Дизайн и компоновка гибкой печатной платы
|
|
Сделать заказ
|
Проектирование гибкой части платы
ИнПромСинтез выполняет проектирование гибких и гибко-жестких печатных плат с учетом электрических, механических и технологических требований изделия. Конструкция гибкой части подбирается так, чтобы плата была надежной в эксплуатации, технологичной в производстве и соответствовала требованиям конкретного проекта.
При проектировании учитываются:
- количество сигнальных проводников, проходящих через гибкую часть;
- требуемая ширина проводников с учетом токовой нагрузки;
- расстояние между проводниками для обеспечения надежной изоляции;
- требования к экранированию электромагнитных излучений;
- параметры импеданса;
- требования по напряжению пробоя;
- механическая форма гибкой части и условия ее эксплуатации.
Подбор структуры гибкой платы выполняется индивидуально. Количество слоев, толщина меди, защитные материалы и общая толщина конструкции определяются электрическими и механическими требованиями изделия.
Специалисты ИнПромСинтез помогут подобрать решение под вашу задачу — от разработки конструкции до подготовки проекта к производству.
Основой для изготовления гибких печатных плат служит диэлектрический материал, ламинированный медной фольгой.
Типовая структура включает:
- базовый материал — полиимидную пленку;
- адгезивный слой;
- медную фольгу.
Наиболее распространенным материалом для гибких печатных плат является полиимид. Он сочетает гибкость, стабильность размеров и устойчивость к рабочим температурам.
В зависимости от требований проекта подбираются различные сочетания материалов, толщины меди и защитных слоев — как для статических, так и для динамически изгибаемых изделий.
Сквозные отверстия в заготовке гибкой печатной платы формируются на специализированном оборудовании с ЧПУ. Точность этой операции влияет на качество последующей металлизации, совмещение слоев и соответствие платы проектной документации.
При сверлении учитываются диаметр отверстий, толщина и структура материала, расположение контактных площадок и допустимые позиционные отклонения.
Высокоточная обработка позволяет обеспечить:
- точное позиционирование отверстий;
- стабильность диаметра;
- аккуратную обработку полиимидного основания и медных слоев;
- подготовку отверстий к последующей металлизации;
- соответствие требованиям проекта и выбранному классу точности.
Параметры сверления подбираются с учетом конструкции гибкой платы и требований к готовому изделию.
Позиционные допуски расположения осей отверстий, мм
| Размер большей стороны ПП | Класс 1 | Класс 2 | Класс 3 | Класс 4 | Класс 5 | Класс 6 | Класс 7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| До 180 мм включительно | 0,20 | 0,15 | 0,08 | 0,05 | 0,05 | 0,03 | 0,03 |
| Свыше 180 до 360 мм включительно | 0,25 | 0,20 | 0,10 | 0,08 | 0,08 | 0,05 | 0,05 |
| Свыше 360 мм | 0,30 | 0,25 | 0,15 | 0,10 | 0,10 | 0,08 | 0,08 |
Для оценки допустимых отклонений могут применяться требования действующих стандартов, в том числе ГОСТ Р 53429-2009.
После сверления на стенках отверстий формируется проводящий слой. Он подготавливает отверстия к последующей гальванической металлизации и обеспечивает электрическое соединение между проводящими слоями платы.
Сначала создается тонкий проводящий слой, затем выполняется предварительное гальваническое осаждение меди. Полученное покрытие повышает стабильность металлизации перед дальнейшей обработкой.
При выполнении операции контролируются:
- равномерность покрытия стенок отверстий;
- адгезия проводящего слоя;
- толщина предварительно осажденной меди;
- качество покрытия по всей заготовке.
Прямая металлизация
Для формирования проводящего слоя могут применяться процессы прямой металлизации, подготавливающие диэлектрическую поверхность стенок отверстий к последующему осаждению меди.
Состав процесса и режимы обработки подбираются в зависимости от структуры платы, используемых материалов и требований проекта.
На подготовленную заготовку наносится фоточувствительный материал — фоторезист. Он необходим для формирования защитного рисунка, по которому выполняются последующие операции.
Нанесение фоторезиста проводится в чистой зоне при неактиничном освещении, поскольку материал чувствителен к ультрафиолетовому спектру.
В зависимости от применяемой технологии используется:
- пленочный фоторезист — наносится ламинированием;
- жидкий фоторезист — наносится на поверхность заготовки валиками.
Равномерность нанесения и чистота поверхности важны для точного переноса топологии на следующих этапах.
На этапе экспонирования изображение будущей схемы переносится на слой фоторезиста.
Экспонирование с фотошаблоном
С заготовкой совмещается позитивный фотошаблон. Прозрачные участки засвечиваются, фотополимеризуются и после экспонирования сохраняются при проявлении. После завершения операции фотошаблон удаляется.
Прямое экспонирование
При прямом экспонировании изображение формируется без фотошаблона — на установках прямого лазерного экспонирования. Источником излучения может быть UV-лазер или UV-светодиодная матрица.
Выбор способа зависит от применяемого оборудования и требований конкретного проекта.
После экспонирования выполняется проявление изображения на фоторезисте.
Не засвеченные участки растворяются, а засвеченные остаются на поверхности платы. В результате формируется рисунок, определяющий области последующего избирательного осаждения меди.
Качество проявления влияет на точность геометрии проводников и контактных площадок на следующих технологических этапах.
На этом этапе медь осаждается на проводники и стенки отверстий, формируя требуемую толщину проводящего слоя.
По ГОСТ 23752-79 толщина металлизации должна быть не менее 20 мкм для ДПП и 25 мкм для МПП. IPC-6012B устанавливает не менее 20 мкм для Class 2 и не менее 25 мкм для Class 3.
Процесс покрытия контролируется для соблюдения заданных параметров гальванического осаждения. После обработки толщина осажденной меди проверяется неразрушающим методом.
Точные параметры покрытия определяются требованиями конкретного проекта.
После наращивания меди на открытые от фоторезиста участки наносится металлорезист.
В качестве металлорезиста могут использоваться металлы и соединения, обладающие меньшей скоростью травления по сравнению с медью. Покрытие формируется на проводниках и в отверстиях и защищает необходимые участки во время последующего травления.
Выбор материала и параметров осаждения зависит от принятого технологического процесса.
После завершения гальванических операций фоторезист удаляется, открывая участки базовой медной фольги.
На поверхности остается сформированный рисунок проводящих участков и защитного металлорезиста. Заготовка подготавливается к последующему травлению меди.
Контроль состояния поверхности на этом этапе помогает снизить риск дефектов при дальнейшей обработке.
Во время травления защищенные участки меди сохраняются, а незащищенная медь удаляется в травящем растворе.
В результате на поверхности платы остается заданный рисунок будущей электрической схемы.
Травление выполняется в горизонтальной конвейерной машине. Параметры процесса подбираются так, чтобы получить требуемую геометрию проводников и сохранить качество сформированного рисунка.
После травления металлорезист удаляется с поверхности меди в специальном растворе.
В результате открывается сформированный медный рисунок платы, который далее может проходить последующие защитные и финишные операции.
Для отдельных технологических процессов может применяться подход SMOBC — нанесение защитной маски непосредственно на медь.
Покрывная пленка защищает внешние проводящие слои гибкой платы от воздействия окружающей среды и механических нагрузок.
Пленка может выполняться на основе полиимида или ПЭТФ с нанесенным адгезивным слоем. Для отдельных конструкций применяются фотопроявляемые защитные материалы.
Перед приклеиванием в пленке формируются окна доступа к контактным площадкам. Для обработки могут использоваться:
- фрезерование;
- штамповка;
- режущие плоттеры;
- лазерная резка.
| Полиимид | Адгезив |
|---|---|
| 12,5 мкм | 25 мкм |
| 25 мкм | 25 мкм |
| 25 мкм | 50 мкм |
Подготовленная покрывная пленка приклеивается к основе методом горячего прессования.
Совмещение пленки с платой выполняется в условиях чистой комнаты, чтобы снизить риск попадания загрязнений между слоями.
Перед прессованием собирается пресспакет. В процессе обработки адгезив нагревается, переходит в рабочее состояние и затем окончательно полимеризуется под воздействием температуры и давления.
Завершающий этап — плавное охлаждение прессформы, позволяющее снизить внутренние напряжения в конструкции.
После прессования покрывная пленка становится частью конструкции гибкой печатной платы и защищает проводящий рисунок.
Окна в защитном слое обеспечивают доступ к контактным площадкам и другим участкам, которые должны оставаться открытыми для последующих операций.
Полученная заготовка готова к дальнейшей финишной обработке в соответствии с требованиями проекта.
На открытые участки меди наносится финишное покрытие, необходимое для защиты контактных поверхностей и обеспечения качественной пайки.
Один из применяемых вариантов — иммерсионное золото по подслою никеля (ENIG).
Согласно IPC-4552 толщина подслоя никеля составляет 3–6 мкм, минимальная толщина золота — 0,05 мкм, типовые значения — 0,05–0,1 мкм.
Выбор финишного покрытия определяется требованиями к дальнейшей сборке и условиям эксплуатации изделия.
Что предлагает ИнПромСинтез
От проектирования до изготовления
ИнПромСинтез сопровождает проект от анализа исходных данных и подготовки конструкции до изготовления прототипа или рабочего образца печатной платы. Это сокращает количество согласований между проектированием и производством и помогает быстрее перейти к выпуску изделия.
Широкий выбор технологических параметров
Для изготовления печатных плат доступны различные материалы, варианты финишного покрытия и дополнительные технологические опции. Производственные возможности позволяют изготавливать многослойные печатные платы до 32 слоев.
Онлайн-заказ
На сайте ИнПромСинтез можно загрузить файлы проекта, указать необходимые параметры и получить расчет стоимости. В процессе заказа можно согласовать технические детали и подготовить данные для запуска платы в производство.
Нужна гибкая или гибко-жесткая печатная плата? Передайте специалистам ИнПромСинтез файлы проекта и требования к изделию — мы поможем подобрать конструкцию и технологические параметры для изготовления.