Pembuatanpapan sirkuit cetak fleksibel yang kakuyang dapat ditekuk dan dilipat adalah proyek teknik yang mengintegrasikan ilmu material presisi dan teknologi proses yang kompleks. Intinya terletak pada penggabungan area kaku (seperti resin epoksi FR-4) dengan area fleksibel (seperti film polimida) secara mulus melalui proses khusus, sehingga mencapai fungsi "kaku di mana kaku, fleksibel di mana fleksibel". Berikut analisa detail proses pembuatannya:
1, Persiapan material: landasan menggabungkan kekakuan dan fleksibilitas
Bahan area kaku: Resin epoksi FR-4 dipilih, yang keras dan stabil, memberikan dukungan mekanis untuk memastikan komponen presisi seperti chip dan baterai dipasang di peralatan. Ketebalannya biasanya 0,2-1,6 mm untuk memenuhi persyaratan kekuatan perangkat yang berbeda.
Bahan area fleksibel: menggunakan film polimida (PI) dengan ketebalan antara 0,025-0,1 mm, setara dengan ketebalan beberapa kertas A4. Film PI dapat menahan suhu tinggi di atas 260 derajat dan tidak akan pecah bahkan setelah pembengkokan berulang kali sebanyak 100.000 kali. Pada saat yang sama, ia memiliki kinerja insulasi yang sangat baik dan dapat mencegah korsleting pada sirkuit. Bahan inilah yang menjadi kunci agar papan sirkuit fleksibel dapat ditekuk seperti kertas.
Pemilihan foil tembaga: Foil tembaga yang digulung digunakan pada area yang fleksibel karena memiliki keuletan yang lebih baik dan tidak mudah pecah saat ditekuk; Daerah kaku menggunakan foil tembaga elektrolitik untuk memenuhi persyaratan konduktivitas dan kekuatan mekaniknya.
2, Aliran proses inti: dari pemisahan hingga fusi
Menghasilkan substrat fleksibel dan kaku secara terpisah:
Produksi substrat yang fleksibel: Pertama, buat film PI menjadi kasar untuk menghilangkan noda minyak permukaan dan lapisan oksida, dan meningkatkan daya rekat dengan foil tembaga. Kemudian, melalui proses pelapisan tembaga, foil tembaga yang digulung digabungkan dengan film PI untuk membentuk substrat yang fleksibel. Langkah ini memerlukan kontrol suhu dan waktu yang ketat untuk menghindari deformasi substrat PI atau efek perawatan yang buruk.
Produksi substrat kaku: Papan FR-4 tradisional digunakan untuk membentuk struktur sirkuit kaku melalui proses seperti pengeboran dan pelapisan listrik. Proses produksinya mirip dengan PCB kaku biasa, namun perlu memastikan kompatibilitas dengan desain antarmuka area fleksibel.
Proses laminasi: "Teknologi hitam" yang menggabungkan kekakuan dan fleksibilitas:
Ini adalah langkah paling penting dalam pembuatan papan sirkuit cetak fleksibel yang kaku. Dengan teknologi laminasi selektif, substrat kaku, substrat fleksibel, dan lembaran perekat (film resin epoksi) dilaminasi pada suhu tinggi dan tekanan tinggi. Suhu dikontrol pada 170-180 derajat, tekanan 2-3MPa, dan waktunya 60-90 menit. Untuk mencegah agar area fleksibel tidak hancur, film silikon akan ditempatkan di bawah bagian fleksibel sebagai "bantalan penyangga" selama laminasi.
PCB yang dilaminasi juga perlu menjalani "perawatan menghilangkan stres" - dipanggang dalam oven bersuhu 120 derajat selama 2 jam untuk melepaskan tekanan internal yang dihasilkan selama proses laminasi dan menghindari lengkungan selama pemrosesan selanjutnya.
Pengeboran dan pengkabelan:
Pengeboran: Pengeboran mekanis digunakan di area kaku, sedangkan pengeboran laser harus digunakan di area fleksibel untuk menghindari kerusakan akibat tekanan mekanis pada substrat fleksibel. Pengeboran laser dapat menghasilkan lubang yang lebih kecil (hingga 0,1 mm) untuk memenuhi-persyaratan kabel dengan kepadatan tinggi.
Desain perkabelan: Garis-garis pada area fleksibel harus diletakkan secara merata dan tidak terlalu padat, jika tidak maka akan mudah patah saat ditekuk. Desain kabel perlu menyeimbangkan "fleksibilitas" dan "konduktivitas" untuk memastikan kelancaran aliran sirkuit selama pelipatan berulang.
Perawatan dan pengujian permukaan:
Perawatan permukaan meliputi pencelupan emas, penyemprotan timah, dll., untuk mencegah oksidasi dan karat, sekaligus membuat komponen yang dilas lebih aman.
Proses pengujian sangat penting dan memerlukan pengujian kinerja kelistrikan melalui pengujian pin terbang atau perlengkapan khusus untuk memastikan bahwa perubahan resistansi kurang dari 20% setelah 150.000 tikungan, sehingga memenuhi standar pengujian kelistrikan IPC-ET-652.
3, Kesulitan teknis dan inovasi
Keandalan sambungan: Sambungan antara area fleksibel dan kaku tidak boleh kendor, dan tidak boleh putus selama pembengkokan. Mengadopsi "proses pengepresan langkah" seperti memasang "jaket kokoh" pada sambungan keduanya, memastikan tidak jatuh bahkan setelah ditekuk puluhan ribu kali.
Teknologi kontrol perekat: Selama laminasi, perekat tidak boleh meluap ke area fleksibel, jika tidak maka akan mengeraskan substrat fleksibel dan menyebabkan kegagalan pembengkokan. Hal ini memerlukan presisi proses dan teknologi kontrol perekat yang sangat tinggi.
Manajemen perbedaan CTE: Perbedaan koefisien muai panas antara material kaku (CTE 18ppm/ derajat C) dan material fleksibel (CTE 30ppm/ derajat C) adalah signifikan, dan perlu dikontrol melalui 5-7 siklus pengepresan untuk menghindari deformasi struktural yang disebabkan oleh perubahan suhu.
4, Aplikasi dan Masa Depan
Papan sirkuit cetak fleksibel yang kaku banyak digunakan di bidang yang memerlukan integrasi dan fleksibilitas tinggi, seperti ponsel pintar yang dapat dilipat, jam tangan pintar, dan perangkat medis. Kompleksitas proses pembuatannya dapat disebut sebagai "langit-langit" industri PCB, tetapi dengan berkembangnya perangkat yang dapat dipakai, layar fleksibel, dan bidang lainnya, proses pembuatan papan sirkuit cetak fleksibel yang kaku akan bergerak ke arah yang lebih tipis (ketebalan).<0.05mm), more bending resistant (more than 500000 times), and may even achieve circuits that can be woven like fabric, making electronic devices truly "ubiquitous".
papan sirkuit cetak fleksibel kaku, pcb FR-4, papan sirkuit fleksibel