胶面厚度需要在25至75 m，柔软度越好，厚度越厚形变越好，越有利于阻止PP片的流胶渗透至挠性芯板保护线路的覆盖膜表面。传统工艺采用硬质的PTFE垫片或PI胶带的PI面作为垫片，可以勉强实现阻止内层芯板铜厚在18 m及下的PP片流胶，无法稳定阻止内层芯板铜厚在35 m，70 m甚至更厚的内层芯板铜厚条件下的PP片流胶。25 m胶厚可以阻挠性芯板内层铜厚是18 m、35 m条件下的PP溢胶；50 m胶厚可以阻挠性芯板内层铜厚是70 m；75 m胶厚可以阻挠性芯板内层铜厚是105 m（经验数据）。2 试验及分析2.1 试验条件2.2 试验流程新工艺 PI 垫片阻胶机理叠层图 PI垫片技术 3.1 试验条件 新工艺 类型 参数 流动PP一次压合工艺 靠近柔性芯板的PP片厚度 100 m 靠近柔性芯板的刚性芯板厚度 75 m 挠性芯板保护线路的覆盖膜厚度 50 m PI垫片厚度 165 m PI垫片大小 垫片的尺寸设计比刚挠结合区宽度小单边0.2 mm 3.2 试验流程 层别 流程 挠性芯板流程 开料(柔性基材)内层前处理内层贴膜内层曝光内层蚀刻内层冲孔内层AOI粽化烘板假接CVL快压烘板假假接接PIPI垫垫片片快压2测量涨缩配套中心 覆盖膜/PI垫片 开料UV激光切割假接CVL 刚性芯板流程 开料内层前处理内层贴膜内层曝光内层蚀刻内层冲孔配套中心 母板流程 铣粘结片层压铣板边减薄铜1钻孔沉铜板面电镀树脂塞孔沉铜POFV外层干膜外层曝光外层显影图形电镀退膜外层碱性蚀刻退锡阻抗测试外层AOI盲盲锣锣(开开盖盖)成型2电测插损测试 309挠性和刚挠印制板技术 FPC and R-FPCB technology2023春季国际PCB技术/信息论坛2.3 关键难点2.4 结果分析序号 关键难点 控制方案 1 树面平整控制 采用流动PP片一次压合工艺 2 阻抗/LOSS控制 材料选择、线宽间距控制 3 对准度coupon4.5mil良率控制一次压合+熔+铆 4 导体图形定位精度 X500 mm；4.0 mil 挠性芯板内线涨缩提前预放 5 溢胶控制 特制PI垫片技术 序号 关键难点 测试结果 1 树面平整控制 板面平整,树脂塞孔及打磨合格 2 阻抗/LOSS控制 阻抗/LOSS 合格 3 对准度coupon4.5 mil良率控制 3 mil-4 mil NG,4.5 mil以及以上合格 2023春季国际PCB技术/信息论坛310挠性和刚挠印制板技术 FPC and R-FPCB technology4 导体图形定位精度 X500 mm;4.0mil Point to Point Design Spec No IR Delta 1 IR X1 Delta 2 Result X 4.936 4.938 0.002 4.936 0.000 ACC Y 4.364 4.364 0.000 4.363 -0.001 ACC +/-2 mil 合格 5 溢胶控制 无溢胶,合格 6 IST测试 IST测试合格 5 结论文章所提供的一种单张挠性芯板刚挠板的制作方法，不仅解决了传统二次压合工艺中层间对准度差、低流动PP材料成本高、层间PP张数多介质厚，二次压合工艺流程长，管控难度大等问题，而且解决了采用低流动PP片一次压合板面会存在凹凸不平的问题。该方法不仅可靠性能稳定，良率高，效率快，是一种具有竞争力的批产制作工艺。参考文献1 李永妮.一种阶梯印制插头 PCB 制作工艺的研究J.印制电路信息,2018(05):54-57.第一作者简介李冲，1989年生于江西，南昌航空大学本科生，具有10年+软硬结合板（航天、军工、汽车板、HDI、通讯、医疗、工控）产品经验，目前就职于广州广合科技股份有限公司，从事软硬结合板产品开发。