陳起平 石學(xué)兵 樊廷慧 李 波

（惠州市金百澤電路科技有限公司，廣東 惠州 516083）

（深圳市金百澤電子科技股份有限公司，廣東 深圳 518000）

0 前言

隨著市場需求的提升，不論是剛性還是撓性印制板都在朝著高頻高速以及高多層發(fā)展。但高多層數(shù)的剛撓結(jié)合板（R-FPCB）隨著撓性板張數(shù)的增加以及半固化片（PP）張數(shù)的增多，撓性區(qū)位置會(huì)因PP銑槽而出現(xiàn)不同程度的凹陷。加輔助墊片為常規(guī)解決凹陷的方案，但是加工成本高，效率低。本文為降低成本，提高生產(chǎn)效率，提出采用覆蓋膜上貼高溫膠帶與補(bǔ)強(qiáng)片的方案。

1 傳統(tǒng)高層剛撓結(jié)合板加工工藝

1.1 常規(guī)壓合工藝

高多層剛撓結(jié)合板的制作需要將撓性區(qū)PP進(jìn)行銑槽開窗，其結(jié)構(gòu)如圖1（a）所示。剛撓結(jié)合板在撓性板張數(shù)小于等于3張的情況下板面凹陷較小，對生產(chǎn)制作影響較小，但在制作較高多層數(shù)的R-FPCB時(shí)，隨撓性板及半固化片（PP）張數(shù)的增加，臺(tái)階位高度差增大，凹陷度會(huì)增加，壓合后效果如圖1（b）所示。

圖1 撓性板區(qū)半固化片開窗與壓合后圖

板面凹陷過大會(huì)導(dǎo)致在鉆孔后臺(tái)階處毛刺不易打磨；在線路制作時(shí)會(huì)發(fā)生干膜掉膜，影響線路或孔環(huán)到臺(tái)階邊緣所能制作的最小距離；在阻焊印刷過程中，臺(tái)階處出現(xiàn)積油墨等。

1.2 通常板面凹陷解決方案

通常解決上述問題的方案有三種，第一種方案為優(yōu)化結(jié)構(gòu)，通過更換PP類型，減少PP厚度的方式增加外層剛性板的厚度，在壓合時(shí)為撓性區(qū)提供支撐力，減少凹陷度，如圖2所示。第二種方案是在撓性區(qū)放置墊片，一般為PTFE（聚四氟乙烯）材料，通過對墊片材料厚度及形狀進(jìn)行切割后，放置在硬板及PP開窗區(qū)域，如圖3所示。第三種方案是對外層芯板進(jìn)行分壓后再進(jìn)行總壓，適用在外層芯板張數(shù)較多的結(jié)構(gòu)，如圖4所示。

圖2 增加剛性板厚度方案圖

圖3 增加墊片方案圖

圖4 硬板分壓后總壓方案圖

這三種方案都存在一些缺點(diǎn)，第一種方案減少PP厚度后，層間膠量減少，可能會(huì)導(dǎo)致填膠不良，壓合白斑的問題，影響到內(nèi)層線路連接。第二種放置墊片的方案除了需對PP銑槽外，還需將硬板進(jìn)行銑槽，以此固定墊片。PTFE墊片的高精度加工和放置也需耗費(fèi)較多的人力物力。第三種方案與第一種方案的解決思路大致相同，通過分壓外層芯板增大撓性區(qū)的支撐力，減少凹陷，且不用減少PP厚度。但適用結(jié)構(gòu)較為局限，需要外層芯板張數(shù)較多，且分壓后厚度需足以提供所需支撐力。

2 補(bǔ)強(qiáng)及高溫膠帶相結(jié)合的制作方案

為達(dá)到低成本、高效率以及高質(zhì)量的目的，采用了市場上以及生產(chǎn)過程中常見的聚酰亞胺補(bǔ)強(qiáng)板和高溫膠帶作為墊片材料，兩者的結(jié)合不僅能較好地保護(hù)撓性板，也能減少撓性區(qū)域的凹陷度，且補(bǔ)強(qiáng)板有25 μm至500 μm不同厚度可選擇，足以滿足所有的臺(tái)階高度差。

2.1 壓合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

文章采用的方案是在利用高溫膠帶的基礎(chǔ)上，使用聚酰亞胺補(bǔ)強(qiáng)板作為墊片。壓合前將高溫膠帶與補(bǔ)強(qiáng)板黏貼在撓性區(qū)域，利用補(bǔ)強(qiáng)板所帶有的熱固化膠及高溫膠帶的壓敏膠，可以使壓合前墊片固定在軟板上而不會(huì)脫落，在后工序也能順利地剝離。

壓合前僅需計(jì)算高度差值選取對應(yīng)的厚度補(bǔ)強(qiáng)板，并在撓性板的最外層與最內(nèi)層黏貼上述兩種材料即可。相比于傳統(tǒng)方案，本方案適用的壓合結(jié)構(gòu)更為廣泛，主要是在彌補(bǔ)PP銑槽后缺失的厚度，因此對于不對稱壓合結(jié)構(gòu)、外層芯板和外層銅箔壓合結(jié)構(gòu)都能很好地適用。

2.2 補(bǔ)強(qiáng)片及高溫膠帶加工設(shè)計(jì)

為防止壓合過程中墊片發(fā)生形變而導(dǎo)致墊片伸入剛性板區(qū)域，使得硬板分層[1]，切割高溫膠帶及補(bǔ)強(qiáng)板文件設(shè)計(jì)朝撓性板區(qū)內(nèi)縮0.1 mm，如圖5所示。

圖5 墊片尺寸設(shè)計(jì)圖

為提高生產(chǎn)效率，在撓性板進(jìn)行快壓后，若將補(bǔ)強(qiáng)片與高溫膠通過預(yù)先壓合后進(jìn)行激光切割的方式可以利用自動(dòng)貼補(bǔ)強(qiáng)機(jī)達(dá)到一次粘貼完成的目的，而無需進(jìn)行兩次切割和黏貼。

2.3 撓性區(qū)貼墊片流程設(shè)計(jì)

對于撓性區(qū)域較長或較大的產(chǎn)品，在撓性板成型時(shí)，由于撓性區(qū)無支撐，若采用機(jī)械加工的方式銑切，撓性板的晃動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致軟板邊緣不平整或尺寸有異常，因此一般采用的是激光成型的方式。但激光在切割高層次軟板時(shí)又可能出現(xiàn)碳黑嚴(yán)重，激光無法打穿等問題。由于本設(shè)計(jì)墊片具有較高的硬度可為撓性區(qū)提供支撐，因此在撓性板成型時(shí)可與剛性板成型一并完成，而揭蓋流程可以利用芯板設(shè)計(jì)銅線保護(hù)撓性區(qū)域[2]。整體流程設(shè)計(jì)如圖6所示。

圖6 整體加工流程設(shè)計(jì)圖

3 方案實(shí)際生產(chǎn)測試

為驗(yàn)證本方案是否對鉆孔毛刺、線路干膜掉膜和阻焊積油墨起到一定的改善作用以及成品可靠性，選取一款14層板進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)，對比正常壓合和使用本方案在以上各工序的生產(chǎn)結(jié)果，產(chǎn)品層壓結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖7 試驗(yàn)板層壓結(jié)構(gòu)圖

以上產(chǎn)品壓合后硬板區(qū)域厚度均值1.977 mm，加墊片后撓性區(qū)厚度均值1.958 mm，未加墊片撓性區(qū)板厚均值1.405 mm。鉆孔時(shí)，靠近臺(tái)階處板面接觸不到底部墊板，鉆孔后孔口產(chǎn)生毛刺較為嚴(yán)重，且由于板面具有一定弧度，使用毛刺打磨機(jī)也無法去除，需要進(jìn)行手工打磨，而減少板面高度差不僅能使鉆孔處板面接觸底板減少毛刺，且打磨機(jī)也可打磨到位。

正常參數(shù)進(jìn)行貼干膜、曝光與顯影，未加墊片靠近臺(tái)階處孔口干膜脫落，加墊片干膜顯影后無異常。

阻焊印刷，未加墊片臺(tái)階處積油墨嚴(yán)重，加墊片印刷質(zhì)量良好，如圖8所示。

圖8 阻焊印刷效果對比圖

成品成型后，輔助墊片材料可以輕易地剝離，撓性區(qū)光滑無殘膠，且經(jīng)288 ℃/熱沖擊3次后無異常，成品展示和熱沖擊切片如圖9所示。

圖9 成品效果展示圖

4 總結(jié)

隨著市場需求的發(fā)展，剛撓結(jié)合板逐步朝著高層數(shù)與高密度互連發(fā)展，高層數(shù)剛撓結(jié)合板需求量日益增長。本文提出的使用高溫膠帶與補(bǔ)強(qiáng)板減少臺(tái)階高度差的制造方案，利用了生產(chǎn)中的常備物料與常用機(jī)械，意在以低成本、高效率與高質(zhì)量的方式解決高度差引起的生產(chǎn)異常，為高多層數(shù)剛撓結(jié)合板的批量生產(chǎn)提供參考。