这些导体互连必须是柔性的或者能够长时间保持柔性。在过去,这种互联技术是通过有线互联来实现的。柔性电路有很多种,一种是双向接入的柔性电路,也就是单面柔性电路。制造这种电路的目的是从柔性电路的两侧获得导电材料。第二种是双面柔性电路,是具有两个导电层的电路,分别位于电路中基本层的两侧;根据您的具体要求,可以在基片的两面形成布线图形,两面的布线可以通过镀铜通孔相互连接。第三种是多层柔性电路,由几个单面或双面电路通过复杂的互连组合而成。多层设计中经常使用屏蔽技术和表面贴装技术。第四种是刚柔电路,综合了刚性印刷电路板和柔性电路的优点。电路通常通过刚性电路和柔性电路之间的电镀通孔互连。

柔性电路有许多优点。柔性元件的一个主要好处是可以实现几乎无错误的布线,代替劳动密集型的手工布线。此外,与刚性电路不同,柔性电路还可以设计成复杂的三维结构,因为它们可以弯曲成各种形状。顾名思义,柔性电路中使用的材料可以来回弯曲无数次,这意味着它们可以用于高度重复的应用中,例如打印头。当考虑到产品的重量时,柔性电路是刚性电路板和导线的非常好的替代品,因为它的介电材料和导线非常细。

在过去的几年里,柔性电路行业的需求一直在增加。目前,柔性电路产业年产值已达100亿美元,年增长率为7%-10%。

图一。刚性-柔性印刷电路板组件

随着柔性电路使用量的快速增加,这类电子互连电路的返工标准(更换后的器件仍满足原有的规格和功能)已经跟不上修复标准(修复柔性电路上的物理损伤)。

一些返工挑战来自柔性电路本身的特性。首先,返工时很难保持柔性电路平整。从返工的角度来看,Kapton材料或其他基本柔性材料的柔性对返工是一种挑战,尽管它们的柔性是它们在应用中的优势。为了保持装配平整,有必要粘贴胶带以保持平整。在某些情况下,为柔性电路的返工制造真空夹具是一种昂贵的方法。放置微间距元件时,这种夹具的真空结构会对返工产生很大影响。如果真空刚好在微间距元件的引线下方,一点点真空可能会将柔性引线“拉入”孔中,使元件无法接触柔性电路的引线,从而导致电气“开路”。对于返工中的焊膏印刷,当模板和要印刷的表面不共面时,共面性是一个挑战。因此,经常需要使用注射器来涂覆焊膏,而不是印刷涂层。有时,具有导电环氧树脂的柔性材料用于互连设备。虽然这些材料的固化温度远低于标准焊料的回流温度,但这可能会使事情变得更糟。在这种情况下,只要返工流程设计正确,重复返工的局限性就是零部件的边际成本远低于返工造成的成本。这个时候,大量废品的返工是更有吸引力的经济选择。

从工艺的角度来看,柔性电路的返工工艺有一些优点。柔性印刷电路板的热质量比刚性印刷电路板小,焊接柔性印刷电路板时达到液相线的加热时间比刚性印刷电路板短。这加速了返工过程的替换操作。此外,这将焊接所需的来自热风系统的空气的温度降低了数倍,热风造成部件损坏的可能性相对较小。Kapton、Peek、耐高温聚酰亚胺等柔性材料的耐高温性,使得柔性电路返工工艺的工艺窗口更大。

图二。撕裂刚性-柔性电路

根据维修PCB的行业标准,IPC 7711/21关于维修和修改印刷电路板和电子元件的规定涵盖了各种柔性电路的返工和维护过程。对于本标准中列出的每个工艺,根据每个工艺对返工或修复柔性电路的适用性,在工艺文件的右上角“电路板类型”标题下增加字母“F”。在这个标准中,甚至有专门针对柔性电路的导体修复标准。步骤7.1.1中修复覆盖在柔性电路上的导体的各种过程。

这里举一个例子来说明导体的修复。图2显示了一个撕裂的柔性电路,它是刚性-柔性印刷电路板的一部分。该电路板使用IPC 7721 3.5.1中的标准工艺来修复材料。在这里的导体连接处安装一根铜箔跳线,替换损坏的导体,然后将它们焊接在一起。这种维护的结果可以在图3中看到。

图3。修复底层Kapton材料和导体。

柔性电路元件的返修和维修技术在不断发展,柔性电路元件的返修和维修仍然面临着巨大的挑战。既然电子组装行业早已是刚性电路板的天下,那么在刚性电路板的基础上寻求柔性电路的最佳修复方法应该是一个很好的参考。