外层挠性结构刚挠结合板光阻膜避浸润工艺开发

黄江波 王一雄（深圳市迅捷兴电路技术有限公司，广东 深圳 518054）

外层挠性结构刚挠结合板光阻膜避浸润工艺开发

Paper Code: S-002

黄江波 王一雄
（深圳市迅捷兴电路技术有限公司，广东 深圳 518054）

针对外层挠性结构刚挠结合板，传统的加工工艺是采用填充工艺，占用大量的人力物力，生产效率极低，同时品质管控非常困难，不利于量产化，笔者针对现状，对外层挠性结构刚挠结合板制作开发了一种光阻膜避浸润工艺，能够彻底解决传统的填充法无法实现量产化的技术瓶颈，可供同行参考、借鉴。

外层挠性、刚挠结合、光阻膜、避浸润

1 前言

外层挠性结构刚挠结合板是刚挠印制电路板中制作难度极高的类型之一。目前PCB厂家针对外层挠性结构刚挠结合板的制作，为了实现产品动态区域挠性层与环氧树脂粘接层的分离，普遍采用的加工方法都是填充块填充法，用低流动性半固化片做粘接材料，叠层前需要把产品动态区域刚性层及半固化片铣空，填入与刚性层及半固化片厚度一致且与铣空尺寸相等的填充物，再进行叠层、压合。填充物需要单独加工成填入的尺寸，并且填充需要手工填充，人工效率非常低，整个制作过程填充块需要反复拆装，增加人员消耗时间。所以这种填充法成为了外层挠性结构刚挠结合板量产化的技术瓶颈。笔者针对现状，开发了一种光阻膜避浸润工艺，有效的解决了填充法无法实现量产化的技术瓶颈，使外层挠性结构刚挠结合板可以实现量产化，人工效率方面大幅度提升。

2 开发路线

目前业界PCB厂家针对外层挠性结构刚挠结合板的加工所采用的填充法，如图1填充物填充结构示意图，在刚性层铣出对应的填充槽，把填充物加工成与槽尺寸大小、深度相等的形状，在压合前把填充物镶入、压合，后制程还需反复拆装填充物，其加工流程如图2填充工艺流程；

图1 填充法结构图

图2 填充工艺流程图

从以上结构图及加工流程可以看出，填充物的反复拆装是一个繁琐的工步，此工艺流程繁杂，拆装过程耗时耗力，彻底解决手动填充的繁琐工步及填充物的反复拆装过程是解决无法实现量产化的关键因数，因此笔者开发出一种光阻膜避浸润工艺，其光阻膜可以粘附于挠性层表面，并且在高温高压过程不宜变形、溢胶，最终在成品时通过机械控深方式铣到光阻膜层，最后通过化学处理去除光阻膜。即可实现板件动态区挠性层与刚性层的分离要求。该种光阻膜避浸润工艺，其光阻膜不需要手工贴附，使用专用热压辊设备压覆，通过光阻聚合反应，保留需要的一部分。同时板件整体结构粘接层不需要使用低流动性半固化片开窗制作，直接使用常规高流动性半固化片粘接。压合过程与常规板件混排，按常规粘接层的参数压合，省略了窗口的制作工步及缓冲材料的使用，使制板成本大幅度降低。

3 光阻膜避浸润工艺解析

3.1 产品结构设计

设计板件层数为4层，L1/L2层为刚性层，L3/L4层为挠性层，中间为粘接层，开窗区域为动态区，如图3叠层结构；

图3 外层挠性结构刚挠结合叠层结构

3.2 关键流程规划

根据设计的外层挠性刚挠结合叠层结构，其光阻膜避浸润制作工艺流程规划如下：

如上流程，挠性板正常制作内层线路，局部压合覆盖膜，再整板贴附光阻膜，通过光阻聚合原理，非保留部分光阻膜化学方式去除，保留部分光阻膜使其粘附于挠性层动态区域，压合前正常叠层、铆合，粘接片使用对应Tg值半固化片，压合后正常制作金属化孔及表面线路，电测试前通过机械控深方式，控深到光阻膜层，去除对应位置废料部分，化学方式去除聚合的光阻膜层，得到符合原设计的动态结构。

3.3 关键过程解析

3.3.1 光阻膜局部贴附工艺

挠性层完成局部覆盖膜贴合之后，使用专用的热压辊设备压覆光阻膜，温度控制在100 ℃左右，限压力为（0.5～0.6）公斤/厘米，传送速度为（0.9～1.8）米/分。使其挠性基板表面贴附一层光阻膜。

未聚合的光阻膜受热后变软，流动性增加，借助于热压辊的压力和抗蚀剂中粘结剂的作用完成压覆，完好的光阻膜压覆应是表面平整、无皱折、无气泡、无灰尘颗粒等夹杂。

挠性板件整板贴合未聚合的光阻膜后，借助菲林片遮挡紫外光，使部分紫外光照射到需要保留的区域，使光阻膜中光引发剂吸收了光能分解成为游离基，游离基再引发光聚合单体进行聚合交联反应，生成不溶于稀碱溶液的体型大分子结构，最后通过弱碱的溶液去除未聚合部分光阻膜，使之保留局部聚合的部分，如下图6光阻膜局部工艺。

图4 光阻膜局部工艺

经过以上工艺加工，挠性板件动态区域已经贴附上了一层避浸润的光阻膜，能够满足后制程压合工序的高温、高压要求，且在高压下不易变形，溢胶量非常小。能够避免半固化片与挠性层的浸润、粘接。

3.3.2 压合

完成了刚性部分线路制作及挠性部分光阻膜局部贴附工艺后，压合所涉及的半固化片不再需要开窗制作，直接使用高流动性半固化片叠层压合即可，使用铆钉固定板件；根据半固化片的压合参数压合制作，排板结构不需要特殊化，与常规板件排板结构一致即可。

此种光阻膜避浸润工艺，压合过程省去了缓冲材料的使用，降低物料成本。并且粘接材料可以直接使用高流动性半固化片，与常规板件混排压合即可，避免了因使用低流动性半固化而对升温速率的特别控制，使生产效率方面大幅度提升。

3.3.3 机械控深

板件完成金属孔及线路的制作后，在成测前进行机械控深开窗，要求机械控深的精度达到±0.025mm，通常机械在长期使用之后都无法保证它的绝对水平，影响它水平的因素有地面的水平、机台面的水平、垫板的水平等。所以我们在一个没有水平保证的机台上作业，是没有可能达到品质要求的。为了保证控深铣的精度能够铣穿半固化片且刚好铣到光阻膜层，需要采用特殊的控深方法控制开窗精度，如下图5控深示意图；

图5 控深示意图

在机台平面电木板上用美纹胶贴合一张未使用的密胺垫板，密胺垫板尺寸要求比生产板尺寸单边宽50.8 mm依据板件的成品板厚计算所需定位销钉的深度，钻出所需的定位孔；设置控深铣的深度使铣刀将密胺纸垫板水平切削（0.5～1.0）mm厚度；面积大小比所需加工线路板单边大25.4 mm即可；把压力调整到4公斤；将需要控深加工的板件，销钉定位方式定位于台面上，开始深度调试，首检控深调试铣到光阻膜层即可；便可以进行批量制作。

3.3.4 化学去除光阻膜

板件完成机械开窗后，挠性部分动态区域表面会残留一层光阻膜层，此光阻膜在前制程局部光阻工艺中已经发生光阻聚合反应，所以在此时去除光阻膜，可以采用较强的碱性溶液去除，如2%浓度氢氧化钠溶液，温控55°左右，便可使聚合光阻膜蓬松分裂，然后经过机台之喷压将其剥离。

板件动态区域经过较强的碱性溶液去除聚合反应的光阻膜层，实现了刚性层与挠性层的最终分离，光阻膜有效的避免了粘接材料浸润挠性层表面的目的，使产品能够达到最终的设计效果。

4 总结

光阻膜避浸润工艺能够彻底的解决填充法无法实现量产化的技术瓶颈。在制作工艺方面避免了较多繁琐工步，使人工效率大幅度提升，制板流程更为简便。文章中着重叙述光阻膜避浸润工艺的加工方法及关键工步，望其加工方法能给同行业者起到抛砖引玉的作用。

黄江波，研发部工程师，从事多年新产品开发工作。

Dry film preventing bonding technology for rigid-flex board with flex outer layer

HUANG Jiang-bo WANG Yi-xiong

The conventional manufacturing way to build rigid-flex board with flex outer layer is to use filling technology. It costs lots of manpower and material resources; the manufacturing efficiency is too low; also it's too hard to control quality, and not good for mass production. Aiming at improving the present situation, the writer developed Dry Film Preventing Bonding technology, which could completely be used to build mass volume. Here is the article for reference.

Flex Outer Layer; Rigid-Flex; Dry Film; Preventing Bonding

TN41

：A

1009-0096（2015）03-0151-04