黃 銳 王立峰

（廣東生益科技股份有限公司，廣東 東莞 523039）

1 技術(shù)背景

隨著電子產(chǎn)品的多樣化發(fā)展及制造技術(shù)的不斷進步，對覆銅板提出了更多的技術(shù)要求。采用剛性覆銅板的可彎折性PCB是在標準的PCB加工過程中，結(jié)合控深銑加工獲得的一種靜態(tài)彎折領(lǐng)域的印制電路板（PCB），應(yīng)用于不需要持續(xù)動態(tài)彎折，只需要在安裝，返工或維修時進行有限次數(shù)的彎折。半彎折板采用FR-4材料，能有效降低材料及加工成本，提供更好的耐熱性能及更穩(wěn)定的電氣性能，比常規(guī)的剛撓結(jié)合板成本低。

2 設(shè)計思路與方案

2.1 設(shè)計思路

可彎折覆銅板除具有常規(guī)的性能外，還要具有可彎折性能，其關(guān)鍵技術(shù)在于PCB阻焊加工及控深銑加工，彎折區(qū)域撓性油墨的選擇，彎折區(qū)域?qū)挾?，余留厚度及彎折角度的控制，本文選擇生益中Tg材料（S1150G）進行加工評估。

2.2 設(shè)計方案

基板為無鹵中Tg材料S1150G-1.20 mm（不含銅）-H/Hoz（芯板配本16×1080），彎折區(qū)阻焊劑采用Taiyo PSR-9000 FLX-501。評價其不同彎折區(qū)域厚度、不同余留厚度及彎折角度的情形下彎折性能的表現(xiàn)。

（1）彎折區(qū)寬度設(shè)計分別為：3 mm/5 mm/7 mm/10 mm/15 mm（見圖1a），分別評價五種寬度在不同情形下的彎折表現(xiàn)。

（2）不同寬度的彎折區(qū)域，分別設(shè)計線寬為：0.075 mm/0.10 mm/0.125 mm/0.15 mm（3 mil/4 mil/5 mil/6 mil）的4組線路，見圖1b，以評價彎折后的電阻變化率。

圖1 彎折區(qū)寬度和線路設(shè)計

3 試驗過程

3.1 生產(chǎn)流程

生產(chǎn)流程見圖2所示。

圖2 試驗流程

3.2 彎折方法

有彎折90°和彎折180°兩種（見圖3）。

圖3 彎折測試模型

3.3 彎折實驗

彎折實驗表現(xiàn)回流焊270 ℃、3次后（見表1）。

3.4 彎折實驗總結(jié)

經(jīng)過彎折實驗，針對生益S1150G進行彎折評估，建議半彎折應(yīng)用設(shè)計時匹配性關(guān)系總結(jié)（見表2）。

3.5 回流焊270 ℃、3次后耐彎折測試電阻變化率

電阻變化率都小于10%，結(jié)果合格（見表3）。

4 案例考察

4.1 半彎折板產(chǎn)品

基本信息（見表4）。

4.2 工藝難點考察

4.2.1 阻焊工序

此半彎折板阻焊采用傳統(tǒng)硬板油墨PSR2000-CE883H與軟板油墨PSR9000-FLX501加工。

阻焊工藝流程為：前處理→印刷硬板油墨→ 預(yù)烤→曝光→顯影→后烤→前處理（關(guān)閉磨刷）→印刷軟板油墨→曝光→顯影→后烤。

表1 彎折實驗表現(xiàn)

說明：（1）印刷硬板油墨，撓性區(qū)阻檔與曝光照片等大設(shè)計；（2）印刷軟板油墨，撓性區(qū)檔點網(wǎng)比空白區(qū)大0.5 mm（20 mil）設(shè)計，曝光照片比空白區(qū)大0.25 mm（10 mil）設(shè)計。

表2 彎折測試總結(jié)

表3 最佳匹配性樣品耐彎折測試前后阻值變化率

圖4 PCB制板信息

4.2.2 控深銑

F R 4 半撓區(qū)采用控深銑的方式，從L 1 層銑至L 5 層，不可傷及第5 層銅，并在L 5 層銅面保留1.5±1 mil的半固化片介厚，控制余厚（0.25±0.015）mm。

選擇恩德控深銑機，采用2.0 mm平頭雙忍銑刀，刀徑重疊1.0 mm設(shè)計，專用朔膠壓力角，上冷沖蓋板和銷釘定位。銑完后用測厚儀器測量余厚，并做切片確認（見圖5）。

圖5 控深銑效果圖

4.3 控深銑效果

跟進實際測試彎折寬帶數(shù)據(jù)（要求12.1±0.1 mm），殘厚0.25±0.015 mm，90℃彎折后表現(xiàn)情況（要求≥40次）。

抽取殘厚0.25 mm±0.015 mm范圍內(nèi)彎折測試效果表現(xiàn)良好，彎折測試至100次后伴有輕微玻纖紋。成品彎折效果見圖6所示。

圖6 成品彎折效果

5 結(jié)論

通過對彎折實驗試制，經(jīng)對普通FR4進行測評，已尋找出適合彎折的PCB基材及彎折區(qū)域厚度、寬度、彎折半徑的匹配性關(guān)系，完成可以滿足靜態(tài)彎折的市場需求，使用剛性覆銅板代替剛撓結(jié)合的方式，可以節(jié)省成本、簡化工藝，也滿足市場的需求。

該結(jié)論可用于指導(dǎo)PCB設(shè)計評估。預(yù)測今后幾年，彎折市場需求會逐漸增加，與此同時，對材料的性能及加工工藝有更高的要求。