雙面柔性線路板網(wǎng)印中的問(wèn)題

鄒偉民

近些年我國(guó)的電子儀器業(yè)得到了很快的發(fā)展，這有賴(lài)于雙面柔性線路板網(wǎng)印技術(shù)，其可以成批量進(jìn)行網(wǎng)印，保證網(wǎng)印質(zhì)量，降低產(chǎn)品的加工成本。但是在實(shí)際網(wǎng)印中還存在一些問(wèn)題，例如上層雙面柔性線路板網(wǎng)印時(shí)容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，下層雙面柔性線路板網(wǎng)印時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，上層和下層線路不能有效導(dǎo)通等。為了提高這一工藝技術(shù)，下面就分析雙面柔性線路板的優(yōu)勢(shì)，柔性線路板時(shí)可供使用的材料，網(wǎng)印中的技術(shù)要點(diǎn)等，希望給有關(guān)人士一些借鑒。

【關(guān)鍵詞】雙面柔性 線路板 網(wǎng)印問(wèn)題

一般使用的線路板可以分為硬性線路板、柔性線路板，對(duì)于柔性線路板而言，可以作為曲面配線板使用，一般都使用聚酰亞胺片作為絕緣材料，一般設(shè)置的基板厚度在25～100μm之間，在上面要貼合厚度為35μm-70μm的銅箔，加工后一段時(shí)間內(nèi)銅箔就會(huì)形成有效的抗腐蝕薄膜，通過(guò)腐蝕的方法制作成導(dǎo)體型板，下面就進(jìn)行深入分析。

1 分析雙面柔性線路板的具體用途

1.1 具有適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)

對(duì)于柔性印刷電路板而言，在柔軟的聚合物絕緣基材上蝕刻出銅電路或印制出聚合物厚膜電路，和一些硬性印刷電路板相比，柔性印刷電路板的優(yōu)點(diǎn)非常多，例如在實(shí)際應(yīng)用中可以自動(dòng)折疊、自動(dòng)卷繞、自動(dòng)彎曲，在使用中可以進(jìn)行扭轉(zhuǎn)和移動(dòng)，但是卻不會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線損壞，據(jù)相關(guān)技術(shù)人員測(cè)試，這種柔性線路板能夠

承受數(shù)百萬(wàn)次的動(dòng)態(tài)彎曲，同時(shí)可以根據(jù)具體的空間布局情況，隨意設(shè)計(jì)線路，對(duì)于所要求的不同形狀，或者具體的封裝尺寸不同，其都可以很好的進(jìn)行處理，因此實(shí)際應(yīng)用中非常廣泛。

1.2 整體優(yōu)勢(shì)明顯

雙面柔性線路板屬于多層電路，在應(yīng)用中表現(xiàn)出更好的可靠性，其熱傳導(dǎo)性也要高出很多，除此之外，其結(jié)構(gòu)緊密，可以保證上層線路和下層線路的導(dǎo)通，當(dāng)所有的組件都印制一面時(shí)，可以在這種雙面柔性板后面增加一層F R 4增強(qiáng)材料，整體造價(jià)會(huì)更低。選擇使用單層板或是雙層板，主要根據(jù)線路的復(fù)雜程度，對(duì)于柔性電路而言，開(kāi)始使用時(shí)大都使用在小型的電子產(chǎn)品中，但是隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，這一技術(shù)在軍事領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域也開(kāi)始使用。

2 網(wǎng)印柔性線路板時(shí)可供使用的材料

2.1 雙面柔性線路板中增加增強(qiáng)板

為了強(qiáng)化柔性薄膜基板，可以在其局部增加增強(qiáng)板，這樣在網(wǎng)印操作中，方便固定和連接，結(jié)合實(shí)際用途的不同，常用的材料有鋼板、環(huán)氧玻纖布板、鋁板、聚酯等。這樣就保證了雙面柔性線路板使用的廣泛性，根據(jù)客戶要求選用不同的材質(zhì)，保證所需要的性能。

2.2 分析使用的保護(hù)膜、膠粘劑

為了達(dá)到對(duì)雙面柔性線路板的絕緣保護(hù)要求，在其表面上可以使用保護(hù)膜，主要是將一層保護(hù)薄膜覆蓋在柔性印制電路板表面，不僅可以保護(hù)板面的導(dǎo)線，而且還可以提高基板的強(qiáng)度，一般選用的保護(hù)膜厚度在25μm-13μm范圍，但是一些需求商也使用了25μm厚的保護(hù)膜，應(yīng)用效果發(fā)現(xiàn)這種電路板比較硬，但是其加工成本較低。在實(shí)際設(shè)計(jì)中會(huì)有很多有很大彎折的電路板，根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)總結(jié)選擇13μm厚的保護(hù)膜為宜可以保證整體性能的發(fā)揮。對(duì)于使用的膠粘劑而言，主要有兩種分別是聚乙烯材質(zhì)和環(huán)氧樹(shù)脂材質(zhì)，但是使用環(huán)氧樹(shù)脂其電路板手感不好，材質(zhì)比較硬。完成電路板的熱壓工序之后，在保護(hù)膜邊緣會(huì)擠出一些透明膠，當(dāng)焊盤(pán)尺寸大于保護(hù)膜開(kāi)孔尺寸，擠出膠會(huì)減小焊盤(pán)尺寸并造成其邊緣的不規(guī)則。針對(duì)這一情況，技術(shù)人員必須使用厚度為13μm的透明膠。對(duì)于電路板的外層圖形而言，通常會(huì)使用感光顯影作為保護(hù)材料，還可以使用聚酰亞胺材料，但是其優(yōu)勢(shì)并不明顯，具體應(yīng)用中不需要使用膠粘劑，和需要保護(hù)的線路板利用層壓方式進(jìn)行壓合。如圖1所示。

2.3 對(duì)粘結(jié)材料的分析

對(duì)于粘結(jié)材料而言，進(jìn)行柔性線路板制作時(shí)非常重要，主要作用就是將金屬箔和薄膜粘結(jié)好，或者將覆蓋膜和粘結(jié)薄膜粘結(jié)好。聚乙烯、環(huán)氧樹(shù)脂等都是常用的粘結(jié)材料。對(duì)于聚乙烯材質(zhì)而言，其沒(méi)有很高的強(qiáng)度，一般需要柔軟的電路板時(shí)會(huì)使用聚乙烯材質(zhì)。使用的透明膠和基材越厚，那么加工制作的電路板也就越硬，使用中如果電路板需要彎折，甚至整個(gè)區(qū)域都要進(jìn)行彎折，使用的基材要少，使用的透明膠也要少，有效降低銅箔表面產(chǎn)生的應(yīng)力，避免銅箔出現(xiàn)很多的裂縫。除此之外，對(duì)于需要彎折的區(qū)域，技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)為單層板，選擇粘結(jié)材料時(shí)，應(yīng)該根據(jù)使用基材情況，使用聚酰亞胺材料和聚酯材料選用的粘結(jié)材料就不同。進(jìn)行粘結(jié)片的選擇過(guò)程中，必須對(duì)材料的熱膨脹性和流動(dòng)性進(jìn)行考慮，對(duì)于丙烯酸粘結(jié)片而言，在玻璃化時(shí)其溫度非常低，鉆孔時(shí)會(huì)出現(xiàn)很多沾污，很難有效予以去除，直接導(dǎo)致金屬化孔質(zhì)量下降，針對(duì)這一情況，選擇多層柔性電路的層間粘結(jié)片時(shí)一般會(huì)使用聚酰亞胺材料，二者相互的配合會(huì)使其熱膨脹系數(shù)一致，有效解決了多層柔性電路中尺寸不穩(wěn)定等問(wèn)題。

2.4 分析電路板中使用的基材

一般線路板和柔性線路板使用的基材是不同的，一般所有的線路板都要使用絕緣基材，這種基材是一種可以撓曲的絕緣薄膜，具體應(yīng)用時(shí)工作人員要考察不同材料的厚度、機(jī)械性能、電氣性能、耐熱性、覆形等，優(yōu)選出最為符合實(shí)際需求的基材，如果需要比較硬的線路板，選用的基材厚度為50μm，如果使用柔性的線路板，選用基材的厚度為13μm。

3 分析在網(wǎng)印雙面柔性線路板過(guò)程中需要處理的問(wèn)題

3.1 分析網(wǎng)印雙面柔性線路板的原理

在進(jìn)行柔性線路板加工制作過(guò)程中，通常會(huì)使用網(wǎng)版印刷方式，一般在印刷單面印刷線路板時(shí)被經(jīng)常使用，印刷雙面板的數(shù)量較少，但是印制雙面硬質(zhì)線路

板的數(shù)量卻很多。由此可見(jiàn)，柔性線路板采用印制方式生產(chǎn)還是比較普及的，只是由于市場(chǎng)因素，造價(jià)成本導(dǎo)致其所占有比例不同。對(duì)于雙面柔性線路板而言，其印制原理和一般的印制硬質(zhì)線路板都一樣，如果要印制硬質(zhì)線路板，對(duì)于其中兩層線路的導(dǎo)通，可以選用沉銅的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于雙面柔性線路板而言，其兩層線路的導(dǎo)通主要使用了銀墨，其會(huì)從小孔中滲透，將線路板的上下兩層都灌通，這樣就完成了加工制作。但是在實(shí)際加工過(guò)程中，為了保證質(zhì)量，就必須對(duì)以碳墨為導(dǎo)電油墨的雙面柔性線路板的網(wǎng)版印刷中所要注意的事項(xiàng)進(jìn)行分析，希望給相關(guān)的技術(shù)人員一些借鑒和建議。

3.2 分析上層雙面柔性線路板網(wǎng)印技術(shù)要點(diǎn)

在網(wǎng)印之前先選擇好使用的材料，對(duì)材料提前進(jìn)行烘烤預(yù)處理，這樣在網(wǎng)印中就不會(huì)發(fā)生收縮變形問(wèn)題，否則在以后的加工環(huán)節(jié)中將會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，直接影響網(wǎng)印質(zhì)量。為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在雙面柔性線路板上有些尺寸精度要求很高，可以將其編號(hào)為A，有利用和下層線路B進(jìn)行區(qū)分。一般會(huì)選用碳墨材料網(wǎng)印出A面線路，具體在網(wǎng)印操作中，一定要控制好油墨的厚度，油墨厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，整個(gè)線路對(duì)電阻的要求也就能達(dá)到，保證以后正常的使用。

3.3 分析進(jìn)行沖壓灌碳孔時(shí)所注意的要點(diǎn)

結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，一般灌碳孔直徑在0.8～1.0mm范圍。在灌碳孔過(guò)程中，孔的大小一定要適當(dāng)，如果灌碳孔太大，進(jìn)行下層線路的網(wǎng)印過(guò)程中，

通過(guò)灌碳孔滲透的碳墨過(guò)多，剩余的油墨就會(huì)流過(guò)灌碳孔，這種油墨不好清理，如果不能徹底清除，其會(huì)長(zhǎng)期殘留在網(wǎng)印工作臺(tái)上，不僅影響整體的美觀性，還容易導(dǎo)致線路出現(xiàn)短路問(wèn)題。除此之外，線路的寬度是有限的，因此碳孔大小不能超過(guò)這個(gè)寬度范圍，如果灌碳孔直徑過(guò)小也存在一定的問(wèn)題，在以后制作沖壓模具時(shí)存在較大的困難，一般都選用PET作為材料，在完成沖壓灌碳孔之后落料不容易脫落，只能使用人工剝落的方式，否則在下道工序中會(huì)蓋住灌碳孔，不利于油墨的有效流動(dòng)，直接導(dǎo)致上層線路和下層線路導(dǎo)通存在障礙。另一方面，當(dāng)所設(shè)置的灌碳孔過(guò)小后，所透過(guò)的油墨量就少，導(dǎo)致上下兩層線路不容易導(dǎo)通，針對(duì)這一情況，進(jìn)行灌碳孔沖壓時(shí)一定要考慮上層線路面，要求其始終朝上，主要目的就是讓鋸齒樣的突起、飛邊等朝向未網(wǎng)印的一邊，有利于進(jìn)行下一道工序的操作。為了提高這兩層線路導(dǎo)通的概率，在相同的一點(diǎn)可以增加一個(gè)灌碳孔，所設(shè)置的具體距離要結(jié)合實(shí)際寬度決定，不能過(guò)大也不同過(guò)小。一般灌碳孔比較小，相互之間的距離較近，制作沖壓模具時(shí)非常困難，一般技術(shù)人員會(huì)制作兩套模具，在沖壓過(guò)程中，一次可以沖壓一個(gè)小孔，也就是將一半灌碳孔分兩次實(shí)現(xiàn)，達(dá)到良好的作用效果。

3.4 分析網(wǎng)印下層線路時(shí)注意的事項(xiàng)

在網(wǎng)印過(guò)程中要以定位孔作為基準(zhǔn)，在還沒(méi)有網(wǎng)印的一面印下層線路，上述也已經(jīng)提到，披鋒都朝向B面，因此在完成網(wǎng)印工作之后，在披鋒上也覆蓋了一層油墨，完成網(wǎng)印之后由于重力的作用其具有很強(qiáng)的流動(dòng)性，這樣碳墨很容易灌透灌碳孔，最終很好的和上層線路連接到一起，這樣A面和B面就很好的完成導(dǎo)通，但是如果披鋒朝向A面，網(wǎng)印B面時(shí)油墨會(huì)透過(guò)灌碳孔流向A面線路，在披鋒的阻擋作用下，可以設(shè)披鋒高度為h，這樣油墨就不同意流過(guò)披鋒，也就不能很好的和A進(jìn)行連通，由此可見(jiàn)，在這種情況下A層線路和B層線路基本不可能導(dǎo)通。網(wǎng)印導(dǎo)電油墨的流動(dòng)性對(duì)灌碳孔的導(dǎo)通也很重要，一般使用的油墨都比較粘稠，實(shí)際流動(dòng)性很差，導(dǎo)致上層線路和下層線路能夠?qū)ǖ母怕屎艿?，因此進(jìn)行網(wǎng)印時(shí)，當(dāng)采用了機(jī)器印刷方式，在工作臺(tái)上使用真空吸氣裝置，這樣就很好的提高了導(dǎo)電油墨的流動(dòng)性，但是這一措施也有一個(gè)弊端，就是操作后會(huì)在工作臺(tái)上殘留大量的油墨，如果沒(méi)有及時(shí)將殘留油墨清除掉，將會(huì)導(dǎo)致線路的質(zhì)量下降，當(dāng)采用手工印刷方式之后，在工作臺(tái)上沒(méi)有安裝真空吸氣裝置，完成線路的網(wǎng)印操作之后，要結(jié)合實(shí)際情況將線路板放置一段時(shí)間，然后再放到烘干爐內(nèi)進(jìn)行干燥處理，這樣油墨就可以充分的流動(dòng)，這樣上層線路和下層線路就會(huì)很好的導(dǎo)通。但是在具體網(wǎng)印時(shí)一定要有效控制油墨的厚度，這樣就可以保證線路電阻值和設(shè)計(jì)一致。完成上述工作后，最終要做好外形的沖壓操作，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)，根據(jù)線路板用途的不同，在沖壓過(guò)程中要求其必須達(dá)到設(shè)計(jì)的外形尺寸，最后進(jìn)行線路的測(cè)試，不能出現(xiàn)短路問(wèn)題，也不能存在短路問(wèn)題，檢測(cè)電阻值是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，這些方面都合格后，這一雙面柔性線路板網(wǎng)印合格。針對(duì)雙面柔性線路板網(wǎng)印中存在的問(wèn)題，提出有效的解決措施，保證加工制作的質(zhì)量。由于使用材料、設(shè)計(jì)形式、用途情況都不同，為了設(shè)計(jì)好符合要求的線路板，技術(shù)人員必須統(tǒng)籌結(jié)合，掌握相關(guān)知識(shí)，提出有效處理問(wèn)題的方法，對(duì)生產(chǎn)加工工藝進(jìn)行優(yōu)化，及時(shí)融入新技術(shù)，進(jìn)一步提高我國(guó)雙面柔性線路板網(wǎng)印技術(shù)質(zhì)量，在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

4 總結(jié)

通過(guò)以上對(duì)雙面柔性線路板網(wǎng)印中的問(wèn)題分析，發(fā)現(xiàn)由于實(shí)際需求的不同，對(duì)使用的基材要求也不同，對(duì)單面線路板和雙面線路板的需求不同，對(duì)柔性線路板和硬性線路板的需求也不同，因此相關(guān)技術(shù)人員要熟練掌握相關(guān)知識(shí)，日常工作中加強(qiáng)學(xué)習(xí)，提高自己的技術(shù)水平，不斷優(yōu)化加工工藝，保證企業(yè)在核心技術(shù)方面的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

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作者單位

江蘇傳藝科技股份有限公司 江蘇省揚(yáng)州市 225000