柔性线路板公差与多层设计

文章来源：作者：龚爱清查看手机网址

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人气：4985发布日期：2016-08-05 09:53【大中小】

对位能力是柔性线路板设计补偿系数与制程的顾忌，它对于线路影像转移、保护膜与覆盖涂装处理等都有影响，也对于多层结构产生关键作用。工具孔与对位插梢是传统的作法，用来确认适当层间对位与工具线路相对关系。底片被用来生产多个导体层，它必须要保护适当的对位水准让多层组合能够保持在一定允许公差内。因为柔性线路板材料先天的尺寸不稳定性达到某种水准，要达到完美多层对位相当困难。

多层设计必须适应以下变动：

蚀刻后缩小：1mil/in

底片变异：0.2mil/in受温湿度影响（绘制偏差加基材不稳定，玻璃例外）

插梢：各别发生的程度不同，约2mil

压合：3mil（达到24-in板面，每片并采用良好技术）

孔到孔的钻孔图形：2mil

在最差状况下所有变动可以加总，明显看出只有非常简单的设计并允许较大重叠宽容度才能制作，底片因子用来补偿蚀刻后材料移动是必要的。材料在设计阶段就已经选择，图面应该会清楚注明定义的材料与品质需求，这些都是要在制程中进行循环控制的部分。

1.对位的辅助设计

以光学进行蚀刻靶位的对位，是一种降低对位错误的方法，它可以降低底片套插梢与蚀刻缩小的误差。一般基本的设计策略是使用共用的工具孔或靶位，这些都应该会在设计附带的基础数据中呈现，其中会加入个别线路层、保护膜或覆盖涂装设计，同时应该要加入产品制造的工令与尺寸图面中。

在双面或多层设计方面，各层底片应该包括共用的工具孔，当进行对正、生产时才能正确进行线路对位。在PTF厚膜技术中，多数丝网线路是序列进行印刷（前面的影像在多次刷间干燥或聚合）制作在基材上，对位是依赖真空平面上的工具插梢。

2.组合处理与面积/成本的关系

安排多个重覆线路设计在一片生产板内进行有效生产被称为组合处理。它的考虑如后：假设有高良率可以达到最低的线路成本，最终可以从单片中得到最大量的单片产品。而最高良率来自于良好的尺寸稳定度，这意味着比较少的线路与更稳定的铜。

以片状生产的柔性线路板尺寸范围多数从9*12in到18*24In，有效尺寸利用率会因为制程边缘、允许工具孔范围、制程试片等需求而降低。人工方面则与片状尺寸无关，材料成本依据面积而定，柔性线路板的单位成本与每片柔性线路板可以分割的产品数量直接相关。如果一片生产的柔性线路板销售价格为100美元，且其中有10片的组合设计，此时每片产品的成本是10美元。

这个柔性线路板设计的基本优先准则：面积=成本，面积意味着每片组合产品的产品单位数量。绕线、有效配置柔性线路板，以取得固定片状尺寸下的最大量产品是重要控制观念。并不需要花费太多人力检讨有多少单位柔性线路板可以配置到片状面积上，只需要简单制作模拟的样张复制品试着填入板面。除非出现降低工作尺寸片状结构下的产出软板量，否则增加单位软板面积并不会增加成本。

应该留意的设计重点：

延伸的尾巴与不规则形状，如果降低了配置片数将会增加成本

电路板的尺寸与成本是依据单片工作尺寸来定义的

不过要多紧密配置线路图形在板内？是否要进行双向与平行材料机械方向的布局？都是困难的抉择。有时需要维持小片产品间的空间以利成形、制作光学靶位、制程控制试片、印字等等。偶尔线路布局与保护膜设计会冲突而需要不同的有效组合建议，例如：如果保护膜包括一个矩形单边切割，此时将线路板对齐让所有端边都保持成为直线，这样就可以允许使用整片保护膜材料，同时可以免除复杂的切割处理。

保护膜也可能会在组合模式内考虑，一片保护膜会搭配一片蚀刻线路设计，也可能会以个别片状来设计，保护膜必须能方便与线路进行对位，同时能维持保护膜材料利用率，当然也需要人力来进行保护膜的准备与对位。线路底片应该要包括辅助保护膜对齐的记号，同时也应该要顾及定形、弯折工具、补强处理等功能。

3.对于一片18-X24-in的板面，边缘保留1-In的铜边有利于稳定尺寸，是相当好的设计准则。这样会降低有用面积约19%，但是可以明显的改善尺寸与作业稳定度。

硬质边缘夹杂着保护膜压合需要的排气结构，基于这个原因在电路板产业中板边会被排气通路断开。玻璃纤维强化的电路板材料具有两倍多软板材料的稳定性，因此从边缘强度得到的好处会比较少。在软板材料方面，使用断开排气边缘结构会对底片对位变异产生更大影响，完整硬质边缘搭配真空压合辅助是强烈建议的方法。

设计者应该要了解，缩小量与特定设计非常相关，当有比较高的铜密度在给定方向就会降低缩小量，但是有可能在整束导体的断面方向因为保护膜应力而引起变形，这会增加周边蚀刻线路的收缩。

4.底片比例因子

检讨缩小数据可以诱导调整底片的比例因子，可以进行预涨来补偿期待中的缩小量。一般建议的启始比例因子点是1.0005，也就是每一英寸增加0.5mil。实际的变动因子不可能如此稳定，因此比较保守的设计应该要加上适当的孔环圈，大小应该要搭配可能产生的公差来设计。

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