8 ключевых этапов точного производства жестко-гибких печатных плат

Подготовка и очистка базового материала жестко-гибкой платы

Производство жестко-гибкой платы начинается с очистки/подготовки ламината. Ламинат состоит из медного слоя с клеевым покрытием. Тщательно чистится перед дальнейшими процессами. Предварительная очистка критична: медные рулоны обычно покрыты антиоксидными слоями для защиты от окисления. Но этот защитный слой препятствует производству и его нужно убрать.

Стандартная процедура удаления в 3 этапа:

1. Погружение медной фольги в кислотный раствор (или кислотный спрей).
2. Обработка медного рулона раствором персульфата натрия для микротравления.
3. Покрытие рулона подходящими окислителями для предотвращения окисления и обеспечения адгезии.

Формирование топологии для жестко-гибкой платы

Второй этап — формирование топологии после подготовки ламината. Два основных метода:

1. Шелкография (Screen Printing) — прямое нанесение топологии на ламинат. Попulaire. Толщина топологии ≤ 4–50 мкм.
2. Фотоимиджеринг (Photo Imaging) — «древняя» техника, но все еще популярна. На ламинат накладывают сухую фоторезистную пленку с требуемой топологией. Экспонируют УФ-светом. Топология переносится с фотошаблона на ламинат. Затем химически удаляют пленку — остается ламинат с нужными дорожками.

Травление медного ламината с топологией

После формирования топологии — травление медного ламината. Ламинат погружают в травочную ванну или опрыскивают травящим раствором. Травят обе стороны медного ламината одновременно для корректного результата.

Травоустойчивое покрытие на пленке фоторезиста — фотосенситивное. Перед химическим травлением требуемая маска экспонируется и создает антитравоустойчивый слой. После травления открытой меди химическим способом снимают травоустойчивое покрытие с жестко-гибкой платы.

Точное сверловка отверстий в жестко-гибкой плате

После травления — сверловка отверстий, виа и контактных площадок по требованиям клиента. Производитель должен использовать высокоточное оборудование. На рынке есть высокоскоростные сверлильные станки.

Для ультрамалых отверстий — лазерное сверлование. Доступны CO2 и YAG эксимерные лазеры для средних и малых отверстий.

Металлизация отверстий (Through-hole Plating)

Пятый этап — один из критически важных. Требует крайней осторожности и точности. Металлизация: отверстия заполняют медью, затем химически металлизируют. Оба этапа после сверловки по спецификации.

Осаждение меди аналогично жестким платам (compound). Рекомендуемая толщина металлизации для жестких плат — не менее 1 мила (25 мкм). У дешевых жестко-гибких плат может быть ~0.5 мила. Этот этап обеспечивает межслойные электрические соединения для прохождения тока.

Защита жестко-гибкой платы перекрытием (Coverlay) или покровным слоем

Наносят перекрытие (coverlay) на верхнюю и нижнюю поверхности для защиты. Защищает от агрессивных химикатов, экстремального климата, растворителей.

Материал coverlay: полиимидная пленка с клеем. Шелкографией наносят на поверхность, экспонируют УФ. Для надежного сцепления ламинируют под определенным давлением и температурой.

Важно отличать coverlay (ламинированная пленка) от cover coat (прямое нанесение на подложку). Выбор зависит от приложения, материалов и методов производства. Оба повышают электрическую целостность платы.

Вырезание жестко-гибкой платы

Предпоследний этап — вырезание (blanking/cutting) с крайней осторожностью. Для крупных серий — гидравлическое пробивание с матрицей (die set). Не рекомендуется для мелких серий/прототипов из-за высокой стоимости инструментов.

Альтернатива — специальный вырезной нож для прототипов. Нож — длинное бритвообразное лезвие по форме контура жестко-гибкой платы. Закрепляется в вырезанном отверстии опорной платы (толстый пластик: тефлон, фанера, МДФ). Для вырезания плату давили в нож.

Электрические тесты и верификация итоговой жестко-гибкой платы

Финальный этап — тестирование и верификация. Применяют строгие электрические тесты для проверки изоляции, непрерывности, качества и схемной производительности по спецификации. Популярны методы летающего зонда (flying probe) и резисточной сетки.

Знание свойств материалов помогает верификации. Для автопромышленности моделируют влагу, тепло, удар, вибрацию, химическое воздействие. Точные свойства материалов определяют минимально допустимый радиус изгиба и надежность. Жестко-гибкие платы часто выбирают для суровых сред: бытовая электроника подвергается падениям, поту, вибрациям.

Резюме

Производитель жестко-гибких плат должен быть предельно осторожен с начала. Всего 8 этапов: от планирования, дизайна, выбора материалов, разработки платы до электрической инспекции.

Нужны услуги производства жестко-гибких плат? Свяжитесь с нами — предоставим технологии, материалы и качественный сервис. WellPCB производит жесткие и гибкие платы с отличной производительностью и высшей надежностью. Контактируйте сейчас!