刚挠结合板防焊结合力提升研究

文/深圳市景旺电子股份有限公司  张传超、何自立、曾平

【摘 要】 对于PI在外层的刚挠结合板，由于PI的材质为聚酰亚胺，相对PCB材质较为光滑，在防焊工序制作时，采用与PCB一样的流程和控制方法，极易出现掉油的问题。本文基于我司制作刚挠结合板的经验，通过从防焊前处理和过程控制入手，使掉油的问题得到了改善，品质报废率有很大的降低，极大地提升了我司刚挠结合板制作的能力，并可为在刚挠结合板阻焊工序制作有困扰的同行提供参考。
【关键词】刚挠结合板；表面粗糙度；油墨脱落

一、前言
    刚挠结合板作为一种特殊的互连技术，能够减少电子产品的组装尺寸、重量、避免连线错误，实现不同装配条件下的三维组装，以及具有轻、薄、短、小的特点，已经被广泛应用于电脑、航空电子以及军用电子设备中，但刚挠结合板也存在工艺复杂，制作成本高以及不易更改和修复等缺点。

    对于PI（聚酰亚胺）在外层的刚挠结合板，由于PI材质为线性结构且化学结构相对对称，所以相对于FR4材料与油墨的结合力差，在防焊工序制作时，采用与刚性板一样的流程和控制方法，极易出现掉油的问题，类似下图1的结构正常阻焊后出现下图2的掉油现象。

二、PI在外层的刚挠结合板掉油原因分析
    PI在外层的刚挠结合板掉油主要是由于PI与油墨的结合力差所导致，而结合力与表面粗糙度有关，表面粗糙度越大，则结合力越好，反之越差。
挠性板的基材区的主要材料为PI， PI是一类具有优异的自润滑材料。PI的表面粗糙度与诸多因素有关，环境、温度、载荷和滑动速度等因素都会影响PI的表面粗糙度。刚挠结合板在生产过程中主要会受到环境和磨刷的载荷的影响。

    测量挠性板基材区和FR4基材区不同条件下的表面粗糙度如下所示。

    以上五种情况可以看出，FR4基板基材区表面粗糙度最大，软板基材区和覆盖膜的表面粗超度小。从水平方向的轮廓看，FR4基板基材区轮廓最粗，软板刚刚蚀刻的次之，覆盖膜最细。

    防焊前处理开磨刷使挠性板的基材区（PI）受到载荷的影响，使PI表面的线性分子链进行取向，使其表面粗糙度下降。

    蚀刻后到印刷前的静置时间过长，软板基材区直接与环境接触，PI的分子链段运动，使其表面粗糙度降低。

    蚀刻后放置时间过长和磨板开磨刷对挠性板基材区表面粗糙度都有影响。所以在防焊制程中影响PI在外层的刚挠结合板掉油的主要因素有两个——蚀刻后静置时间和磨板是否开磨刷。

三、前处理开磨刷及蚀刻后静止时间对掉油的影响
    常规与优化的树脂塞孔成本对比如表1所示。

四、总结
    通过对刚挠结合板基材区PI的性能分析的基础上，着重对刚挠结合板在防焊加工过程中对PI表面粗超度的影响方面做了较深入的分析研究，并通过以上各种影响因素控制后，极大程度上改善了PI在外层的刚挠结合板的掉油问题。