刚柔结合PCB制造关键注意事项与工艺要点
刚柔结合PCB(Rigid-Flex PCB)结合刚性板与柔性板的特性,广泛应用于可穿戴设备、医疗仪器等高端领域。其制造需解决材料匹配、结构设计、工艺控制等难题。本文从材料选择、结构规划、工艺参数三方面,系统解析核心注意事项。
一、材料选择与匹配
刚性基材要求
• 优先选用低热膨胀系数(CTE)的FR4材料(CTE≤18ppm/°C),确保与柔性层热膨胀一致。
• 厚度建议0.8-1.0mm,过薄易导致层压后翘曲,过厚增加应力集中风险。
柔性基材选择
• 基材选用聚酰亚胺(PI)薄膜(厚度12.5-75μm),耐高温(长期260°C)且尺寸稳定性高。
• 覆盖膜需与基材匹配,推荐聚酰亚胺覆盖膜(厚度12.7-127μm),避免使用环氧树脂(柔韧性差)。
导电层与粘接材料
• 铜箔选压延铜(表面粗糙度≤1.5μm),减少弯曲疲劳断裂风险。
• 粘接层用低流胶半固化片(如106型PP,树脂含量26%),控制溢胶污染柔性电路。
二、结构设计与布局
层数与区域规划
• 刚性区与柔性区交替分布,每层过渡区域预留50-70mil缓冲距离,避免过孔靠近结合部。
• 复杂设计采用阶梯式过渡(斜边角度≥45°),减少应力集中。
过孔与焊盘设计
• 过孔避开弯曲区域,与柔性层边缘保持至少30mil距离。
• 焊盘增加盘趾(长度≥0.1mm),泪滴形连接线提升机械支撑。
铺铜与加强板
• 柔性区铺铜采用网状结构(线宽≥0.1mm),平衡柔韧性与阻抗控制。
• 焊接区域加FR4或PI补强板(厚度0.1-0.2mm),防止弯折导致分层。
三、制造工艺控制
层压参数
• 温度170-180°C,压力300-400psi,固化时间90-120分钟。
• 使用真空层压机排除气泡,层间错位率≤0.1mm。
钻孔与电镀
• 激光钻孔孔径≤0.1mm,深度公差±0.02mm。
• 电镀铜厚度≥1mil,增强焊盘机械强度。
覆盖层处理
• 覆盖膜开窗尺寸比焊盘大0.05mm,避免边缘翘起。
• 感光油墨阻焊层厚度8-10μm,防止焊料渗透。
四、测试与验证
可靠性测试
• 弯曲测试:施加5000次弯折(半径≥5mm),检查线路是否断裂。
• 热应力测试:300°C回流焊后观察分层、起泡现象。
尺寸与电性能
• 阻抗公差控制在±10%,使用T型探头法测量信号完整性。
• X射线检测盲孔填充率,铜覆盖≥95%。
技术资料