软硬结合板的设计制作与品质要求

软硬结合板的设计制作与品质要求目录为何会有软硬结合板软硬结合板的用途软硬结合板的常见结构软硬结合板的材料软硬结合板的设计要点常见结构的软硬结合板工艺流程制作流程中要求、问题及对策软硬结合板成品板的品质及测试要求第2页,共61页，2024年2月25日，星期天为何会有软板、软硬结合板柔性线路板轻便，小巧,可弯曲性刚挠结合的出现提供了电子组件之间一种崭新的连接方式；刚挠电路可以在二维设计和制作线路,三维的互连组装,

刚挠结合板可以替代连接器，大大减少连接点。第3页,共61页，2024年2月25日，星期天重复弯曲百万次仍能保持电性能可以实现最薄的绝缘载板的阻抗控制,极端情况下,能够制作出包括绝缘层厚度不足1mil的挠性区,因此降低了重量,减少安装时间和成本：材料的耐热性高EngineControls汽车引擎控制ChipScalePackages芯片的封装减少连接器的数量,可以大大节约成本LCD(Hotbar,ACF…)BatteriesTelecommunication(replaceofcoaxial-cable.)更佳的热扩散能力：平面导体比圆形导线有更大的面积/体积比率,有利于导体中热的扩散为何会有软板、软硬结合板第4页,共61页，2024年2月25日，星期天软板的用途Telecom,Medical,Automotive第5页,共61页，2024年2月25日，星期天Application–手机滑盖连接S909软板的用途Layer:2LayersLinewidth/spacing:0.10/0.10mmMinhole:0.20mmSurfacefinish:ENIGApplication:Dynamicbending(100,000cycles)Structure:SilverfilmontopandbottomsideConductivePSAonthetop&bottomside第6页,共61页，2024年2月25日，星期天LayerCount:7LayersMinPTHHole:0.3mmMinLineW/S:0.125mmBoardThickness:0.45mmEMIShielding:SinglesideFCCLSpecial:AirGapApplication–MobilePhoneHinge(手机旋转铰链)软板的用途第7页,共61页，2024年2月25日，星期天Application–MedicalHearingAid医疗助听器

TopSide

BottomSide4LFlexwithHDIandCuFillingforBlindVia软板的用途第8页,共61页，2024年2月25日，星期天SampleProject:MobileSIMCard-Dimple2layerFPCImmersionGoldBlackFlexibleSoldermaskTopsideBottomside软板的用途第9页,共61页，2024年2月25日，星期天Structure(1+1+2F+1+1)HDI6layeredRigid-FlexDouble-sidedflexinnerlayercoreApplication–MP4iPodNano软硬结合板的用途第10页,共61页，2024年2月25日，星期天

SampleProject–TelecomStructure(2+1+2F+1+2)HDI8layeredRigidflexDouble-sidedflexinnerlayercoreRigid-FlexSampleProjects

SampleProject–MobileDisplay&SideKeys(4L1-{(2)}-1;BUV;HDI;ENIG)Structure(1-{(2)}-1);

4layeredHDIwithBuriedholes2layerflexcore

SampleProject:MobileBluetooth&USBStructure(1-2F-1);2layerflexcore0.6mmtotalthickness

Sampleproject-CameraModuleStructure(1+2F+1)HDI4layeredRigidflexDouble-sidedflexinnerlayercore

Withshieldingfilm软硬结合板的用途第11页,共61页，2024年2月25日，星期天软硬结合板的用途总结磁盘驱动器、传输线带、笔记本电脑、打印机多功能电话、手机、可视电话、传真机录像机、DVD、监视器/显示器照相机、摄像机、第12页,共61页，2024年2月25日，星期天热固胶介电薄膜PI导体BaseMaterial(基材)

FCCL(FlexibleCopperCladlaminate)Polyimide:Kapton

(12.5

m/20

m/25

m/50

m/75

m)(聚酰亚胺)Highflexlife,goodthermalmanagement,highmoistureabsorptionandgoodtearresistant(柔曲度好,耐高温,高吸湿性,良好的抗撕裂性)Polyester(25

m/50

m/75

m)(聚脂)Mostcosteffective,goodflexlife,lowthermalresistivity,lowmoistureabsorptionandtearresistant(廉价,柔曲度好,不耐高温,低吸湿性和抗撕裂)软硬结合板的材料第13页,共61页，2024年2月25日，星期天

FCCLConstructure导体热固胶PI

标准单面有胶的FCCL结构导体导体PI双面FCCL(无胶结构)PI热固胶导体导体

标准双面有胶的FCCL结构热固胶软硬结合板的材料三层结构的单面FCCL三层结构的双面FCCL两层结构的双面FCCL第14页,共61页，2024年2月25日，星期天PI的特性:1.耐热性好:长期使用温度为260℃,在短期内耐400℃以上的高温,2.良好的电气特性和机械特性,3.耐气候性和耐化学药品性也好,4.阻燃性好,5.吸水率高,吸湿后尺寸变化大.(缺陷)IQC必须把尺寸变化率作为PI来料的一个重要验收指标,同时生产流程的环境控制要求也相对比刚性板的严格；聚酯薄膜PET的抗拉强度等机械特性和电气特性好,良好的耐水性和吸湿后的尺寸稳定性较好,但受热时收缩率大,耐热性欠佳,不适合于高温锡焊（现在无铅焊温度235+/-10

℃）,其熔点250℃

.比较少用聚酰亚胺(PI)的使用最广泛,其中80%都是美国DuPont公司制造软硬结合板的材料DielectricSubstrates介质薄膜：聚酰亚胺（PI）、聚酯（PET）.第15页,共61页，2024年2月25日，星期天2.Coverlay(覆盖膜)

CoverLayer

from

½milto5mils(12.7to127µm)Polyimide:(12.5

m/15

m/25

m/50

m/75

m/125

m)(聚酰亚胺)Highflexlife,highthermalresistivity.(柔曲度好,耐高温)介电材料热固胶离型膜/纸Adhesive胶介电材料PI主要作用是对电路起保护作用,防止电路受潮、污染以及防焊软硬结合板的材料第16页,共61页，2024年2月25日，星期天2.1)其他的保护膜/覆盖膜材料

2)FlexibleSolderMask(挠性的感光阻焊油墨)Mostcosteffective,lowerflexlife,betterforregistration.(廉价，柔曲度差,对准度高)3)PIC—photoimagingcovercoatLowerflexlife,betterforregistration.(柔曲度差,对准度高)软硬结合板的材料第17页,共61页，2024年2月25日，星期天软硬结合板的材料3.热固胶(AdhesiveSheet)Adhesive离型纸离型纸离型纸离型纸AdhesivePolymideAdhesiveBond-ply具有粘结作用的绝缘组合层第18页,共61页，2024年2月25日，星期天

4.ConductiveLayer(导电层)RolledAnnealedCopper(9

m/12

m/17.5

m/35

m/70

m)(压延铜)Highflexlife,goodformingcharacteristics.(柔曲度好，良好的电性能)ElectrodepositedCopper(17.5

m/35

m/70

m)(电解铜)Morecosteffective.(廉价)SilverInk(银溅射/喷镀)Mostcosteffective,poorelectricalcharacteristics.Mostoftenusedasshieldingortomakeconnectionsbetweencopperlayers.(成本低但电性能差，常用作防护层或铜层连接)电解铜晶体结构粗糙,不利于精细线路良率压延铜晶体结构平滑,但与基膜粘结力差,软硬结合板的材料第19页,共61页，2024年2月25日，星期天软硬结合板的材料可从外观上区分电解和压延铜箔，电解铜箔呈铜红色，压延铜箔呈灰白色应用建议使用动态连续动作的软板RA极细线路少连续动作的软板ED非动态但必须承受着动的软板RA双面电镀通孔的软板RA或ED大半径低挠曲度的产品ED非动态的软板ED>100mil挠曲半径的折弯组装ED第20页,共61页，2024年2月25日，星期天软硬结合板的材料5.ＳＦ－ＰＣ５０００电磁波防护膜厚度的特性l

超薄总厚度仅有22微米在两层绝缘薄膜间采用热融工艺复合加工。内部绝缘层柔软性卓绝，外部绝缘层耐磨性上佳。

l

滑动性能与挠曲性能大幅提高因比银浆的滑动性能更好，故进一步促进了滑盖型手机的薄型化。

l

适应耐湿回流焊由于改进了绝缘树脂，实现了薄型化，气体穿透能力得以大幅提高，可完全适用于无铅回流焊。

l

良好的尺寸稳定性该产品中的绝缘树脂和以往的材料相比其热收缩率还不到原来的十分之一。作为薄型FPC和COF用的单面屏蔽材料可大幅降低由材料萎缩带来的翻翘问题。SF-PC5000Ver.1.0第21页,共61页，2024年2月25日，星期天項目ＳＦ－ＰＣ５０００ＳＦ－ＰＣ１０００总厚２2μm３２μm绝缘层

５μm（热融复合）９μm（ＰＰＳ薄膜）屏蔽层０．１μm（银蒸发附膜）０．１μm（银蒸发附膜）

异向导电胶层１７μm２３μm重量２０g／㎡３８g／㎡结构比较ＳＦ－ＰＣ５０００ＳＦ－ＰＣ１０００离型膜（透明）：120μm

PET#100保护薄膜（透明）：50μm

PET#50绝缘层：5μm异向导电胶：17μm金属薄膜：0.1μm增强膜（青）：64μm

PET#50基底膜：9μm异向导电胶：23μm金属薄膜：0.1μm离型膜（透明）：120μm

PET#100SF-PC5000Ver.1.0软硬结合板的材料第22页,共61页，2024年2月25日，星期天补强软硬结合板的材料Adhesive离型纸软板上局部区域为了焊接零件或增加补强以便安装而另外压合上去的硬质材料。

补强胶片

FR4——为Epoxy材质 树脂板——一般称尿素板

PressureSensitiveAdhesive(PSA)感压胶与胶组合 钢片铝片补强等AdditionalMaterial&Stiffeners(辅助材料和加强板)第23页,共61页，2024年2月25日，星期天7.No/LowFlowPP(不流动/低流胶的半固化片)

TYPE（通常非常薄的PP）用于软硬结合板的层压

106(2mil)1080(3.0mil/3.5mil)2116(5.6mil)w/omicro-via

供应商有：TUC,Panasonic,Arlon,Hitachi,Doosan

软硬结合板的材料第24页,共61页，2024年2月25日，星期天单面双层结构的FCCL单面三层结构的FCCL双面三层结构的FCCL粘结剂带粘结剂的覆盖膜具有粘结作用的绝缘组合层起补强作用软硬结合板的材料总结：第25页,共61页，2024年2月25日，星期天软硬结合板的常见结构1.刚挠结合板是在挠性板上再粘一个或两个以上刚性层,刚性层上的电路与挠性层上电路通过金属化相互连通,每块刚挠结合板有一个或多个刚性区和一个挠性区.覆铜箔挠性区（可以多个）半固化片半固化片覆铜箔金属化孔简单挠性区刚性区第26页,共61页，2024年2月25日，星期天软硬结合板的常见结构2、一块挠性板与几块刚性板的结合,几块挠性板与几块刚性板结合,采用钻孔、镀覆孔、层压工艺方法实现电气互连,根据设计需要,使设计构思更加适合器件的安装和调试及进行焊接作业,确保组装件的安装更加灵活.刚性区刚性区刚性区挠性区

半固化片

半固化片挠性区

半固化片

半固化片金属化孔AirGap第27页,共61页，2024年2月25日，星期天总结软硬结合板的常见结构类型名称说明1型板刚挠或挠性组合印刷板刚性印刷板与挠性印刷板或挠性印刷板与挠性印刷板粘结成一体,粘结处无镀覆孔连接,层数多于一层.2型板刚挠多层印刷板有镀覆孔,导线层多于两层1型板2型板第28页,共61页，2024年2月25日，星期天软硬结合板的设计1)挠性区线路设计要求:1.1线路要避免突然的扩大或缩小,粗细线之间采用泪形：软硬结合板在CAD设计上与软板或者硬板有很多不同推荐采用圆滑的角,避免锐角：不推荐第29页,共61页，2024年2月25日，星期天1.2焊盘在符合电气要求的情况下,应取最大值.焊盘与导体连接处采用圆滑的过渡线，避免直角，独立的焊盘应加盘趾,以加强支撑作用.软硬结合板的设计第30页,共61页，2024年2月25日，星期天

2)

尺寸稳定性：尽可能添加铜的设计.

推荐废料区尽可能设计多的实心铜泊.

软硬结合板的设计第31页,共61页，2024年2月25日，星期天软硬结合板的设计３)覆盖膜窗口的设计

a)增加手工对位孔，提高对位精度

b)窗口设计考虑流胶的范围，通常开窗大于原设计， 具体尺寸由ME提供设计标准

c)小而密集的开窗可采用特殊的模具设计:旋转冲,跳冲等第32页,共61页，2024年2月25日，星期天软硬结合板的设计４)刚挠过渡区的设计

a)线路的平缓过渡,线路的方向应与弯曲的方向垂直.b)导线应在整个弯曲区内均匀分布.c)在整个弯曲区内导线宽度应达到最大化.过渡区尽量不采用PTH设计,

刚挠性过渡区的Coverlay及NoflowPP的设计推荐弯曲区弯曲区不推荐弯曲区不推荐弯曲区不推荐第33页,共61页，2024年2月25日，星期天５)有air-gap要求的挠性区的设计a）需弯折部分中不能有通孔；b）线路的最两侧追加保护铜线，如果空间不足，选择在弯折部分的内R角追加保护铜线。c）线路中的连接部分需设计成弧线。d）弯折的区域在不影响装配的情况下，越大越好。６)

其他

软板的工具孔不可共用如punch孔,ET,SMT定位孔等.软硬结合板的设计第34页,共61页，2024年2月25日，星期天Single-SidedCircuitAdhesiveBaseFilmConductiveLayerAdhesiveCoverlayerCoverlayerAdhesiveConductiveLayerAdhesiveDouble-SidedCircuitAdhesiveBaseFilmConductiveLayerAdhesiveCoverlayer1stConductiveLayer2ndConductiveLayer软板的结构第35页,共61页，2024年2月25日，星期天软板的工艺流程单面/双面软板的简化流程：第36页,共61页，2024年2月25日，星期天软板的工艺流程四层软板的结构有多种2+2,1+2+1,1+1+1+15层,6层软板结构同样可以按照上述方法多种组合Bondingply多层软板的简化流程：Airgap第37页,共61页，2024年2月25日，星期天案例1：Motorola1+2F+1MobileDisplay&SideKeys制板特点：1+HDI设计,BGAPitch：0.5mm,软板厚度：25um有IVH孔设计,整板厚度：0.295+/-0.052mm内层LW/SP：3/3mil表面处理：ENIG软硬结合板的工艺流程第38页,共61页，2024年2月25日，星期天软硬结合板的工艺流程2F软板流程1+2F+1软硬结合板流程第39页,共61页，2024年2月25日，星期天案例2：Motorola1+2F+1软硬结合板的工艺流程制板特点：1+HDI设计,BGAPitch：0.5mm,软板厚度：25um无IVH孔设计,整板厚度：0.275+/-0.028mm内层LW/SP：3/3mil表面处理：ENIG+SilverPaste第40页,共61页，2024年2月25日，星期天软硬结合板的工艺流程2F软板流程1+2F+1软硬结合板流程第41页,共61页，2024年2月25日，星期天软硬结合板的工艺流程案例3：iPodnano

结构:(1+1+2F+1+1)HDI6层软硬结合板内层是双面软板

2+HDI设计第42页,共61页，2024年2月25日，星期天软硬结合板的工艺流程第43页,共61页，2024年2月25日，星期天制作流程中要求、问题及对策1、钻孔

单面软板钻孔时注意胶面向上，是为防止产生钉头，如果钉头朝向胶面时，会降低结合力。介质层粘结胶粘结胶介质层胶面向上钻（推荐的）会导致无胶或有气泡胶面向下钻（不推荐的）第44页,共61页，2024年2月25日，星期天制作流程中要求、问题及对策2除胶（Desmear）

通常，除钻污的方法有四种:硫酸法、等离子体法、铬酸法、高锰酸钾法.刚挠结合板中，PI产生的钻污较小，而改性FR4和丙烯酸产生的钻污较多，改性环氧钻污可用浓硫酸去除，而丙烯酸只能用铬酸去除，聚酰亚胺对浓硫酸显惰性，且不耐强碱（高锰酸钾），在强碱中PI会溶胀.

同一种化学处理方法不能除去刚挠板的钻污,目前软硬结合板最理想的除胶方法就是等离子体法(Plasma);等离子体就是在抽真空的状态下用射频能量发生器让离子、电子、自由基、游离基等失去电性,显示中性,此时各种树脂类型的钻污都能快速、均匀地从孔壁上去掉，并形成一定咬蚀，,提高金属化孔的可靠性。第45页,共61页，2024年2月25日，星期天采用Plasma除软硬结合板孔钻污时,各种材料的咬蚀速度各不相同,从大到小分别为：丙烯酸、环氧树脂、聚酰亚胺、玻璃纤维和铜,从高倍显微镜可以明显看到有突出的玻璃纤维头和铜环,为了除去纤维头和铜环,通常在PTH的除油后用浓度很低的碱来进行调整（一般为KOH）,当然也可以用高压水冲洗.(PI不耐强碱)制作流程中要求、问题及对策2除胶（Desmear）

第46页,共61页，2024年2月25日，星期天3、化学沉铜:软板的PTH常用黑孔工艺或黑影工艺(Shadow)软硬结合板的化学沉铜是刚性板化学铜的原理是一样的但由于挠性材料聚酰亚胺不耐强碱,因此沉铜的前处理应采用酸性的溶液,活化宜采用酸性胶体钯而不宜采用碱性的离子钯.目前化学沉铜大都是碱性的，因此反应时间与溶液的浓度必须严格控制，反应时间长，聚酰亚胺会溶胀，反应时间不足会造成孔内空洞和铜层的机械性能差，这种板子虽然能通过电测试，但往往无法通过热冲击或是用户的装配流程.制作流程中要求、问题及对策第47页,共61页，2024年2月25日，星期天制作流程中要求、问题及对策＜镀铜后＝全板镀PanelPlating＞＜孔沉铜后＝选镀

ButtonPlating＞４、镀铜:为保持软板挠性,有时只做选择镀孔铜,叫ButtonPlate.(做选镀前先做镀孔的图形转移)电镀原理同硬板一样第48页,共61页，2024年2月25日，星期天制作流程中要求、问题及对策5.图形转移:与刚性板的流程一样6、蚀刻及去膜:蚀刻：蚀刻液主要有酸性氯化铜和碱性氯化铜蚀刻液,由于挠性板上有聚酰亚胺,所以大都采用酸性蚀刻.去膜:

同刚性PCB的流程一样要特别注意刚挠结合部位渗进液体,致使刚挠结合板报废.第49页,共61页，2024年2月25日，星期天7、层压:

层压是将铜箔,P片,内层挠性线路,外层刚性线路压合成多层板.刚挠结合板的层压与只有软板的层压或刚性板的层压有所不同,既要考虑挠性板在层压过程易产生形变的问题,又要考虑刚性板层压后表面平整性的问题,还要考虑二个刚性区的结合部位—挠性窗口的保护问题.NoFlowPP刚性板覆盖膜软板覆盖膜NoFlowPP刚性板层压后的软硬结合的揭盖区NoFlowPP开窗NoFlowPP开窗NoFlowPP开窗覆盖膜的开窗区覆盖膜的开窗区覆盖膜的开窗区制作流程中要求、问题及对策第50页,共61页，2024年2月25日，星期天层压控制点:No-FlowPP的流胶量防止流胶过多.由于No-FlowPP开窗,层压时会有失压,因此层压时使用敷形片及Releasefilm(分离膜)NoFlow的PP在软硬结合处需开窗(用锣或冲的方式),外层绿油完成后在外型加工时对软硬结合处的刚性部位做做揭盖制作流程中要求、问题及对策No-flowPP开窗区轻轻拉扯软硬结合处揭盖刚性板挠性板粘结片No-flowPP开窗离型膜敷型片敷型片离型膜第51页,共61页，2024年2月25日，星期天层压控制要点:3.层压前必须将刚性外层和挠性内层进行烘板,目的是消除潜伏的热应力,确保孔金属化的质量和尺寸稳定性4.应选择合适的缓冲材料.理想的缓冲材料应该具有良好的敷形性、低的流动性、冷热过程不收缩的特点,以保证层压无气泡和挠性材料在层压过程中不发生变形.层压后质量检查:检查板的外观,是否存在有分层、氧化、溢胶等质量问题,同时应进剥离强度测试.制作流程中要求、问题及对策第52页,共61页，2024年2月25日，星期天制作流程中要求、问题及对策8、表面处理（SurfaceFinish）

柔性板层压保护膜（或阻焊层）后裸铜待焊面上必须依客户指定需求做有机助焊保护剂(OrganicSolderabilityPreservatives;OSP)、热风整平（HASL）、沉镍金或是电镍金）软硬结合板表面的品质控制点:

厚度硬度疏孔度附着力外观：露铜,铜面针孔\凹陷\刮伤\阴阳色第53页,共61页，2024年2月25日，星期天9.外形加工:挠性板的外形加工大部采用模具冲切.流程如下：模具设计→模具制作→试啤→(首板)量测尺寸→生产.刚挠结合板的锣外形加工中,要特别注意挠性部分易于扭曲而造成的外形参差不齐，边缘粗糙.为确保外形加工尺寸的准确性，采用加垫片与刚性板的厚度相同的工艺方法，在锣加工时要固定紧或压紧；另外低进给高转速会造成板的边缘烧焦,而则采用高进给而低转速会断刀和板边毛刺刚挠板和挠性板中粘贴膜开窗、覆盖膜开窗、基材开窗、补强加工用锣板方式,也可以使用冲切方式.制作流程中要求、问题及对策第54页,共61页，2024年2月25日，星期天制作流程中要求、问题及对策第55页,共61页，2024年2月25日，星期天1.外型尺寸5.线宽2.各尺寸与板边6.孔环大小3.板厚7.板翘曲度(软板不测,硬板部分测)4.孔径8.各镀层厚度10、终检及包装:终检：刚挠结合板的终检可分以下几个项目：A.电性能测试；B.尺寸；C.外观；D.信赖性.尺寸的检查项目如下表：信赖性项目如下表：1.焊锡性6.热冲击2.剥离强度(cover-lay/Stiffiner的结合力)7.离子污染度3.切片8.湿气与绝缘4.S/M附著力