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柔性印制电路板的构造培训教材

2022-06-18 12:04分类:电子元器件 阅读:

 

软性pcb电路板的结构培训教程


  图1为软性pcb电路板的零部件。他们由在绝缘性基钢板(塑料薄膜)上放粘胶上铜泊产生的电线组成,应用土壤层或独特的涂层维护铜泊使其不触碰腐蚀的化学物质。


  1 塑料薄膜的类别及特性

  软性pcb电路板应用了软性聚酰亚胺薄膜。聚酰亚胺薄膜的特性不仅对其生产过程是至关重要的,并且对进行线路的特性也是至关重要的。软性聚酰亚胺薄膜由导电性福和绝缘层基钢板构成,软性印刷电路板中运用的绝缘层基钢板有这两种种类:

  1 )聚氨酯弹性体:有聚丙烯腈、聚丙烯酸钠等。

  2) 热固性塑料:包含历经生产加工之后,受热会变软的原材料,比如一些聚醋酰塑料薄膜种类、氟化氢、聚合体等。

  当基本上任何的软性印刷电路板都以聚丙烯腈或聚酰塑料薄膜为基钢板时,铜层是最广泛使用的箔。必须独特主要用途时,应用脂环聚酸胺和碳氟化合物塑料薄膜。

  独特的塑料薄膜挑选借助很多要素,下列列出了那些特别的塑料薄膜:

  1 )性能卓越软性印刷电路板,特别是在国防上的运用,选用聚丙烯腈塑料薄膜生产制造,由于他们带来了较好的所有工作中特性。

  2) 在行业上,对线路的成本较为比较敏感,选用聚酰塑料薄膜,这类塑料薄膜以一个较低的戚本给予了聚丙烯腈特性,且与此同时又降低了传热系数。

  3) 脂环聚酸胺非织化学纤维是很便宜的,而且有很好的机械设备和电子器件特性,可是有极强的吸水性。

  4) 碳氟化合物塑料薄膜,虽然价格比较贵而且解决艰难,可是具备较高的阻燃性能,最适宜运用于可控性特性阻抗的线路中。

  一,聚丙烯腈塑料薄膜

  在软性印刷电路板中,最广泛采用的塑料薄膜是聚丙烯腈塑料薄膜,这主要是因为它有有效的电、热和有机化学特性。在电焊焊接使用中,这类塑料薄膜能承担电焊焊接使用的溫度。这类塑料薄膜也被使用在输电线绝缘层及其变电器和柴油发动机的绝缘层中。

  运用在软性印刷电路板中的聚丙烯腈塑料薄膜是Kaplon ,这也是美国的一家公司的商标logo。Kaplon/改进的亚克力塑料薄膜的温度范围为一65 - 150℃ ,但长时间曝露在150℃时电源电路可能掉色。Kaplon 种类的H塑料薄膜是适用操作温度范畴为- 269 - 400℃的全部主要用途的塑料薄膜。有一些专业种类的Kaplon 塑料薄膜运用于有独特特性的标准中,Kaplon "XT" 是当中之一,它的热传递性是Kaplon 种类H 塑料薄膜排热功能的二倍,能使印刷电路板具备更好的热传导速率。聚酷亚胶塑料薄膜可采用的规范薄厚为0.0005in 、0.001 in 、0.002in 、0.003in 和0.005in (0. 0125mm 、0.025mm 、0.050mm、0.075mm 和0.125mm) 。

  聚丙烯腈塑料薄膜很多使用的首要因素是它可以承担手工制作的和全自动焊接材料电焊焊接的发热量。聚丙烯腈塑料薄膜有很好的传热系数,可在贴近300℃的环境温度下持续应用飞在这种溫度下,因为空气氧化和內部金属材料增长,铜箱和焊锡丝点会迅速被毁坏。聚酰亚胺薄膜的功能由粘接剂和支撑点塑料薄膜的融合特性决策。因而,挑选聚酰亚胺薄膜时,掌握粘接剂和塑料薄膜特性的直接影响是很重要的。

聚丙烯腈塑料薄膜很多使用的首要因素是它可以承担手工制作的和全自动焊接材料电焊焊接的发热量。聚丙烯腈塑料薄膜有很好的传热系数,可在贴近300℃的环境温度下持续应用飞在这种溫度下,因为空气氧化和內部金属材料增长,铜箱和焊锡丝点会迅速被毁坏。聚酰亚胺薄膜的功能由粘接剂和支撑点塑料薄膜的融合特性决策。因而,挑选聚酰亚胺薄膜时,掌握粘接剂和塑料薄膜特性的直接影响是很重要的。

  聚丙烯腈塑料薄膜具备阻燃等级,当与特别的复合型防火粘接剂粘合时,聚酰亚胺薄膜商品可以经受高溫。殊不知,很多软性印刷电路板粘接剂有更低的特性阻抗,尽管他们可以承担电焊焊接溫度,可是在聚酷亚胶塑料薄膜聚酰亚胺薄膜中,这种粘接剂的连结特性较弱。表1列举了聚丙烯腈塑料薄膜的特性。




  一些聚丙烯腈塑料薄膜消化吸收了大批量的体内湿气。此前曝露于溫度上升中的聚酰亚胺薄膜,比如在电焊焊接溫度下,务必被烘干处理。针对单面电源电路,应维持在100℃或更多的气温中最少1h ,而针对双层构造电源电路,必须的时间段则更长一些。由于再次摄入体内湿气是特别快的,假如解决不可以在1h 之内进行,则聚酰亚胺薄膜应当被存储在烘干的标准下。

  1.室内空间可靠性

  软性印刷电路板的一个关键特性是两者的室内空间可靠性。曝露在各式各样的生产条件中,软性聚酰亚胺薄膜且有的扩张和收拢指数比以夹层玻璃加强的刚度系统软件更高。软性压层极的可靠性在于塑料薄膜的特性,组成聚酰亚胺薄膜的粘接剂特性和生产加工标准使软性聚酰亚胺薄膜的可靠性衰退(Stearns , 1992) 。细致的聚酰亚胺薄膜生产制造应用了低网支撑力、真空包装压层和热平稳塑料薄膜,能够将收缩减到最少。蚀刻加工之后,具备高抗压强度的性能卓越塑料薄膜可做到0.1% 的缩水率,而用传统式的聚丙烯腈塑料薄膜制做的聚酰亚胺薄膜的缩水率一般能够做到0.15% 。要是没有别的问题的发生,这种收拢值很有可能看上去是微乎其微的、可容忍的、可预测的,可是很多情况下,他们不是符合规定的,必须花很高的成本费去抑止它。

  2. 抗压强度

  软性印刷电路板一般是有好几个应力点的繁杂代数学,这就使抗压强度变成了其主要的特性。比如,一个被撕破的电源电路不可以被修补。由于大部分的软性粘接剂比聚丙烯腈塑料薄膜具备更强的抗压强度,因此粘接剂能提升聚酰亚胺薄膜特性。塑料薄膜的性能指标是具备好的室内空间稳定的压根,它还可以减少撕破度,由于松软的塑料薄膜在被扯坏以前具备很大的生长量。

  在软性聚酰亚胺薄膜中,粘接剂是具体的绝缘层化学物质,它自身具备绝缘层特性阻抗和一定的绝缘电阻抗压强度。因此,当在pcb电路板合理布局中设计方案输电线布局图时,软性印刷电路板设计师一定要细心掌握聚酰亚胺薄膜的特性,而不是塑料薄膜的特性。

  因为聚丙烯腈塑料薄膜和粘接剂具备高的相对介电常数(3.7 或更高)和耗散因数(超过0.03) ,因而他们在可控性特性阻抗的使用中有相对性较弱的电气性能。受该局限的限定,在那样的使用中应采取一些其他类型的聚酰亚胺薄膜。

  二,pvc膜

  绝缘层基钢板塑料薄膜一一pvc膜的物理性能类似聚丙烯腈塑料薄膜,且它的导电能力很强,吸水性很小。殊不知,大部分的pvc膜能够在不少于125 ℃下应用,但两者在热稳定性层面的一些尤为重要的主要参数(如最高温度)上不如聚丙烯腈塑料薄膜。他们的溶点也小于电焊焊接溫度。尽管这般,根据应用专业的技术性,像铆压或充压的方式 ,pvc膜能降低软性印刷电路板的戚本,且不减少线路的性能指标和品质。在车辆和通讯电源电路中,pvc膜是运用最大多数的。与聚丙烯腈塑料薄膜对比,pvc膜有很低的相对介电常数,高些的绝缘层特性阻抗,更高的抗压强度和较低的价钱。pvc膜的吸水性是较好的,在很好的室内空间可靠性下,其值低于1% 。pvc膜仅在温度传感器地区内有局限,可是它有着较大的价格的优势。聚脂对有机溶剂和别的化学品有高的耐腐蚀工作能力,它也有高抗压强度(25000psi) 和高绝缘层抗压强度(每0.001 in 厚塑料薄膜的绝缘电阻抗压强度为7.5kVx10-3in)Θ。

  pvc膜是一种聚合体。最常见的pvc膜之一是"Mylar"Θ, Mylar 是商品名,是由英国Mis 杜邦公司生产制造的商品。pvc膜应用的温度范围为75 150℃ ,这使它不宜超出230℃的电焊焊接溫度。这个问题可根据运用大的焊层、宽输电线和0.00275in (0.07mm) 薄厚的铜泊来处理,并运用合理的罩具或工装夹具使发热量避开除被电焊焊接电源电路之外的全部的电子器件。

  三,脂环聚酸胺塑料薄膜

  一般被用以电机和发电机组绝缘层的非织脂环聚酸胺化学纤维价格低,而且有明显的绝缘电阻抗压强度和热特性。他们可在220℃的环境温度下持续应用,当与适合的压层粘接剂相互配合应用时,可做成非常好的软性聚酰亚胺薄膜。

  这类设备有有效的拉力和抗压强度,也是有较高的室内空间可靠性,殊不知它很容易吸潮。与应用聚丙烯腈的聚酰亚胺薄膜一样,在点焊拼装以前,应用脂环聚酸胺的聚酰亚胺薄膜也需要开展充分的干躁,而且在全部拼装流程中维持干躁。

  脂环聚酸胺塑料薄膜的缺陷体现在其污染上。当聚酰亚胺薄膜曝露于溶液中实现制作加工解决时,化合物很有可能渗入到纤维组织中,留有长久的污渍,这会造成潜在性的绝缘层特性阻抗难题。脂环聚酸胺塑料薄膜有很多优异的特性,而且价格低,可是他们的缺陷使他们难以在很多软性印刷电路板中获得运用。

  常见的脂环聚酸胶原材料之一是"Nomex"Θ , Nomex 是Mis 杜邦公司的一个商标logo。Nomex 是一种可以很好的可承担电焊焊接溫度的高溫纸,它难以撕破且拓宽超慢。

  四,碳氟化合物塑料薄膜

  在Kapton 发生之前,最开始的软性pcb电路板应用性能卓越的碳氟化合物塑料薄膜。不能类比的有机化学可塑性、非常高的传热系数、突显的阻燃性能和硬实的物理性能使碳氟化合物塑料薄膜变成软性印刷电路板的满意挑选。

  用融解生成法纪成的碳氟化合物电解介质室内空间可靠性差。聚酰亚胺薄膜在其规定的溫度(贴近300℃)下对半融解的电解介质所产生的地应力能够毁坏苗条和高精密的印制导技术 线。

  针对软性印刷电路板,碳氟化合物塑料薄膜具备很好的特性,尤其是两者的抗扯值很好。由于这一特性,碳氟化合物残片有时候被用以提升聚丙烯腈电源电路的不结实的地区。碳氟化合物聚酰亚胺薄膜自身针对一般的化合物呈可塑性,且它原有阻燃性,因此 在生产过程和应用中不容易造成其他难题。

  因为碳氟化合物塑料薄膜很好的抗酸类,因此 在镀埋孔全过程中,不易被电镀铜。应用水浴槽的办法针对提高孔内壁的元电镀铜的粘附基本上沒有任何的功效,必须 采用附加的解决流程。

  如今,电源电路和压层、板的制作已越来越较非常容易,碳氟化合物塑料薄膜的拼装可以用粘接剂替代溶接全过程,尽管室内空间可靠性沒有做到聚丙烯腈的水准,可是已经有非常大的提升 。假如粘接剂维持尽量的薄,电源电路将以较低的费用完成溶接电源电路的很好的电气性能。

  五,电解介质的挑选

  软性聚酰亚胺薄膜绝缘层基钢板对生产制造的费用和制成品电源电路的特性有至关重要的危害。聚丙烯腈塑料薄膜对于此事给予了较好的性价比高。

  pvc膜居次之,仅仅在传热系数层面稍逊一筹。脂环聚酸胺非织化学纤维有与众不同的特性,提议应用于成本费比较有限而特性规定并不是很高的场所中。碳氟化合物有很好的阻燃性能,合适于规定可控性特性阻抗的使用中。

  表2得出了pvc膜、碳氟化合物塑料薄膜和脂环聚酸胺塑料薄膜的特性。


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