淺淡剛撓結(jié)合多層板的工程制作

葛 春 任軍成

（珠海方正科技高密電子有限公司，廣東 珠海 519175）

1 前言

剛撓結(jié)合印制板（R-FPC）俗稱軟硬結(jié)合板，具備撓性印制板（軟板）與剛性印制板（硬板）兩者的特性，提供了電子組件之間一種嶄新的連接方式，大大減少了連接點，極大地提高了產(chǎn)品的性能，特別適合最新式的便攜電子產(chǎn)品市場的需求。

軟硬結(jié)合板的優(yōu)點顯現(xiàn)，可是工程設(shè)計及制作工藝上的復(fù)雜，生產(chǎn)工序繁多周期長，以及制作成本高的缺點，是個不爭的事實。現(xiàn)就軟硬結(jié)合板的工程資料設(shè)計、制作過程中所應(yīng)注意的問題進(jìn)行總結(jié)和分享。

2 軟硬結(jié)合板的工程設(shè)計制作

2.1 軟硬結(jié)合板的結(jié)構(gòu)

軟硬結(jié)合板是在撓性印制板上粘結(jié)剛性外層，剛性層的電路與撓性層的電路通過金屬化孔相互連通。每塊軟硬結(jié)合板有一個或多個剛性板區(qū)及撓性板區(qū)。其結(jié)構(gòu)形式較多樣化，而實現(xiàn)的工藝形式稍有變通。

2.2 工藝流程設(shè)計

（1）軟硬結(jié)合板制作指示（MI）流程相對剛性PCB的流程，需要關(guān)注新增工序：軟板制作（包括軟板開料→圖形制作→壓合覆蓋膜→沖孔），Low-Flow PP 開窗、 Plasma 清洗、Plasma 粗化、預(yù)鑼（預(yù)銑外形）、激光切割/控深切割（UV激光）、貼/壓屏蔽膜、貼/壓補強板。

（2）目前PCB業(yè)界針對軟板和硬板均有專業(yè)的工程制作輔助軟件，但對于軟硬結(jié)合板還沒有專門的軟件支持，因此，對于軟硬結(jié)合板工程資料的處理和制作自然帶來諸多不便。

這篇短文描述的是作者在繪制巴黎地圖時的構(gòu)思和細(xì)節(jié)，此段描寫的是繪制地圖時作者遇到的困難，陳譯本這樣處理原文的翻譯：

Inplan軟件（由Frontline公司開發(fā)，PCB工廠所采用的一個制前工程自動化軟件）具有自定義疊構(gòu)圖的功能，即MI工程師可以先按硬板制作出相似的疊構(gòu)圖，然后將圖片導(dǎo)出，利用其它圖片編輯軟件將其中的PP等修改成相應(yīng)的軟板材料，然后再將修改好的圖片導(dǎo)入inplan系統(tǒng)上傳ERP。借助此方法可以快速、準(zhǔn)確地制作適合于軟硬結(jié)合板生產(chǎn)的直觀、明了的疊構(gòu)示意圖。

如今，很多農(nóng)村學(xué)校為了方便離家遠(yuǎn)的學(xué)生上學(xué)，節(jié)省學(xué)生時間，保障學(xué)生安全，減少家長負(fù)擔(dān)，常常會采用寄宿制管理方式。寄宿制管理是一把雙刃劍，一方面方便了學(xué)生上下學(xué)，另一方面如果管理不當(dāng)，則會存在很多隱患。為此，本文將對農(nóng)村寄宿制學(xué)校學(xué)生住宿的有效管理展開實踐研究。

另外，該軟件也支持通過軟件的二次開發(fā)，自動化產(chǎn)生細(xì)化到每一張PP的工序流程（如圖1所示），可極大地方便產(chǎn)線人員的操作，避免每一批訂單、每一個工序均需要人為跟進(jìn)，提升批量生產(chǎn)的效率。

后來幾經(jīng)輾轉(zhuǎn)，終于在2002年又重新搬回到場部。這3年多，我只有寒暑假才回來，是母親用她柔弱的肩膀撐起了這個家。不知有多少人勸她，這樣的家庭條件就別讓孩子上學(xué)了。母親堅決不同意，她說：“我就吃了沒文化的虧，只要孩子能考上，砸鍋賣鐵我也供！”正是母親的堅持，我和妹妹都順利地讀完了大學(xué)。

2.3 排版設(shè)計

軟板原材料（FCCL）有兩種寬度：250 mm和500 mm，由于軟板制作能力限制，目前一般僅能制作寬度250 mm、長度任意的軟板，考慮到軟板漲縮較大，長度控制在500 mm以內(nèi)，常用的尺寸為250 mm×100 mm ～ 250 mm×250 mm。硬板制作常用尺寸為：18 in×24 in和21 in×24 in，如果制作軟硬結(jié)合板，需要組合疊板工藝，常用的組合疊板方式為：

（1）四合一即四張軟板組合成一張大板，大板尺寸與硬板尺寸相同（圖2）。

圖1 Low-Flow PP 開窗流程

圖2 四合一拼板

（2）六合一即六張軟板組合成一張大板，大板尺寸與硬板尺寸相同（圖3）。

（2）為更好地控制后續(xù)De-Cap精度，建議在疊構(gòu)的單面或雙面硬板的相應(yīng)層次上加12 mil寬的銅線設(shè)計（軟區(qū)硬區(qū)各6 mil），銅線長度較客戶原稿軟板外形單邊長2 mm，如圖9黑線所示，需問客戶ICS。激光刀徑必須控制預(yù)留的銅線范圍內(nèi)，深度以不擊穿銅線為控制標(biāo)準(zhǔn)。

圖3 六合一拼板

2.4 低流動度半固化片（ Low-Flow PP）

（1）常用有ITEQ：IT-140G NF、IT-180 NF；EMC：EM-37B（L）、EM-285B（L）；Panasonic：R-1551W（中Tg 無鹵材料）、生益SP120N；TUC：TU-84P NF/MF（高Tg無鹵材料）；常規(guī)的No-Flow PP 介厚范圍為40 μm ～ 125 μm，常規(guī)的硬板芯板為3 mil或以上厚度，常規(guī)的單面軟板為0.5 mil（12.5 μm）； Low-Flow PP 補償規(guī)范：以0.7 mm溢膠量為臨界點，若客戶要求的溢膠量≥0.7 mm，則沿著客戶原稿De-Cap 線向軟板區(qū)補償5 mil設(shè)計（即開窗尺寸減?。?；若客戶要求的溢膠量＜0.7 mm，則在NPI 中提出。Low-Flow PP工具按照完成軟板的漲縮補償系數(shù)制作（圖4）。

部分區(qū)域貼Coverlay軟板在壓合前需增加Plasma清洗，清洗條件（1）；整板貼Coverlay（即硬板區(qū)全部貼覆蓋膜），在層壓前增加Plasma粗化，清洗條件（2）。見表1。

圖4 Low-Flow PP開窗要求

（2）Low-Flow PP工具孔：Low-Flow PP與各Core的對位是利用OPE機沖孔對位，OPE孔在做完芯Core后由OPE機沖出，在Low- Flow PP的相應(yīng)位置激光鉆出對應(yīng)孔?？壮叽缗c位置固定不做漲縮補償，建議同時在板邊多添加一套如上所述的對位孔備用。板四角增加一組開窗PP與芯板對位檢查孔，如圖5所示。

圖5 Low-Flow PP工具孔標(biāo)靶

（3）對位接受標(biāo)準(zhǔn)：≤4 mil，用十倍鏡能看到棕化后的銅環(huán)且在孔內(nèi)不能看到下面的PP，即X/Y面只允許PP與孔相切。由于我們采用的是四合一或六合一組合疊板方案，軟板與硬板通過鉚釘鉚合的方式固定，因此Low-Flow PP對應(yīng)區(qū)域也要事先鉆出鉚釘孔，孔徑大小和孔位與硬板相同，即每個軟板需要四個鉚釘孔，如果是六合一組合方案，PP需要鉆24個鉚釘孔，如圖6所示。

銑外形包括機械銑外形和激光銑外形：

圖6 四合一、六合一方案PP鉆鉚釘孔

2.5 Plasma清洗與粗化

《奮進(jìn)中國夢·崛起新海絲》這幅作品采用裝飾性繪畫語言表現(xiàn)廣西北部灣港欣欣向榮、熱火朝天進(jìn)行港口作業(yè)的場面。通過巨型集裝箱起重機、大型貨輪等組成雄偉的設(shè)計構(gòu)成，以密集的線條和大塊面的色彩形成強有力的對比，加入港口工作人員作為亮點，體現(xiàn)基層勞動者的辛勤勞動，創(chuàng)造了這個輝煌時代。作品贊美了廣西為實現(xiàn)中國夢、建設(shè)21世紀(jì)海上絲綢之路而奮進(jìn)崛起。

“You can’t eat me，”said the gingerbread man，and he ran out of the house.

表1 Plasma清洗條件

2.6 鉚合治具的制作

（3）板邊及中間廢料區(qū)設(shè)計與單元內(nèi)結(jié)構(gòu)一致的Coupon做De-Cap的首板能量測試。

2.7 層壓緩沖材料選擇

軟硬結(jié)合板層壓緩沖材料通常使用Pacothane Plus+Pacopad或者三合一材料，但有些客戶對壓合外觀要求嚴(yán)格的可以使用Ukin等其他緩沖材料。

（1）1+2+HDI結(jié)構(gòu)的R-F板第二次壓板也必須緩沖材料壓板.，為保證銅箔平整度建議使用UKIN或者CA-PICARD的緩沖材料；

（2）壓屏蔽膜Shielding Film時使用CA-PICRD的緩沖材料，它的復(fù)型效果與平整度好。

綜合以上內(nèi)容，陶瓷與酒的結(jié)合在歷史上由來已久，對于現(xiàn)代酒類包裝設(shè)計工作的展開來說，設(shè)計人員必須能在確保陶瓷這一傳統(tǒng)文化元素發(fā)揮出自身作用的同時，保證酒類產(chǎn)品外包裝設(shè)計的創(chuàng)新性。

2.8 阻焊工藝選擇及設(shè)計要求

（1）對于軟硬結(jié)合板，厚度≥0.5 mm時可以采用噴涂工藝，薄板通常采用絲印工藝；

注意：為保護(hù)軟板外面的PI膜，步驟（1）時我們預(yù)先只從Core靠近非流膠PP的一面銑一刀，即軟硬交界處（圖8），后面選擇遠(yuǎn)離軟板區(qū)的位置銑另外三邊，即可揭蓋。

（3）對于有揭蓋（De-Cap）工藝的軟硬結(jié)合板，揭蓋區(qū)不需做擋光點和綠油開窗，若無De-Cap設(shè)計則必須設(shè)計絲印擋油點, 擋光點開窗同綠油開窗。

圖7 阻焊開窗設(shè)計

2.9 銑外形設(shè)計

制作軟硬結(jié)合板時將軟板材料與硬板材料同時壓合，最后通過特定的方法將表層的一定厚度的硬板材料去除，以露出特定區(qū)域的軟板。然后對露出來軟板的部分區(qū)域做表面處理，最后再將整個外形銑出來，最終實現(xiàn)可用于需彎折組裝的軟硬結(jié)合板。整個過程中如何設(shè)計銑加工的過程就變得尤為重要，下面就以這款6層軟硬結(jié)合板為例，分享一種可行的成型加工實現(xiàn)方式。

（1）L1-2&L6-5的Core&PP在壓合前的預(yù)開槽，主要作用是，掏空一部分軟板區(qū)域的硬板，為后面徹底去掉在軟板區(qū)域上方的硬板作準(zhǔn)備。

注意：當(dāng)硬板部分的Core的厚度＜10 mil時，不宜采用機械控深銑，可直接采用UV激光銑即可，一般UV激光深度公差可達(dá)到+/-1 mil。

Application of surfactants in new energy and energy-efficient technologies 2 52

（2）壓合完成后第一次從Bottom面開蓋，先控深銑銑軟板周圍，再控深銑銑軟硬結(jié)合處，主要是揭掉軟板區(qū)Bottom面的多余硬板，軟板前端的金手指PAD露出來了，就可以進(jìn)行表面處理了。

（3）機械銑銑出SET外形及硬板區(qū)域，此時需注意三點：

① 為保證機械銑不傷到軟板外形，一般保證距離軟板外形＞0.5 mm；

② 對于軟硬結(jié)合處的軟板外形設(shè)計為弧形的,需適當(dāng)向軟板區(qū)域多銑0.15 mm，以確保彎折時結(jié)合處邊緣不容易開裂；

(2)當(dāng)m=1時,G ～=S3或G為2n(2n-1)階Frobenius群,其中Sylow 2-子群正規(guī),2n-1為素數(shù).

③ 當(dāng)軟板區(qū)為單端懸空設(shè)計，且軟板厚度較薄時，軟板一般在此時會預(yù)留輔助橋，以方便后面精銑軟板時定位。對于需成型后再做表面處理的板還可以減少后面表面處理時軟板區(qū)晃動。

（4）用激光將軟板周圍剩余的部分銑掉，對于需成型后再做表面處理的板，也可以表面處理后再將軟板周圍剩余的部分銑掉（含輔助橋）。

（5）從Top面開蓋，將Top面軟板區(qū)上方多余的硬板揭掉，對于軟板雙面都有圖形需要做表面處理時，則需要在步驟3前就雙面開蓋。

2015年2月至2017年7月我院對133例高血壓合并冠心病患者進(jìn)行了研究分析,我們排除了腫瘤和感染性疾病患者。將患者分成了對照組和試驗組,試驗組有37例男性,30例女性,最小44歲,最大77歲,平均(63.2±4.1)歲;對照組有37例男性,29例女性,最小44歲,最大77歲,平均(63.8±3.7)歲。兩組的普通資料對比不存在統(tǒng)計學(xué)差異性,能夠進(jìn)行比較分析。

（2）軟板區(qū)域的阻焊/綠油開窗以軟板的板中軸線為中心向硬板區(qū)域多開4 mil ～ 8 mil（圖7）；

圖8 軟硬結(jié)合處

2.10 揭蓋（ De-Cap ）設(shè)計

De-Cap 對位標(biāo)靶設(shè)計，統(tǒng)一定為層壓后鉆出的Conformal Mask 對位孔；De-Cap 盡量不要選擇軟板區(qū)的標(biāo)靶，如果設(shè)計要求一定用軟板標(biāo)靶定位，該標(biāo)靶圖形直徑須≤0.4 mm， L3層程序用L3層的Mark點定位，L4層程序用L4層的Mark 點定位。

（1）盡量將相鄰的揭蓋區(qū)連接在一起，整體揭蓋，減少員工揭蓋的次數(shù)，揭蓋越多就越容易引起分層現(xiàn)象；當(dāng)De-Cap 的剛撓結(jié)合區(qū)的高度差較大，即疊層結(jié)構(gòu)中Hard core 厚度≥0.2 mm時，不易直接切割開蓋，須采用層壓前預(yù)切割方式，預(yù)切位置應(yīng)比實際揭蓋分界線單邊向軟板區(qū)補償4 mil，以防止對位偏差造成揭蓋時傷害阻焊面；

現(xiàn)在不少教師一般注重知識的傳授和能力的提高，缺乏興趣激發(fā)有效手段，不能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)。高三學(xué)生對生物學(xué)習(xí)缺乏足夠的熱情，以為生物只須記憶，學(xué)習(xí)效果受到極大的影響。生物教師應(yīng)從學(xué)科魅力、生物學(xué)獨到的研究方法、不斷涌現(xiàn)的生物進(jìn)展、生產(chǎn)生活的密切聯(lián)系、多媒體教學(xué)手段等方面不斷暗示學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)潛能，以忽略智力的不足。

圖9 揭蓋（De-Cap）設(shè)計

由于疊板時采用四合一和六合一組合方案，軟板需要與硬板用鉚釘鉚合。軟板鉚合時如果人工用手去對位鉚合比較困難，因此需要采用鉚合的治具。鉚合治具上銷釘尺寸比鉚釘孔直徑要小25 μm，在板的長方向看，鉚釘有四排，而鉚合治具上銷釘位置為中間兩排鉚釘位置，鉚合治具長方向與板相同，鉚合治具寬方向一定不要超過外圍兩排鉚釘孔。下面以六合一方案為例，介紹鉚合治具設(shè)計規(guī)則。

其中αi,βi,δi,σi和ki(i=1,2,3)都是待定常數(shù)。令Tan、Tanh和exα1+yβ1+tδ1+σ1等項的系數(shù)為零可得

（1）機械銑外形要求：銑SET外形以及硬板區(qū)域，將硬板上的外形銑出來（不允許在軟板外形處下刀），盡量一次銑完，剛撓結(jié)合處的銑槽盡量避免銑長條；

（2）設(shè)計要點：剛撓結(jié)合處銑刀需往軟板區(qū)域延伸0.15 mm（0.15 mm是指銑刀的中心到剛撓結(jié)合處的量），并離開軟板外形＞0.5 mm將硬板上的外形銑出來。（圖10）

（2）試驗用焊材 焊接熱影響區(qū)最高硬度試驗采用J607Q（φ4mm）焊條焊接；斜Y坡口焊接裂紋試驗分別采用J607Q（φ4m m）焊條和藥芯焊絲JQ.YJ621K2-1（φ1.2mm）焊接；對接接頭剛性拘束焊接裂紋試驗分別采用氣體保護(hù)焊和埋弧焊方法焊接，氣體保護(hù)焊采用HTW-58（φ1.2mm）焊絲焊接；埋弧焊采用H65Q（φ4mm）焊絲+SJ105q焊劑焊接。氣體保護(hù)焊用CO2氣體純度＞99.5%。焊接材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能如表3所示。

（3）激光銑外形要求：主要對已經(jīng)揭蓋的軟板區(qū)域進(jìn)行切割，去除不需要的軟板部分。

圖10 軟硬結(jié)合處銑帶設(shè)計2

（4）激光銑軟板對位使用外層圖形Set上的Fiducial Mark定位；對于軟板外形公差≥0.1 mm的板，激光銑軟板也可以用Set上的通孔定位；對于軟板外形公差要求＜0.1 mm或者有金手指的板，應(yīng)在每一Set內(nèi)廢料區(qū)域制作Fiducial Mark。

①激光銑軟板Mark點（直徑為0.4 mm的銅Pad），L3層激光切型程序用L3層的Mark點定位，L4層激光切型程序用L4層的Mark點定位，板角四個通孔配合Set內(nèi)Mark點定位以提高精度；

閱讀一個民族的歷史小說是了解這個民族歷史和精神氣質(zhì)的有效途徑。這也符合蘇格蘭文學(xué)的傳統(tǒng)，即通過小說來講述歷史。然而，蘇格蘭歷史小說浪漫化的特點并不能真正展示蘇格蘭歷史的全貌。正如蘇格蘭歷史研究專家科林·基德（Colin Kidd）指出的，盡管蘇格蘭的過去生動而獨特，卻因其濃重的地方色彩和演義性質(zhì)，無法為現(xiàn)代蘇格蘭社會提供一個可供參考、邏輯完整的意識形態(tài)。（轉(zhuǎn)引自Craig 1999：118）蘇格蘭人留給蘇格蘭的歷史如同《蘭納克》中的“時光隧道”，沒有時間的流動，完全處于真實的歷史因果之外。這種狀況在蘇格蘭進(jìn)入工業(yè)化社會之后也未得到改善，它成功抹去了浪漫化的過去，卻仍未架起通往現(xiàn)在的橋梁。

②De-Cap與激光銑軟板可使用同一組定位孔；

③制作激光切型程序時，需注意將程序按軟板上的材料不同、厚度不同、是否存在補強，屏蔽膜等將其做分刀處理，以方便UV激光鉆機調(diào)整能量。

2.11 關(guān)于軟硬結(jié)合板的補強設(shè)計

軟板層上剛撓結(jié)合處的連接筋要在軟板上，盡量不要設(shè)計在硬板的連接，要在軟板的連接筋處鋪銅，并且要銅離軟板外形，不能存在露銅情況，作用是加強軟板連接筋的硬度，避免剛撓結(jié)合部位斷開，Breakaway加銅皮不需刮流膠槽，離Rout線的距離10 mil。

2.12 補強及屏蔽膜設(shè)計

補強板用于加強軟板硬度，以客戶原稿設(shè)計的區(qū)域為實際生產(chǎn)區(qū)域。

屏蔽膜以客戶原稿設(shè)計，屏蔽膜在軟板區(qū)可單邊加大至少1 mm，便于貼后撕復(fù)寫薄膜層的操作，并在廢料區(qū)增加貼膜對位標(biāo)識線；在貼完后的激光切型工具中按照客戶原稿設(shè)計切掉多余的部分。

制作UV切或者沖切屏蔽膜的切割工具資料，注意平面切割尺寸計算時必須將剛撓區(qū)厚度差及軟板區(qū)單邊的補償考慮在內(nèi)。

3 結(jié)語

軟硬結(jié)合板的設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計、制作工藝難度大；軟硬結(jié)合板的材料多樣性，價格昂貴；軟硬結(jié)合板對位精度控制是難點，尺寸穩(wěn)定性要求高。文章就軟硬結(jié)合板在實際設(shè)計和生產(chǎn)操作過程所遇到一些問題做了一個總結(jié)，希望對同行的朋友們有所啟發(fā)和幫助。

[1]吳軍權(quán),劉繼承,陳裕韜,陳春. 激光揭蓋工藝優(yōu)化探索[J]. 印制電路信息, 2013(S1)： 345-349.

[2]劉榕健,鄭軍,鄭英東. 不流動半固化片特性的探討[J]. 印制電路信息. 2013(10) ：15-19.