柔性電路的尺寸有多穩定

2021-09-28

柔性電路的尺寸有多穩定

剛性印刷電路板和柔性電路之間的區別在于制造商用于制造它們的介電材料組。大多數剛性印刷電路由玻璃環(huán)氧樹(shù)脂制成，而大多數柔性電路的首選材料是聚酰亞胺。開(kāi)發(fā)多種版本的聚酰亞胺可以定制材料以滿(mǎn)足特殊要求，例如太陽(yáng)能電池陣列、空間應用和其他不尋常的環(huán)境。

盡管可以在非常薄的結構中形成玻璃環(huán)氧樹(shù)脂，甚至可以將其彎曲以用于簡(jiǎn)單的應用，但聚合物薄膜最適合連續扭曲、彎曲和多平面折疊。聚酰亞胺薄膜可承受多次彎曲循環(huán)，而不會(huì )降低其機械和電氣性能。因此，聚酰亞胺薄膜在彎曲循環(huán)超過(guò)百萬(wàn)的應用中表現可靠。聚酰亞胺薄膜固有的靈活性為電子封裝商提供了豐富的設計選擇。然而，聚酰亞胺薄膜的一個(gè)缺點(diǎn)是它們的材料尺寸穩定性不如玻璃環(huán)氧樹(shù)脂材料。

尺寸穩定性

據制造商稱(chēng)，聚酰亞胺薄膜的尺寸穩定性取決于制造過(guò)程中薄膜的殘余應力及其正常熱膨脹系數。

然而，穩定性的量度僅代表薄膜本身的效果。隨著(zhù)制造商將薄膜暴露在升高的溫度和壓力下以通過(guò)處理以創(chuàng )建無(wú)粘合劑層壓板或通過(guò)粘合劑層壓循環(huán)來(lái)連接銅層，穩定性的性質(zhì)變得更加復雜。然而，制造層壓板和隨后制造電路的過(guò)程涉及兩種不同的加工效果，并且在這些制造過(guò)程中的每一個(gè)過(guò)程中，柔性基板都會(huì )發(fā)生尺寸變化。

預測這些變化并不容易。批次之間的原材料變化可能會(huì )導致尺寸變化略有不同。變化還取決于構造方法和加工條件，因為薄材料可能不太穩定。其他影響因素可能是蝕刻銅的百分比、電鍍銅的密度、環(huán)境濕度和材料厚度。

電路板的小尺寸變化是不可避免的，因為它經(jīng)歷了各種蝕刻、電鍍、壓力、溫度和化學(xué)物質(zhì)的加工和暴露。例如，蝕刻收縮是應力蝕刻銅釋放，但制造商錯誤地將其用作代表柔性電路在加工過(guò)程中經(jīng)歷的所有尺寸變化的標語(yǔ)。

制造商在為新的柔性電路設置零件編號時(shí)考慮對上述變化進(jìn)行補償。然而，這些特征運動(dòng)的準確預測需要來(lái)自它們實(shí)際生產(chǎn)的零件的經(jīng)驗數據。

材料不穩定性的影響

薄膜材料缺乏穩定性明顯違反了最小環(huán)形圈要求，并且在極端情況下，會(huì )導致孔與焊盤(pán)對齊的完全破壞。另一種可能性是覆蓋層未對準。對于可預測的材料變化，操作員可以調整導體布局或鉆孔圖案以重新居中焊盤(pán)上的電鍍通孔。

處理尺寸變化

制造商通過(guò)限制面板尺寸來(lái)處理尺寸變化，這對于公差非常嚴格的情況非常有效。在小面板尺寸中，尺寸不穩定性問(wèn)題對配準和對齊的影響較小，并且操作損壞最小。然而，與較大的面板相比，較小的面板尺寸的加工效率可能較低，因為在電路工廠(chǎng)中，一些成本是基于面板尺寸的。

補償尺寸變化

在補償尺寸變化的同時(shí)，可以通過(guò)合適的面板尺寸實(shí)現具有成本效益的生產(chǎn)。制造商可以采用以下方法對電路制造過(guò)程中發(fā)生的尺寸變化進(jìn)行調整：

應用縮放因子

在材料的尺寸變化是可預測的情況下，制造商可以將比例因子應用于工具或第二層。給定批次的過(guò)程中測量可以允許制造商使用基于動(dòng)態(tài)計算的比例因子。例如，面板的測量比例因子可以構成其焊膏模板的創(chuàng )建基礎。另一個(gè)例子可能是針對多層電路進(jìn)行尺寸補償的最終鉆孔程序。

應用軟件補償

使用軟件控制操作的對準系統可以使用光學(xué)基準來(lái)檢測尺寸偏移并對其進(jìn)行補償。這種制造機器測量出現在面板外角上的這些目標并進(jìn)行尺寸分析。正確對齊是應用必要的 X、Y 和 theta 校正的過(guò)程。

處理子面板

制造商通常將面板分成更小的陣列以處理尺寸變化。他們通常在創(chuàng )建電路圖像后執行此操作。由于加工是在面板的子集上進(jìn)行的，制造商有效地獲得了小面板對齊的一些優(yōu)勢，同時(shí)又不影響處理大面板的成本優(yōu)勢。

制造商通常在較小的子面板上使用光學(xué)目標來(lái)補償模板配準。他們還使用硬工具模具從多件式面板上一次切割較小的件。

尺寸變化是剛性電路和柔性電路之間的主要區別，這需要補償。盡管柔性電路中的材料變化通常小于 1% 的十分之一，但它會(huì )在幾個(gè)單位的維度上累積，并且可能具有重要的性質(zhì)。對于柔性電路，這種對預期變化的補償成為與面板化相關(guān)的關(guān)鍵部分。這也有助于平衡最大化過(guò)程效率和保持尺寸公差和精度。