柔性电路板 (毕业设计论文)(3)

2019-06-11 15:40

对线路表面进行清洁处理,去除表面污染和氧化。把已开好窗口孔的覆盖膜去掉离型膜后,贴在已蚀刻好的基板上,用丁酮粘住图形的边缘,防止层压时位置偏离。撕掉离型膜后的覆盖层没有支撑强度,而且有很多窗口孔,再与基板定位时要小心操作,不能强制把膜拉长,也不能使膜产生褶子,否则造成对位不准或外观不平整。

(8)挠性多层板的制作与层压。挠性多层印制板内层的制作程序与刚性板一致,内层覆盖膜不需开窗口,粘贴覆盖层之前,也要对线路表面进行清洁处理,去除表面污染和氧化。柔性电路板内层粘贴覆盖膜后,在层压前,应对表面进行清洗粗化,以提供优良的层间结合力,使挠性内层板、覆盖膜、粘接片之间紧密结合,无层压气泡、无层压变形;层压前柔性电路板材料还要置于干燥箱干燥 24小时。叠层层压示意图(以四层板为例):按照图 4的顺序将各膜片、内层、钢板放置好,放入层压机进行层压时的工艺参数为压机温度173℃、压力为150-300N/cm2、层压时间60分。

图4 层压示意图

(9)热风整平/镀金。由于聚酰亚胺吸水性高,热风整平前应在120℃烘箱内预烘2~4小时,以防止在经受热冲击时,金属化孔断裂或内层分层起泡。烘完的印制板应立即热风整平,以避免板子重新吸潮。热风整平时建议采用刚性边框加固柔性电路板,同时调整工艺参数:浸铅锡时间减短(由5秒降为 2~3秒),前后风刀压力降低(由 4 MPa降为2.5Mpa)。为了避免柔性电路板经热处理吹皱或撕裂,提高成品合格率,也有选用化学镀镍/金工艺的。

(10)外形加工。柔性印制板的孔和外形的加工大部分都是采用冲切进行加工的。然而也并非是惟一的方法,根据情况,可以使用各种不同的方法或组合起

来进行加工。而近来随着要求的高精度化和多样化也导入了新的加工技术。目前,批量加工FPC使用最多的还是冲切,小批量FPC和FPC样品主要还是采用数控钻铣加工。这些技术很难满足今后对尺寸精度特别是位置精度标准的要求,现在新的加工技术也正逐步应用,如:激光蚀刻法、等离子体蚀刻法、化学蚀刻法等技术。这些新的外形加工技术具有非常高的位置精度,特别是化学蚀刻法不仅位置精度高且大批量生产效率较高,工艺成本较低。然而这些技术很少单独使用,一般是与冲切法组合使用。使用目的分类有FPC外形加工、FPC钻孔、FPC槽加工及有关部位的修整等。形状简单精度要求不太高的都是采用一次性冲切加工。而对于精度要求特别高的、形状复杂的基板,若用一副模具加工效率不一定达到要求的情况下,可以分几步进行加工FPC,具体的例子如插入狭小节距连接器的插头部位和高密度安装元件的定位孔等。

柔性电路板作为一种特殊的电子互连技术,有着十分显著的优越性。批量生产还需要工艺、机器设备的不断完善。从生产流程来看,只有掌握了各环节的要领,才能生产出性能可靠、外观良好的印制板。

4 柔性电路板的应用

从FPC的发展历程一路走来,我们不难发现FPC在不同发展时期所扮演的角色,继而熟悉FPC在各行业的应用,如见表1所示。

表1 FPC应用领域发展过程 20世纪八十年代 发展时期 (中期技术发展时期) 电子产品 应用扩展的新领域 军工产品 办公自动化设备 IC封装基板 通讯产品 LCD 20世纪九十年代 (近期多功能发展时期) 信息产品(计算等) 2l世纪初 (高技术、新领域发展时期) 通讯产品 4.1 FPC应用领域

FPC作为一种重要的电子商品,其在电子领域中扮演的角色亦很重要,以下重点介绍FPC的各种用途及应用。

目前,FPC已经广泛应用于MP3、MP4播放器、便携式CD播放机、家用VCD、DVD 、

数码照相机、手机及手机电池、医疗、汽车及航天领域;个人电脑:包括台式电脑和笔记本电脑,以及正在萌发的穿戴式电脑;计算机外设(以上两项是全球FPC需求最大的市场,但其增长率不高);手机:一部翻盖手机要就要用到6至10片FPC,这些FPC主要是单、双面的。多层刚挠结合板的FPC用于显示模块和照相模块;音频和视频设备是FPC第三大应用领域:便捷式产品(如MP3、MP4、移动电视、移动DVD等)和平板显示会不断增加FPC用量;其它应用市场还有医疗器械、汽车和仪表等。

近年来,3G技术、智能型手机、数码相机及显示器的需求对FPC的发展起到了很大的推动作用。比如说显示器模块,一个15英寸以上的TFT模块,需要8张到14张COG挠性电路板,同时需要4张到6张起连接作用的FPC。而TFT在TV、笔记本和监视器上有着广泛应用,因此其不可限量的市场空间也将对FPC产生不可忽视的影响。FPC的电子应用领域如表2所示。

表2 FPC主要应用产品典型例

应用产品领域 消费性电子产品 计算机 计算机周边产品 平面显示器 办公设备 通讯产品 移动电话 汽车产品 其它 产品例子 收录机、数字式摄像机、个人音响、照相机 台式电脑、笔记本型电脑、掌上型电脑 打印机、扫描机、DVD/ROM、VCD、硬盘、软盘 液晶显示面板、电机发光面板等 传真机、复印机 打字机 移动电话 发动机控制、防暴死装置(ABS)安全气囊控制、感应器,仪表板 Smart卡、医疗仪器、工业设备、宇航及军事用途 4.2 FPC的市场状况

电子产品轻、薄、短、小的需求潮流,使FPC迅速从军用品转到了民用,转向消费类电子产品,形成近年来涌现出来的几乎所有的高科技电子产品都大量采用了柔性电路板。日本学者召仓研史在《高密度挠性印制电路板》一书说:几乎所有的电气产品内部都使用了柔性电路板。例如:录像机、摄像机、盒式录音机、CD唱机、照相机、程控电话、传真机、个人电脑、文字处理机、复印机、洗衣机、电锅、空调、汽车、电子测距仪、台式电子计算机等。而今恐怕很难找到不使用

柔性电路板的稍微复杂的电子产品了。

第一手机市场,手机的功能有两个重大的变革影响刚挠结合板的发展,可动式机体设计与模块设计。在可动式机体方面,折叠式(Clamshell)或掀盖式、滑盖式的结构设计中,若以刚挠结合板取代原有的柔性电路板、刚性板、连接组件的组合,可以有较好的产品表现与产品稳定度,而在手机模块方面也是一个重要的应用,其需要较高的传输量且减少手机厂组装的缺失,因此需求量也在逐渐成长中,其应用包括目前常见的相机模块等。第二,刚挠结合板在消费性电子产品市场,消费性电子产品中以DSC、DV的应用最多,因为数字化的电子产品讯号传输量较大,刚挠结合板可以有较好的讯号通路,而DSC与DV的设计趋向于小体积且高耐用性,尽量减少接点组装所造成的不良率,所以刚挠结合板亦是合适的零件。第三汽车电子化市场,在汽车电子化的趋势下,车用的控制系统,如仪表板显示、空气品质、音响、显示器等高讯号传输量和高信赖度的要求等汽车用刚挠结合板、刚挠结合板将开始展现其优点,使得以往可由PCB刚性板或是柔性电路板完成的功能,在组件精密的趋势下,加上立体结构的车体,配线区狭窄且弯折采用刚挠结合板更能符合设计的要求。

综合分析,FPC的市场前景一片大好,目前国内的FPC厂商并不多,很多PCB厂商正在拓展自己的市场,由此看来FPC必将成为一大市场。

4.3 FPC市场应用的驱动力

目前,推动FPC产业发展的主要消费电子品。首推是移动电话。手机在近几年的发展是非常迅速的,在2003年全球手机的年产量是4.5亿左右,在2009年已经达到10亿部,增长了一倍多。同时手机中使用的FPC数量是比较多的,手机按键、手机电池、手机显示屏、手机主板等等都大量使用FPC。在珠三角绝大部分FPC工厂的主打产品都是手机上使用的,要么模组,要么背光源,要么手机摄像头等;其次是液晶显示器,LCD显示器分为TN、STN及TFT等类别,TN型主要用于简单的黑白显示产品方面,例如计算机和电子表等;STN主要用于彩色显示产品方面;TFT主要用于中大型平面显示、如笔记本电脑、LCDMonitor、LCDTV等。因为这些消费类产品在近几年和未来几年都会稳定增长,从而使FPC稳定成长;第三类数码相机,但是因为其中使用的FPC主要是刚挠结合板,市场和生产主要分布在日本,在我们国家生产数码相机上使用的FPC工厂是比较少的。另外有IC载板市场的增长在2001

年到2009年的复合成长率为30%左右,从而促进FPC相应成长。

柔性电路板大力普及和应用的市场驱动力有以下几个方面:

(1)便携式产品需求增长,刺激了手机、笔记本电脑、液晶平面显示器、数码相机等电子产品大量使用柔性电路板,单以手机来说,全球每年产量是近5亿部,每月需生产5000万部,每部手机上有1~3块FPC(翻盖手机2~3片),可以想象需求量是巨大的。旋转式、、折叠式、拉长式的手机新品种出台,加速了FPC技术的更新换代,FPC成了电子设备的关键互连件。

(2)通信领域通向高频、微波、阻抗控制,使挠性电路板在通信领域需求增长,特别是电信交换站中使用FPC日趋广泛。

(3)BGA(球栅陈列封装)和CSP(芯片级封装)及COF(新品直接封装在柔性电路板上),MCM(多芯片模块)都需要大量使用挠性封装载板。

(4)军用市场稳固地向商用市场转移,军用介入了标准的大批量商用设计,促使高可靠、长寿命和轻小的医疗器械,航空航天设备等都需要大量柔性电路板。

手机是软板市场的主要增长动力,尤其是智能手机和高端手机。消费类电子领域成长力度也不错。消费类电子的笔记本电脑、PND、数码相机、DV、液晶电视、等离子电视、媒体播放器等产品中,软板的使用频率会随着其性能和追求超薄体积而不断增加。笔记本电脑和平板电视大量采用LED背光,软板通常是LED与主电路连接的最常见方式。

据日本的统计,信息科技产品占柔性电路板使用50%,移动电话占30%,其它类产品占20%。中国劳动力成本低,消费市场具有潜在规模,学习掌握技术很快,消费类电子产品必定会迅速增长。日本人把消费电子类产品分成12类,其中8类中国已在生产上排在全球第一。这8类产品是:DVD机、DVD光驱、笔记本电脑、手机、PDA、彩电、汽车音响,这8类产品都需要要大量使用FPC。

FPC柔性电路板市场广阔,前景诱人,技术含量高,而且是经久不衰的,是朝阳工业,国家鼓励项目,FPC成为近两年行业内最热门的议题之一。

5 柔性电路板发展动向

移动通信、汽车和消费电子的发展对柔性电路板的发展带来了革命性的推动作用。特别是手机、数码相机、笔记本电脑以及相关的显示器等,对FPC需求量很


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