柔性电路有两种材料可用于封装外露的外层电路:聚酰亚胺覆盖层和柔性阻焊层。虽然这两种材料都具有绝缘外层电路的基本功能,但每种材料都具有不同的特性和功能,可满足特定的设计要求。
材料差异: 固体片状覆盖层与液体环氧阻焊层
这两种材料的主要区别在于,覆盖层是一种固体聚酰亚胺片材,而柔性阻焊层是一种环氧基液体,固化后呈硬化状态。
这种区别会产生以下影响
材料的加工方式
确定细间距 SMT 和 PTH 特性的能力
电气绝缘性能
硬化剂的应用和要求
坚固性和长期可靠性
柔韧性
Coverlay 是业内长期使用的首选材料。在观察柔性电路时,人们通常会看到其自然的棕色。作为一种固体聚酰亚胺片材,它具有与聚酰亚胺柔性芯材相同的介电耐压能力(每 0.001 英寸约 3KV),有多种厚度可供选择,以满足严格的最小弯曲要求,并提供防渗屏障。覆盖层材料随附一层环氧树脂或丙烯酸柔性粘合剂,然后在加热和加压的情况下层压到柔性电路表面,形成永久性粘合。
柔性阻焊层与刚性印刷电路板上使用的环氧基材料基本相同,但添加了柔性剂。它以相同的方式进行涂敷、成像和显影,以形成所需的 SMT 和 PTH 开口。基底芯材上的厚度限制在 ¾ 至 1 密耳,但直接覆盖在迹线上的厚度会更小。由于厚度不同,它不能提供相同的耐压水平,也不能成为防渗屏障。覆盖层比阻焊层更坚固、更灵活。
设计考虑因素
由于覆盖层和阻焊层的材料不同,各自的功能也不同。
覆盖层作为一种实心材料,要求所有的 SMT 和 PTH 开孔都必须使用激光切割、刳刨或冲压模具来机械制作。再加上需要将覆盖层层压到挠性片上,这就限制了开孔的最小尺寸以及相邻开孔之间可保留的最小材料网。过小的覆层材料在加工过程中很容易损坏或断裂,而且有限的粘合剂可能无法实现正确的层压。覆盖层开口也可能会有少量粘合剂挤出开口。因此,覆盖层的设计规则与阻焊层的设计规则明显不同。
柔性阻焊层是一种光成像液体,其功能几乎与刚性电路板相同。两种材料都需要稍大的特征开口,以适应聚酰亚胺柔性材料固有的较大的材料尺寸公差。对于具有细间距元件的设计,覆盖层需要将多个开口组合成一个大开口,而柔性阻焊层通常不需要。
阻焊层的一个局限性是它不适合与加强筋或 EMI/RF 屏蔽层进行热层压。粘接强度会受到影响。如果焊接掩模是必要的,在需要加强筋的区域,则需要使用 PSA(双面胶带)来连接加强筋。对于有屏蔽层的区域,必须使用覆盖层。
厚度和颜色选项
Coverlay 有各种厚度的聚酰亚胺层和预粘合剂层。聚酰亚胺层的标准厚度范围为 ½ 密耳至 2 密耳,其中 1 密耳最为常用。粘合剂厚度范围为 ½ 密耳至 2 密耳,其中 1 密耳最为常用。所需的粘合剂厚度取决于要层压的铜厚度。一般来说,每 1 盎司铜需要 1 密耳的粘合剂。例如,2 盎司铜需要 2 密耳的粘合剂。这是为了确保有足够的粘合剂来完全封装底层电路,并实现无空隙的正确层压。层压后,粘合剂厚度的很大一部分被填充电路之间的空隙所消耗,导致结构比所有单独材料厚度的总和还要薄。聚酰亚胺层不受影响,在线路上保持全厚。
阻焊层的厚度一般为 ¾ 至 1 密耳,但直接覆盖电路时会更薄。这与刚性印刷电路板加工类似,因为液体在涂抹后会流入线路之间的空隙。
Coverlay 有三种颜色:本色(浅棕色)、白色和黑色。本色是最常用的颜色,除非由于在最终组装中可以看到挠性部分而有外观上的要求。阻焊层的颜色范围更广:绿色、黑色、白色、黄色等。
选择性应用
设计复杂性的增加、更严格的弯曲要求和高密度组件可能导致设计中两种材料都无法满足所有项目设计要求。为解决这一问题,通常的做法是在需要时有选择地使用两种材料。这样可以充分利用每种材料的最佳特性。覆盖层用于需要弯曲的区域、大间距元件或屏蔽层。柔性阻焊层用于高密度元件区域。
首先使用覆盖层,其次使用阻焊层,阻焊层与覆盖层略有重叠,以防止组合层中出现任何缝隙。这种方法需要柔性材料供应商的参与,以确保设计的功能性和可靠性满足您的要求。从覆盖层到阻焊层的过渡,再加上材料的重叠,可能会产生机械应力集中,从而对弯曲要求产生负面影响,因此需要远离设计中的狭窄弯曲区域。
摘要
聚酰亚胺覆盖层和柔性阻焊层为满足各种设计要求提供了有效的材料解决方案。使用哪种材料或材料组合取决于特定设计的弯曲要求和元件密度
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