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

1、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

2、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

3、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。

4、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/50

5、m/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

6、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）Cover Layerfrommilto5mils（12.7to127m） 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

7、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.Mos

8、toftenusedasshieldingortomakeconnectionsbetweencopperlayers.（成本低但电性能差，常用作防护层或铜层连接） 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,Panason

9、ic,Arlon,Hitachi,Doosan（2）相关设备: 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

10、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

11、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

12、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

13、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

14、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-600PCB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-003APCB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