Флексибилен процес на производство на ПХБ: Сè што треба да знаете

Флексибилната ПХБ (плочка со печатено коло) станува сè попопуларна и широко користена во различни индустрии. Од потрошувачка електроника до автомобилски апликации, fpc PCB носи подобрена функционалност и издржливост на електронските уреди. Сепак, разбирањето на флексибилниот процес на производство на ПХБ е од клучно значење за да се обезбеди неговиот квалитет и доверливост. Во овој блог пост, ќе ги истражимефлекс процес на производство на ПХБво детали, покривајќи го секој од клучните чекори кои се вклучени.

1. Фаза на дизајн и распоред:

Првиот чекор во процесот на производство на флекс кола е фазата на дизајнирање и распоред. Во овој момент, шематскиот дијаграм и распоредот на компонентите се завршени. Дизајнерските софтверски алатки како што се Altium Designer и Cadence Allegro обезбедуваат точност и ефикасност во оваа фаза. Мора да се земат предвид барањата за дизајн како што се големината, обликот и функцијата за да се приспособи флексибилноста на ПХБ.

За време на фазата на дизајн и распоред на производството на флексибилни ПХБ плочи, треба да се следат неколку чекори за да се обезбеди точен и ефикасен дизајн. Овие чекори вклучуваат:

Шематски:
Направете шема за да ги илустрирате електричните врски и функцијата на колото. Таа служи како основа за целиот процес на дизајнирање.
Поставување на компоненти:
Откако ќе заврши шемата, следниот чекор е да се одреди поставеноста на компонентите на плочата за печатено коло. Фактори како што се интегритетот на сигналот, термичкиот менаџмент и механичките ограничувања се земаат предвид при поставувањето на компонентите.
Рутирање:
Откако ќе се постават компонентите, трагите на печатеното коло се насочуваат за да се воспостават електрични врски помеѓу компонентите. Во оваа фаза, треба да се земат предвид барањата за флексибилност на флексибилното коло ПХБ. Специјални техники за насочување, како што се меандер или серпентина рутирање може да се користат за да се приспособат на свиоците и флексибилноста на плочката.

Проверка на правилата за дизајн:
Пред да се финализира дизајнот, се врши проверка на правилата за дизајн (DRC) за да се осигура дека дизајнот ги исполнува специфичните барања за производство. Ова вклучува проверка на електрични грешки, минимална ширина и растојание на трагата и други ограничувања на дизајнот.
Генерирање на датотеки на Гербер:
По завршувањето на дизајнот, дизајнерската датотека се претвора во датотека Гербер, која ги содржи производните информации потребни за производство на флекс печатеното коло. Овие датотеки вклучуваат информации за слојот, поставување на компоненти и детали за рутирање.
Верификација на дизајнот:
Дизајните може да се проверат преку симулација и прототипирање пред да влезат во фазата на производство. Ова помага да се идентификуваат сите потенцијални проблеми или подобрувања што треба да се направат пред производството.

Дизајнерските софтверски алатки како што се Altium Designer и Cadence Allegro помагаат да се поедностави процесот на дизајнирање преку обезбедување карактеристики како што се шематско снимање, поставување на компоненти, рутирање и проверка на правилата за дизајн. Овие алатки обезбедуваат точност и ефикасност во дизајнот на флексибилно печатено коло fpc.

2. Избор на материјал:

Изборот на вистинскиот материјал е од клучно значење за успешното производство на флексибилни ПХБ. Најчесто користените материјали вклучуваат флексибилни полимери, бакарна фолија и лепила. Изборот зависи од фактори како што се планираната апликација, барањата за флексибилност и отпорноста на температурата. Темелното истражување и соработката со добавувачите на материјали гарантира дека најдобриот материјал е избран за одреден проект.

Еве неколку фактори што треба да се земат предвид при изборот на материјал:

Барања за флексибилност:
Избраниот материјал треба да ја има потребната флексибилност за да ги задоволи специфичните потреби за апликација. Достапни се различни видови на флексибилни полимери, како што се полиимид (PI) и полиестер (ПЕТ), секој со различен степен на флексибилност.
Отпорност на температура:
Материјалот треба да може да го издржи работниот температурен опсег на апликацијата без деформација или деградација. Различни флексибилни подлоги имаат различни максимални температурни оценки, па затоа е важно да се избере материјал кој може да се справи со потребните температурни услови.
Електрични својства:
Материјалите треба да имаат добри електрични својства, како што се ниска диелектрична константа и тангента со мала загуба, за да се обезбеди оптимален интегритет на сигналот. Бакарната фолија често се користи како проводник во флексибилното коло на fpc поради одличната електрична спроводливост.
Механички својства:
Избраниот материјал треба да има добра механичка сила и да може да издржи свиткување и виткање без пукање или пукање. Лепилата што се користат за поврзување на слоевите на flexpcb треба да имаат и добри механички својства за да обезбедат стабилност и издржливост.
Компатибилност со производните процеси:
Избраниот материјал треба да биде компатибилен со вклучените производни процеси, како што се ламиниране, офорт и заварување. Важно е да се земе предвид компатибилноста на материјалот со овие процеси за да се обезбедат успешни производствени резултати.

Со разгледување на овие фактори и работа со добавувачи на материјали, може да се изберат соодветни материјали за да се задоволат барањата за флексибилност, температурна отпорност, електрични перформанси, механички перформанси и барања за компатибилност на проект за флексибилни ПХБ.

3. Подготовка на подлогата:

За време на фазата на подготовка на подлогата, флексибилниот филм служи како основа за ПХБ. И за време на фазата на подготовка на подлогата при изработката на флексибилното коло, често е неопходно да се исчисти флексибилната фолија за да се осигура дека нема нечистотии или остатоци што може да влијаат на перформансите на ПХБ. Процесот на чистење обично вклучува употреба на комбинација на хемиски и механички методи за отстранување на загадувачите. Овој чекор е многу важен за да се обезбеди соодветна адхезија и врзување на следните слоеви.

По чистењето, флексибилниот филм е обложен со леплив материјал кој ги поврзува слоевите. Материјалот за лепило што се користи е обично специјален леплив филм или течно лепило, кое е рамномерно обложено на површината на флексибилниот филм. Лепилата помагаат да се обезбеди структурен интегритет и сигурност на флексијата на ПХБ со цврсто поврзување на слоевите заедно.

Изборот на леплив материјал е од клучно значење за да се обезбеди правилно лепење и исполнување на специфичните барања на апликацијата. При изборот на материјал за лепило треба да се земат предвид факторите како што се јачината на врската, отпорноста на температурата, флексибилноста и компатибилноста со други материјали што се користат во процесот на склопување на ПХБ.

Откако ќе се нанесе лепилото, флексибилниот филм може дополнително да се обработи за следните слоеви, како што се додавање бакарна фолија како спроводливи траги, додавање диелектрични слоеви или поврзувачки компоненти. Лепилата делуваат како лепак во текот на процесот на производство за да создадат стабилна и сигурна флексибилна структура на ПХБ.

4. Бакарна обвивка:

По подготовката на подлогата, следниот чекор е да се додаде слој од бакар. Ова се постигнува со ламинирање на бакарна фолија во флексибилен филм со помош на топлина и притисок. Бакарниот слој делува како проводен пат за електрични сигнали во рамките на флексибилната ПХБ.

Дебелината и квалитетот на бакарниот слој се клучни фактори за одредување на перформансите и издржливоста на флексибилниот ПХБ. Дебелината обично се мери во унци по квадратен метар (oz/ft²), со опции кои се движат од 0,5 oz/ft² до 4 oz/ft². Изборот на дебелина на бакар зависи од барањата на дизајнот на колото и саканите електрични перформанси.

Подебелите бакарни слоеви обезбедуваат помал отпор и подобра способност за пренос на струја, што ги прави погодни за апликации со висока моќност. Од друга страна, потенките бакарни слоеви обезбедуваат флексибилност и се претпочитаат за апликации кои бараат свиткување или свиткување на печатеното коло.

Обезбедувањето на квалитетот на бакарниот слој е исто така важно, бидејќи сите дефекти или нечистотии може да влијаат на електричните перформанси и доверливоста на флекс плочката ПХБ. Вообичаените размислувања за квалитетот вклучуваат униформност на дебелината на бакарниот слој, отсуство на дупки или празнини и соодветна адхезија на подлогата. Обезбедувањето на овие квалитетни аспекти може да помогне да се постигнат најдобри перформанси и долговечност на вашиот флексен ПХБ.

5. Шема на кола:

Во оваа фаза, саканиот модел на коло се формира со офортување на вишокот бакар со помош на хемиски офорт. Фоторезист се нанесува на бакарната површина, проследено со изложеност и развој на УВ. Процесот на офорт го отстранува несаканиот бакар, оставајќи ги саканите траги на колото, влошки и виси.

Еве подетален опис на процесот:

Примена на фоторезист:
На бакарната површина се нанесува тенок слој од фотосензитивен материјал (наречен фоторезист). Фоторезистите обично се обложуваат со помош на процес наречен спин обложување, во кој подлогата се ротира со големи брзини за да се обезбеди униформа облога.
Изложеност на УВ светлина:
На бакарната површина обложена со фоторезист се поставува фотомаска која ја содржи саканата шема на колото. Подлогата потоа е изложена на ултравиолетова (УВ) светлина. УВ светлината поминува низ проѕирните области на фотомаската додека е блокирана од непроѕирните области. Изложеноста на УВ светлина селективно ги менува хемиските својства на фоторезистот, во зависност од тоа дали е отпор со позитивен или негативен тон.
Развивање:
По изложување на УВ светлина, фоторезистот се развива со користење на хемиски раствор. Фоторезистите со позитивен тон се растворливи кај развивачите, додека фоторезистите со негативни тонови се нерастворливи. Овој процес го отстранува несаканиот фоторезист од бакарната површина, оставајќи ја саканата шема на колото.
Офорт:
Штом преостанатиот фоторезист ќе ја дефинира шемата на колото, следниот чекор е да се издлаби вишокот бакар. За растворање на отворените бакарни површини се користи хемиски обојувач (обично кисел раствор). Ечантот го отстранува бакарот и остава траги на колото, перничиња и виси дефинирани од фоторезистот.
Отстранување на фоторезист:
По офорт, преостанатиот фоторезист се отстранува од флексибилната ПХБ. Овој чекор обично се изведува со користење на раствор за соголување што го раствора фоторезистот, оставајќи ја само шемата на бакарното коло.
Инспекција и контрола на квалитет:
Конечно, флексибилното печатено коло е темелно проверено за да се обезбеди точност на шемата на колото и да се детектираат сите дефекти. Ова е важен чекор во обезбедувањето на квалитетот и доверливоста на флексибилните ПХБ.

Со извршување на овие чекори, посакуваната шема на коло успешно се формира на флексибилната ПХБ, поставувајќи ја основата за следната фаза на склопување и производство.

6. Маска за лемење и печатење на екран:

Маската за лемење се користи за заштита на кола и спречување на мостови за лемење за време на склопувањето. Потоа се печати на екран за да се додадат потребните етикети, логоа и ознаки на компоненти за дополнителна функционалност и цели за идентификација.

Следното е процесот на воведување на маска за лемење и печатење на екран:

Маска за лемење:
Примена на маска за лемење:
Маската за лемење е заштитен слој нанесен на отвореното бакарно коло на флексибилната ПХБ. Обично се применува со помош на процес наречен печатење на екран. Мастилото за маска за лемење, обично зелено, е испечатено на екранот на ПХБ и ги покрива бакарните траги, перничињата и висите, изложувајќи ги само потребните области.
Стврднување и сушење:
Откако ќе се нанесе маската за лемење, флексибилната ПХБ ќе помине низ процес на стврднување и сушење. Електронската ПХБ обично поминува низ транспортерска печка каде што маската за лемење се загрева за да се зацврсти и стврдне. Ова осигурува дека маската за лемење обезбедува ефикасна заштита и изолација за колото.

Области на отворени подлоги:
Во некои случаи, одредени области на маската за лемење се оставаат отворени за да се изложат бакарни влошки за лемење на компонентите. Овие области на подлоги често се нарекуваат подлоги за отворени маски за лемење (SMO) или залепени маски дефинирани (SMD). Ова овозможува лесно лемење и обезбедува сигурна врска помеѓу компонентата и плочката за плочка.

печатење на екран:
Подготовка на уметнички дела:
Пред печатење на екран, креирајте уметнички дела што вклучуваат етикети, логоа и индикатори за компоненти потребни за флексибилната ПХБ плоча. Ова уметничко дело обично се прави со помош на софтвер за дизајн со помош на компјутер (CAD).
Подготовка на екранот:
Користете уметнички дела за да креирате шаблони или екрани. Областите што треба да се испечатат остануваат отворени додека останатите се блокирани. Ова обично се прави со премачкување на екранот со фотосензитивна емулзија и изложување на УВ зраци користејќи уметнички дела.
Апликација за мастило:
Откако ќе го подготвите екранот, нанесете го мастилото на екранот и користете гума за да го раширите мастилото на отворените површини. Мастилото поминува низ отворената област и се депонира на маската за лемење, додавајќи ги саканите етикети, логоа и индикатори за компоненти.
Сушење и стврднување:
По печатењето на екран, флексибилната ПХБ поминува низ процес на сушење и стврднување за да се осигура дека мастилото правилно се прилепува на површината на маската за лемење. Ова може да се постигне со дозволување на мастилото да се исуши или со употреба на топлина или УВ светлина за да се залепи и зацврсти мастилото.

Комбинацијата на маска за лемење и свилен екран обезбедува заштита на колата и додава елемент за визуелен идентитет за полесно склопување и идентификација на компонентите на флексибилната ПХБ.

7. Склопување на SMT PCBна компоненти:

Во фазата на склопување на компонентите, електронските компоненти се поставуваат и лемеат на флексибилното печатено коло. Ова може да се направи преку рачни или автоматизирани процеси, во зависност од обемот на производството. Поставувањето на компонентите е внимателно разгледано за да се обезбедат оптимални перформанси и да се минимизира стресот на флексибилната ПХБ.

Следниве се главните чекори вклучени во склопувањето на компонентите:

Избор на компоненти:
Изберете соодветни електронски компоненти според дизајнот на колото и функционалните барања. Овие елементи може да вклучуваат отпорници, кондензатори, интегрирани кола, конектори и слично.
Подготовка на компоненти:
Секоја компонента се подготвува за поставување, осигурувајќи се дека каблите или влошките се правилно исечени, исправени и исчистени (ако е потребно). Компонентите за површинска монтажа може да се појават во форма на ролна или фиока, додека компонентите преку дупки може да бидат во пакување на големо.
Поставување на компоненти:
Во зависност од обемот на производството, компонентите се поставуваат на флексибилната ПХБ рачно или со помош на автоматизирана опрема. Автоматското поставување на компоненти обично се врши со помош на машина за собирање и поставување, која прецизно ги поставува компонентите на правилните влошки или паста за лемење на флексибилната ПХБ.
Лемење:
Откако компонентите ќе се стават на место, се врши процес на лемење за трајно прицврстување на компонентите на флексибилната ПХБ. Ова обично се прави со користење на повторно лемење за компонентите за површинско монтирање и лемење со бранови или рачно за компонентите преку дупки.
Повторно лемење:
При повторното лемење, целата ПХБ се загрева до одредена температура со помош на рерна за преточување или сличен метод. Пастата за лемење нанесена на соодветната подлога се топи и создава врска помеѓу одводот на компонентата и подлогата за ПХБ, создавајќи силна електрична и механичка врска.
Брано лемење:
За компонентите преку дупки, обично се користи лемење со бранови. Флексибилното печатено коло се пренесува низ бран од стопено лемење, кое ги навлажнува изложените кабли и создава врска помеѓу компонентата и плочата за печатено коло.
Рачно лемење:
Во некои случаи, некои компоненти може да бараат рачно лемење. Вештиот техничар користи рачка за лемење за да создаде споеви за лемење помеѓу компонентите и флексибилната ПХБ. Инспекција и тестирање:
По лемењето, склопената флексибилна ПХБ се проверува за да се осигура дека сите компоненти се правилно залемени и дека нема дефекти како што се мостови за лемење, отворени кола или неусогласени компоненти. Може да се изврши и функционално тестирање за да се потврди правилната работа на склопеното коло.

8. Тест и инспекција:

За да се обезбеди сигурност и функционалност на флексибилните ПХБ, тестирањето и инспекцијата се неопходни. Различни техники како што се автоматска оптичка инспекција (AOI) и тестирање во коло (ИКТ) помагаат да се идентификуваат потенцијалните дефекти, шорцеви или отвори. Овој чекор осигурува дека само висококвалитетните ПХБ влегуваат во производниот процес.

Следниве техники најчесто се користат во оваа фаза:

Автоматска оптичка инспекција (AOI):
AOI системите користат камери и алгоритми за обработка на слики за да ги проверат флексибилните ПХБ за дефекти. Тие можат да детектираат проблеми како што се неусогласеност на компонентите, компоненти што недостасуваат, дефекти на спојниците за лемење како што се мостови за лемење или недоволно лемење и други визуелни дефекти. AOI е брз и ефективен метод за проверка на ПХБ.
Тестирање во коло (ИКТ):
ИКТ се користи за тестирање на електричното поврзување и функционалноста на флексибилните ПХБ. Овој тест вклучува примена на тест сонди на одредени точки на ПХБ и мерење на електричните параметри за да се провери дали има шорцеви, отвори и функционалност на компонентите. ИКТ често се користи во производството со голем волумен за брзо да се идентификуваат сите електрични дефекти.
Функционално тестирање:
Покрај ИКТ, може да се изврши и функционално тестирање за да се осигури дека склопената флексибилна ПХБ правилно ја извршува својата предвидена функција. Ова може да вклучи напојување на ПХБ и потврдување на излезот и одговорот на колото со помош на опрема за тестирање или наменска опрема за тестирање.
Електрично тестирање и тестирање на континуитет:
Електричното тестирање вклучува мерење на електричните параметри како отпор, капацитивност и напон за да се обезбедат соодветни електрични врски на флексибилната ПХБ. Тестирањето на континуитет проверува дали има отвори или шорцеви што може да влијаат на функционалноста на ПХБ.

Со користење на овие техники за тестирање и инспекција, производителите можат да ги идентификуваат и поправат сите дефекти или дефекти на флексибилните ПХБ пред да влезат во производниот процес. Ова помага да се обезбеди дека само висококвалитетни ПХБ се испорачуваат на клиентите, со што се подобрува доверливоста и перформансите.

9. Обликување и пакување:

Откако флексибилното печатено коло ќе ја помине фазата на тестирање и инспекција, таа поминува низ последниот процес на чистење за да се отстранат сите остатоци или контаминација. Флекс ПХБ потоа се сече на поединечни единици, подготвени за пакување. Правилното пакување е од суштинско значење за заштита на ПХБ за време на транспортот и ракувањето.

Еве неколку клучни точки што треба да се земат предвид:

Антистатичко пакување:
Бидејќи флексибилните ПХБ се подложни на оштетување од електростатско празнење (ESD), тие треба да се пакуваат со антистатички материјали. Антистатички кеси или фиоки направени од спроводливи материјали често се користат за заштита на ПХБ од статички електрицитет. Овие материјали спречуваат акумулација и празнење на статички полнења што може да ги оштетат компонентите или кола на ПХБ.
Заштита од влага:
Влагата може негативно да влијае на работата на флексибилните ПХБ, особено ако тие имаат откриени метални траги или компоненти кои се чувствителни на влага. Материјалите за пакување кои обезбедуваат бариера за влага, како што се кеси за бариера за влага или пакувања со средства за сушење, помагаат да се спречи навлегувањето на влагата за време на транспортот или складирањето.
Амортизирање и апсорпција на удари:
Флексибилните ПХБ се релативно кревки и лесно може да се оштетат со грубо ракување, удар или вибрации за време на транспортот. Материјалите за пакување како обвивка со меурчиња, влошки од пена или ленти од пена може да обезбедат амортизација и апсорпција на удари за да ја заштитат ПХБ од такво потенцијално оштетување.
Правилно означување:
Важно е да имате релевантни информации како што се името на производот, количината, датумот на производство и какви било упатства за ракување на пакувањето. Ова помага да се обезбеди правилна идентификација, ракување и складирање на ПХБ.
Безбедно пакување:
За да се спречи какво било движење или поместување на ПХБ внатре во пакувањето за време на испораката, тие мора да бидат соодветно обезбедени. Материјалите за внатрешно пакување, како што се лента, разделувачи или други тела може да помогнат да се одржи ПХБ на место и да се спречи оштетување од движење.

Следејќи ги овие практики за пакување, производителите можат да се погрижат флексибилните ПХБ да се добро заштитени и да пристигнуваат до нивната дестинација во безбедна и целосна состојба, подготвени за инсталација или понатамошно склопување.

10. Контрола на квалитет и испорака:

Пред да испратиме флексибилни ПХБ до клиенти или монтажни погони, спроведуваме строги мерки за контрола на квалитетот за да обезбедиме усогласеност со индустриските стандарди. Ова вклучува обемна документација, следливост и усогласеност со барањата специфични за клиентите. Почитувањето на овие процеси за контрола на квалитетот гарантира дека клиентите добиваат сигурни и висококвалитетни флексибилни ПХБ.

Еве неколку дополнителни детали за контролата на квалитетот и испораката:

Документација:
Ние одржуваме сеопфатна документација во текот на процесот на производство, вклучувајќи ги сите спецификации, датотеки за дизајн и записи за инспекција. Оваа документација обезбедува следливост и ни овозможува да ги идентификуваме сите проблеми или отстапувања што можеби се случиле за време на производството.
Следливост:
На секој флекс ПХБ му е доделен единствен идентификатор, што ни овозможува да го следиме целото негово патување од суровина до конечна испорака. Оваа следливост осигурува дека сите потенцијални проблеми можат брзо да се решат и изолираат. Исто така, го олеснува повлекувањето на производот или испитувањето доколку е потребно.
Усогласеност со барањата специфични за клиентите:
Ние активно работиме со нашите клиенти за да ги разбереме нивните уникатни барања и да обезбедиме нашите процеси за контрола на квалитетот да ги задоволат нивните барања. Ова вклучува фактори како што се специфичните стандарди за изведба, барањата за пакување и етикетирање и сите потребни сертификати или стандарди.
Инспекција и тестирање:
Спроведуваме темелна инспекција и тестирање во сите фази од производниот процес за да го потврдиме квалитетот и функционалноста на флексибилните печатени кола. Ова вклучува визуелна инспекција, електрично тестирање и други специјализирани мерки за откривање на какви било дефекти како што се отвори, шорцеви или проблеми со лемењето.
Пакување и испорака:
Откако флексните ПХБ ќе ги поминат сите мерки за контрола на квалитетот, ние внимателно ги пакуваме користејќи соодветни материјали, како што беше претходно споменато. Исто така, гарантираме дека пакувањето е соодветно означено со релевантни информации за да се обезбеди правилно ракување и да се спречи какво било лошо ракување или забуна за време на испораката.
Начини за испорака и партнери:
Ние работиме со реномирани партнери за испорака кои се искусни во ракување со деликатни електронски компоненти. Ние го избираме најсоодветниот метод за испорака врз основа на фактори како што се брзина, цена и дестинација. Дополнително, ги следиме и следиме пратките за да се осигураме дека се испорачуваат во очекуваната временска рамка.

Со строго почитување на овие мерки за контрола на квалитетот, можеме да гарантираме дека нашите клиенти добиваат доверлива и најквалитетна флексибилна ПХБ која ги задоволува нивните барања.

Сумирано,разбирањето на флексибилниот процес на производство на ПХБ е од клучно значење и за производителите и за крајните корисници. Со следење на прецизен дизајн, избор на материјали, подготовка на подлогата, шаблони на кола, склопување, тестирање и методи на пакување, производителите можат да произведуваат флексибилни ПХБ кои ги исполнуваат највисоките стандарди за квалитет. Како клучна компонента на современите електронски уреди, флексибилните кола можат да поттикнат иновации и да донесат подобрена функционалност во различни индустрии.