剛撓結(jié)合印制板撓性區(qū)外觀不良改善研究

張偉偉 石學(xué)兵 樊廷慧 唐宏華 李 波

（惠州市金百澤電路科技有限公司，廣東 惠州 516083）

（深圳市金百澤電子科技股份有限公司，廣東 深圳 518000）

剛撓結(jié)合印制電路板（R-FPCB）廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療、高端電子等領(lǐng)域，成為當(dāng)前印制電路板（PCB）行業(yè)中熱門的高附加值產(chǎn)品，全球眾多的PCB廠家都在積極地研發(fā)相關(guān)加工技術(shù)。然而，由于其與普通的剛性板截然不同的結(jié)構(gòu)，在制造工藝上也存在較大的差異，品質(zhì)極難管控，尤其多層剛撓結(jié)合板，不流膠或低流膠半固化片（PP）銑槽加工極易產(chǎn)生樹脂與玻纖粉末（PP粉），層壓后粘附在撓性板覆蓋膜上，極大影響產(chǎn)品外觀，無法滿足客戶品質(zhì)要求。本文提出的改進(jìn)方案是利用耐高溫膠帶，在壓合前對(duì)撓性區(qū)域覆蓋膜進(jìn)行保護(hù)，外層揭蓋時(shí)同步去除，從而有效改善PP粉殘留問題，極大提升剛撓結(jié)合板的外觀良率。

1 傳統(tǒng)的剛撓結(jié)合板加工方法面臨的技術(shù)問題

1.1 傳統(tǒng)的加工工藝

傳統(tǒng)的多層剛撓結(jié)合板加工，剛性板與撓性板之間通常都采用不流膠PP半固化片壓合，其PP在壓合前需對(duì)撓性區(qū)上的PP進(jìn)行銑槽開窗，避免PP與撓性部位粘連。其PP開窗如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)R-FPCB半固化片開窗示意圖

1.2 撓性區(qū)殘留PP粉問題

PP銑槽開窗極易產(chǎn)生PP粉末，層壓疊板時(shí)難以清潔干凈，造成壓合后撓性區(qū)覆蓋膜上殘留較多PP膠團(tuán)，極大影響產(chǎn)品外觀，無法滿足客戶品質(zhì)要求，如圖2所示。

圖2 R-FPCB的撓性區(qū)覆蓋膜上殘留PP團(tuán)膠

2 利用耐高溫膠帶改善PP粉的加工技術(shù)方案

針對(duì)上述問題，這里將給出一種預(yù)防PP粉殘留的改進(jìn)方案，主要在壓合前對(duì)撓性區(qū)域覆蓋膜進(jìn)行貼耐高溫膠帶保護(hù)，外層揭蓋時(shí)同步去除，從而有效改善PP粉殘留問題，極大提升剛撓結(jié)合板的外觀一次良率，滿足客戶高品質(zhì)需求。

2.1 耐高溫膠帶文件設(shè)計(jì)

本方案在壓合前采用貼耐高溫膠保護(hù)軟板覆蓋膜的方式進(jìn)行PP粉改善，所以對(duì)貼高溫膠的位置精度提出了較高的要求，防止高溫膠伸入剛性區(qū)造成邊緣分層，因此需對(duì)高溫膠帶工程文件做合理的設(shè)計(jì)，壓合后耐高溫膠帶不會(huì)伸入圖形內(nèi)，確保產(chǎn)品質(zhì)量。這里以一款4層剛撓結(jié)合板為例，簡(jiǎn)略介紹高溫膠帶文件設(shè)計(jì)，例如撓性區(qū)設(shè)計(jì)40.2 mm，高溫膠帶文件朝撓性區(qū)內(nèi)縮0.2 mm，防止高溫膠伸入剛性區(qū)域，撓性板兩側(cè)比實(shí)際尺寸外形預(yù)大0.5 mm，設(shè)計(jì)如圖3所示。

圖3 高溫膠帶文件設(shè)計(jì)

2.2 高溫膠帶銑切方式

為了方便準(zhǔn)確地將高溫膠帶貼入撓性區(qū)固定位置，這里給出高溫膠帶銑切方式，為了提高貼高溫膠帶效率，采用整張貼合，故此需對(duì)高溫膠帶銑切文件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用兩次銑切方式進(jìn)行成型，成型后撕掉多余部分，只余留撓性區(qū)的高溫膠帶即可，設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 高溫膠帶銑切文件

2.3 PP銑槽文件設(shè)計(jì)

為了提高生產(chǎn)效率，節(jié)約人工成本，利于成品揭蓋時(shí)將外蓋與高溫膠帶同步去除，故此需對(duì)PP文件開窗做特殊設(shè)計(jì)，其撓性區(qū)PP不全部開窗，只需將揭蓋位置的PP銑槽加大1～2 mm即可，防止PP流膠流入軟板上，造成后續(xù)揭蓋困難，具體設(shè)計(jì)如圖5所示。

圖5 PP銑槽文件設(shè)計(jì)

3 貼耐高溫膠改善PP粉的加工技術(shù)流程

根據(jù)上述加工方案，摸索出一套利用高溫膠改善剛撓結(jié)合板PP粉的整體加工流程，如圖6所示。

圖6 貼高溫膠加工流程示意圖

從加工流程看，相比傳統(tǒng)的剛撓結(jié)合板制作，只是增加了貼高溫膠流程，后工序揭蓋時(shí)同步去除高溫膠帶，無需人工修理，其品質(zhì)及效率均大幅提高。

4 品質(zhì)改善效果

（1）成品揭蓋時(shí)，高溫膠帶與FR4芯板通過PP直接黏合，可與高溫膠帶一起揭掉，無需人工單獨(dú)撕膠，有效提高生產(chǎn)效率。

（2）從加工品質(zhì)來看，揭蓋時(shí)同步去除高溫膠帶，揭蓋后撓性區(qū)域表面干凈，邊緣整齊，撓性區(qū)無PP粉殘留，品質(zhì)合格。

改善前后效果對(duì)比如圖7所示。采用新工藝，產(chǎn)品一次良率提升至98%以上，改善有效，可以滿足客戶外觀品質(zhì)需求。

圖7 改善前后效果對(duì)比

5 總結(jié)

從測(cè)試數(shù)據(jù)看，采用貼高溫膠帶新工藝，可以有效改善PP粉殘留問題，具體結(jié)果如下：

（1）剛撓結(jié)合板壓合前，在撓性區(qū)覆蓋膜上貼高溫膠帶保護(hù)，可以預(yù)防PP粉殘留，大幅提升產(chǎn)品外觀一次良率；

（2）采用二次激光加工方式，可以確保貼高溫膠位置精準(zhǔn)度，不會(huì)出現(xiàn)偏移入圖形現(xiàn)象；

（3）對(duì)PP銑槽文件進(jìn)行優(yōu)化，壓合后高溫膠帶與FR4芯板直接黏合，成品揭蓋時(shí)可同步去除，無需人工單獨(dú)撕膠，可以滿足大批量生產(chǎn)需求。

本文針對(duì)剛撓結(jié)合板PP粉殘留問題進(jìn)行了工藝改善，壓合前在撓性區(qū)覆蓋膜上貼高溫膠帶保護(hù)，可有效預(yù)防PP粉殘留問題，為后續(xù)批量化生產(chǎn)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。