多層軟性PCB的類型及優缺點
多層軟性PCB的優點是基材薄膜質量輕并有優良的電氣特性,如低的介電常數。用聚酰亞胺薄膜為基材制成的多層軟性PCB板,比剛性環氧玻璃布多層PCB板的質量約輕1/3,但它失去了單面、雙面軟性PCB優良的可撓性,大多數此類產品是不要求可撓性的。
多層軟性PCB可進一步分成如下類型:
1、在撓性絕緣基材上構成多層PCB,其成品規定為可以撓曲。這種結構通常是把許多單面或雙面微帶可撓性PCB的兩面端黏結在一起,但其中心部分并未黏結在一起,從而具有高度可撓性。為了具有所希望的電氣特性,如特性阻抗性能和它所互連的剛性PCB相匹配,多層軟性PCB部件的每個線路層,必須在接地面上設計信號線。為了具有高度的可撓性,導線層上可用一層薄的、適合的涂層,如聚酰亞胺,代替一層較厚的層壓覆蓋層。金屬化孔使可撓性線路層之間實現所需的互連。這種多層軟性PCB最適合用于要求可撓性、高可靠性和高密度的設計中。
2、在撓性絕緣基材上構成多層PCB,其成品未規定可以撓曲。這類多層軟性PCB是用軟性絕緣材料,如聚酰亞胺薄膜,層壓制成多層板,層壓后失去了固有的可撓性。當設計要求最大限度地利用薄膜的絕緣特性,如低的介電常數、厚度均勻介質、較輕的質量和能連續加工等特性時,就采用這類軟性PCB。
3、在軟性絕緣基材上構成多層PCB。雖然它用軟性材料制造,但因受電氣設計的限制,如為了所需的導體電阻,要求用厚的導體,或為了所需的阻抗或電容,要求在信號層和接地層之間有厚的絕緣隔離,所以在成品應用時它已成型,并在應用中不能再撓曲。一般用于航空電子設備單元內部布線中。
4、優點:
1)可撓性。應用軟性PCB的一個顯著優點是它能更方便地在三維空間走線和裝連,也可卷曲或折疊起來使用。只要在容許的曲率半徑范圍內卷曲,可經受幾千至幾萬次使用而不至損壞。
2)減小體積。在組件裝連中,同使用導線電纜相比,軟性PCB的導體截面薄而扁平,減少了導線尺寸,并可沿著機殼成形,使設備的結構更加緊湊、合理,減小了裝連體積;與剛性PCB相比,空間可節省60%~90%。
3)減輕質量。在同樣體積內,軟性PCB與導線電纜相比,在相同載流量下,其質量可減輕約70%;與剛性PCB相比,質量減輕約90%。
4)裝連的一致性。用軟性PCB裝連,消除了用導線電纜接線時的差錯。只要加工圖紙經過校對通過后,所有生產出來的撓性電路都是相同的,裝連接線時不會發生錯接。
5)增加了可靠性。當采用軟性PCB裝連時,可在X、Y、Z三個平面上布線,減少了轉接互連,使整個系統的可靠性增加,方便故障檢查。
6)電氣參數設計可控性。根據使用要求,設計師在進行軟性PCB設計時,可控制電容、電感、特性阻抗、延遲和衰減等,能設計成具有傳輸線的特性。這些參數與導線寬度、厚度、間距、絕緣層厚度、介電常數、損耗角正切等有關,這在采用導線電纜時是難以辦到的。
7)末端可整體錫焊。軟性PCB像剛性PCB一樣,具有終端焊盤,可消除導線的剝頭和搪錫,從而節約了成本。終端焊盤與元器件、插頭連接,可用浸焊或波峰焊來代替每根導線的手工錫焊。
8)材料使用可選擇。軟性PCB可根據不同的使用要求,選用不同的基底材料來制造。例如,在要求成本低的裝連應用中可使用聚酯薄膜;要求具有優良的性能,可使用聚酰亞薄膜。
9)低成本。用軟性PCB裝連,能使總的成本降低。因為軟性PCB的導線參數的一致性,且實行整體端接,消除了電纜導線裝連時經常發生的錯誤和返工,且軟性PCB的更換比較方便。軟性PCB的應用使結構設計簡化,它可直接黏附到構件上,減少線夾和其固定件。對于需要有屏蔽的導線,用軟性PCB價格較低。
10)加工的連續性。由于軟性覆箔板可連續成卷狀供應,因此可實現軟性PCB的連續生產,這也有利于降低成本。
5、缺點:
1)一次性初始成本高。由于軟性PCB是為特殊應用而設計、制造的,所以開始的電路設計、布線和照相底版所需的費用較高。
2)軟性PCB的更改和修補比較困難。軟性PCB一旦制成后,要更改必須從底圖或編制的光繪程序開始,因此不易更改。其表面覆蓋一層保護膜,修補前要去除,修補后又要復原,比較困難。
3)尺寸受限制。軟性PCB通常用間歇法工藝制造,受到生產設備尺寸的限制,不能做得很長、很寬。
4)操作不當易損壞。裝連人員操作不當易引起軟性電路的損壞,其錫焊和返工需要經過訓練的人員操作。
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