VR虚拟现实一种应用于虚拟现实技术中的多层刚扰结合板胡章维Word格式文档下载.docx

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我国国防部也一直致力于研究此类虚拟战场系统，以提供坦克协同训练。

利用虚拟现实技术，可模拟零重力环境，替代非标准的水下训练宇航员的方法。

这些虚拟现实技术的完成，均离不开多层软硬结合线路板。

公司市场部通过调研发现，发现了这种可穿戴设备及军事模拟领域的需求，加之我司主要以生产国家军工线路板为主，为此，自2015年1月开始，我们开始研制了这种应用于虚拟现实技术中的多层软硬结合板。

1.2必然性分析

随着电子技术的飞速发展，便携式电子产品市场需求不断扩大，电子设备越来越向轻、薄、短、小且多能化方面发展。

特别是高密度互连用的柔性板的应用，将极大带动软硬结合板应用。

现有的PCB精密线路板，对恶劣应用环境的抵抗力不强，而软硬结合的刚性板兼具刚性板的耐久力和柔性板的适用力。

因此有必要设计一种具有新型软硬结合结构的PCB多层线路板，这种是要求比较很高的技术，使得研发具有新型软硬结合结构的PCB多层线路板十分必要。

1.3项目可能形成的产业规模和市场前景

本项目的研发成功将使本公司的工艺技术水平更高一层，增强在软硬结合结构的PCB多层线路板产品领域的市场竞争力，使公司具有新型软硬结合结构的PCB多层线路板的加工能力，扩大市场接单范围，使公司业务不断上升，提升公司业绩，提高公司在行业内的影响力。

1.4技术突破意义

本项目的研发是公司根据市场需求所作的决策。

此项技术突破实现，则将对公司基础工艺技术一个飞跃的提升，它将成为市场接单方面的依据，同时在行业内提升公司的知名度。

对于可穿戴设备及军事模拟领域的完成提供了最基本的保障，对于实施技术革新，提升公司技术水平，提高公司竞争能力都有重大意义。

1.5知识产权现状

目前未发现有公司专门设计具有新型软硬结合结构的PCB多层线路板。

本项目由公司自主研发，因此，不存在具有实质影响的知识产权限制，如专利限制及专有技术等。

本项目研发成功后，公司拟进行整理并申请国家专利。

二、项目研发内容和实施技术方案

2.1技术路线

2.2核心技术特点

a、软硬结合板的材料选择。

b、生产工艺流程及重点部分的控制（内层单片的图形转序、挠性材料的多层定位、层压、钻孔、等离子、电镀、阻焊、外形加工等管控。

2.3关键技术难题

（1）解决软硬结合PCB层压、钻孔、外形加工难题；

（2）解决软硬结合PCB电镀、阻焊加工难题；

2.4项目研发内容

实用新型的技术解决方案如下：

（1）相关材料:

◆BaseMaterial（基材）

FCCL（FlexibleCopperCladlaminate）

–Polyimide:

Kapton（12.5m/20m/25m/50m/75m）（聚酰亚胺）

–Highflexlife,goodthermalmanagement,highmoistureabsorptionandgoodtearresistant（柔曲度好,耐高温,高吸湿性,良好的抗撕裂性）

–Polyester（25m/50m/75m）（聚脂）

–Mostcosteffective,goodflexlife,lowthermalresistivity,lowmoistureabsorptionandtearresistant（廉价,柔曲度好,不耐高温,低吸湿性和抗撕裂）

FCCLConstructure

三层结构的单面FCCL

三层结构的双面FCCL

两层结构的双面FCCL

◆DielectricSubstrates介质薄膜：

聚酰亚胺（PI）、聚酯（PET）.

PI的特性:

耐热性好:

长期使用温度为260℃,在短期内耐400℃以上的高温,

良好的电气特性和机械特性,

耐气候性和耐化学药品性也好,

阻燃性好,

吸水率高,吸湿后尺寸变化大.（缺陷）

聚酯薄膜PET的抗拉强度等机械特性和电气特性好,良好的耐水性和吸湿后的尺寸稳定性较好,但受热时收缩率大,耐热性欠佳,不适合于高温锡焊（现在无铅焊温度235+/-10℃）,其熔点250℃.比较少用。

聚酰亚胺（PI）的使用最广泛,其中80%都是美国DuPont公司制造

◆Coverlay（覆盖膜）

CoverLayerfrom½

milto5mils（12.7to127µ

m）

☐Polyimide:

（12.5m/15m/25m/50m/75m/125m）（聚酰亚胺）

Highflexlife,highthermalresistivity.（柔曲度好,耐高温）

主要作用是对电路起保护作用,防止电路受潮、污染以及防焊。

◆热固胶（AdhesiveSheet）

Bond-ply具有粘结作用的绝缘组合层

◆ConductiveLayer（导电层）

•RolledAnnealedCopper（9m/12m/17.5m/35m/70m）（压延铜）

–Highflexlife,goodformingcharacteristics.（柔曲度好，良好的电性能）

•ElectrodepositedCopper（17.5m/35m/70m）（电解铜）

–Morecosteffective.（廉价）

•SilverInk（银溅射/喷镀）

–Mostcosteffective,poorelectricalcharacteristics.Mostoftenusedasshieldingortomakeconnectionsbetweencopperlayers.（成本低但电性能差，常用作防护层或铜层连接）

◆ＳＦ－ＰＣ５０００电磁波防护膜厚度的特性

作为薄型FPC和COF用的单面屏蔽材料可大幅降低由材料萎缩带来的翻翘问题。

滑动性能与挠曲性能大幅提高

◆AdditionalMaterial&

Stiffeners（辅助材料和加强板）

◆LowFlowPP（不流动/低流胶的半固化片）

TYPE（通常非常薄的PP）用于软硬结合板的层压

106（2mil）

1080（3.0mil/3.5mil）

2116（5.6mil）w/omicro-via

供应商有：

TUC,Panasonic,Arlon,Hitachi,Doosan

（2）相关设备:

Ø

新进Plasima先进设备，价值80万。

（3）试验相关流程:

Motorola1+2F+1MobileDisplay&

SideKeys

制板特点：

1+HDI设计,BGAPitch：

0.5mm,

软板厚度：

25um有IVH孔设计,整板厚度：

0.295+/-0.052mm

内层LW/SP：

3/3mil

表面处理：

ENIG

●钻孔（DRING）:

–单面软板钻孔时注意胶面向上，是为防止产生钉头，

–如果钉头朝向胶面时，会降低结合力。

–

●除胶（Desmear）:

–通常，除钻污的方法有四种:

硫酸法、等离子体法、铬酸法、高锰酸钾法。

–刚挠结合板中，PI产生的钻污较小，而改性FR4和丙烯酸产生的钻污较多，

–改性环氧钻污可用浓硫酸去除，而丙烯酸只能用铬酸去除，聚酰亚胺对浓硫酸显惰性，且不耐强碱（高锰酸钾），在强碱中PI会溶胀.同一种化学处理方法不能除去刚挠板的钻污,

–目前软硬结合板最理想的除胶方法就是等离子体法（Plasma）;

–等离子体就是在抽真空的状态下用射频能量发生器让离子、电子、自由基、游离基等失去电性,显示中性,此时各种树脂类型的钻污都能快速、均匀地从孔壁上去掉，并形成一定咬蚀，,提高金属化孔的可靠性。

–采用Plasma除软硬结合板孔钻污时,各种材料的咬蚀速度各不相同,从大到小分别为：

–丙烯酸、环氧树脂、聚酰亚胺、玻璃纤维和铜,

–从高倍显微镜可以明显看到有突出的玻璃纤维头和铜环,为了除去纤维头和铜环,通常在PTH的除油后用浓度很低的碱来进行调整（一般为KOH）,当然也可以用高压水冲洗.（PI不耐强碱）

●沉铜（PTH）:

–软板的PTH常用黑孔工艺或黑影工艺（Shadow）

–软硬结合板的化学沉铜是刚性板化学铜的原理是一样的，但由于挠性材料聚酰亚胺不耐强碱,因此沉铜的前处理应采用酸性的溶液,活化宜采用酸性胶体钯而不宜采用碱性的离子钯。

目前化学沉铜大都是碱性的，因此反应时间与溶液的浓度必须严格控制，反应时间长，聚酰亚胺会溶胀，反应时间不足会造成孔内空洞和铜层的机械性能差，这种板子虽然能通过电测试，但往往无法通过热冲击或是用户的装配流程。

●镀铜（PP）:

＜孔沉铜后＝选镀ButtonPlating＞

＜镀铜后＝全板镀PanelPlating＞

为保持软板挠性,有时只做选择镀孔铜,叫ButtonPlate.（做选镀前先做镀孔的图形转移）

●图形转移:

与刚性板的流程一样

●蚀刻及去膜:

蚀刻：

蚀刻液主要有酸性氯化铜和碱性氯化铜蚀刻液,由于挠性板上有聚酰亚胺,所以大都采用酸性蚀刻。

去膜:

同刚性PCB的流程一样。

要特别注意刚挠结合部位渗进液体,会致使刚挠结合板报废。

●层压:

层压是将铜箔,P片,内层挠性线路,外层刚性线路压合成多层板。

刚挠结合板的层压与只有软板的层压或刚性板的层压有所不同,既要考虑挠性板在层压过程易产生形变的问题,又要考虑刚性板层压后表面平整性的问题,还要考虑二个刚性区的结合部位—挠性窗口的保护问题。

层压控制点:

No-FlowPP的流胶量防止流胶过多.

由于No-FlowPP开窗,层压时会有失压,因此层压时使用敷形片及Releasefilm（分离膜）

NoFlow的PP在软硬结合处需开窗（用锣或冲的方式）,外层绿油完成后在外型加工时对软硬结合处的刚性部位做做揭盖。

层压控制要点:

层压前必须将刚性外层和挠性内层进行烘板,目的是消除潜伏的热应力,确保孔金属化的质量和尺寸稳定性。

应选择合适的缓冲材料.理想的缓冲材料应该具有良好的敷形性、低的流动性、冷热过程不收缩的特点,以保证层压无气泡和挠性材料在层压过程中不发生变形。

层压后质量检查:

检查板的外观,是否存在有分层、氧化、溢胶等质量问题,同时应进剥离强度测试。

●表面处理（SurfaceFinish）

柔性板层压保护膜（或阻焊层）后裸铜待焊面上必须依客户指定需求做有机助焊保护剂（OrganicSolderabilityPreservatives;

OSP）、热风整平（HASL）、沉镍金或是电镍金）

软硬结合板表面的品质控制点:

厚度、硬度、疏孔度、附着力；

外观：

露铜,铜面针孔、凹陷、刮伤、阴阳色。

●终检规范：

编号

内容

IPC-A-600

PCB外观可接收标准

IPC-6012

硬板资格认可与性能检验

IPC-6013

挠性板的鉴定与性能规范

IPC-D-275

硬板设计准则

IPC-2223

挠板设计准则

I-STD-003A

PCB焊性测试

IEC-60326

有贯穿连接的刚挠多层印制板规范

IPC-TM-650

各种测试方法

IEC-326

有贯穿连接的刚挠双面印制板规范

（4）试验板设计:

∙板卡名称：

TinyIMU_NTM002_V2.6_F401+UART方案

∙板卡尺寸：

9.5mmx9.5mm

∙板卡层数：

4层

∙板卡厚度：

0.8mm

∙板材铜厚：

1.0oz（35um）

∙板材：

FR-4

∙工艺要求：

RoHS

红色阻焊

白色文字

所有过孔加阻焊

焊盘镀金

外形尺寸采用负公差，开孔尺寸采用正公差

∙拼板方式：

请按下述要求进行拼版

将mark点距工艺边外边缘距离改为大于5mm，mark点直径为1mm