一种应用于虚拟现实技术中的多层软硬结合板22

1、立项报告项目名称：一种应用于虚拟现实技术中的多层软硬结合板设计开发单位：深圳市普林电路有限公司项目负责人：彭长江、胡章维起止年限：201许1月20日201弭8月20日项目编号：、项目立项背景虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学、人机接口技术多媒体技术、传感技术网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术是指利用计算机技术，对现实的运动进行摸拟和声像演示。在虚拟机过程中，操纵者可以身临其境地感觉到这个过程的运动情况，可以对设备进行操作，可以查看生产过程、实验过程、施工过程、供应过程、物流过程等活动的各种技术参数的动态值，从而确认现

2、实的系统是否有能力完成预定的任务和如何去完成。虚拟现实设备主要为可穿戴设备，此类线路板要求即轻又薄，既柔软又坚硬，既紧凑又耐磨。另外，模拟训练也一直是军事与航天工业中的一个重要课题，这为虚拟现实技术提供了广阔的应用前景。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

3、 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PC

4、B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PC尊层线路板。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

5、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PC晦压、钻孔、外形加工难题;(2)解决软硬结合PCB1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)一Highf

6、lexlife,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)low一Mostcosteffective,goodflexlife,lowthermalresistivity,廉价，柔曲度好，不耐高温,moistureabsorptionandtearresistant(低吸湿性和抗撕裂）导体FCCLConstructure热固胶介电薄膜PI标港单面有段的FCCL结构三层结构的单面FCCL三层结构的双面FCCL两层

7、结构的双面FCCLDielectricSubstrates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260C,在短期内耐400c以上白高温，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勺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+/-10C）,其熔点250C.比较少用。聚酰亚胺（PI）的使用最广泛，其中80嘴B是美国DuPon公司制造Coverlay(覆盖膜)CoverLayerfrom?mil

8、to5mils(12.7to127m)柔曲度好，耐高温）Polyimide:(12.5m/15m/25m/50m/75m/125m)(聚酰亚胺)Highflexlife,highthermalresistivity.(热固枝介电渊离型膜纸介电材料PI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）一Highflexlife,goodformingcharacteristics.

9、（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）一Mostcosteffective,poorelectricalcharacteristics.Mostoftenusedasshieldingortomakeconnectionsbetweencopperlayers.Electrodepositedcopper（成本低但电性能差，常用作防护层或铜层连接）WroughtcopperSF-PC5000电磁波防护膜厚度的特性作为薄型FPC和COF用的单

10、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Stiffeners(辅助材料和加强板)AdditionalMaterial&LowFlowPP(不流动/低流胶的半固化片补强Adhesive离型纸)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:主要设备MajorEquipments设备名制Equipment型号ModelrVendor/Firm计1WW娜都筑CAD/

11、CAMGENESI2000OBORTECHJsraelBffl砧机NCDrillingMachineH.MARK.20DHITACHI,JapanXWIVIX-RayMachineSOFTEXHITACHI,帅an电线PlatingLine5008*00002ADVANTAGESongKongSKTSULPIasmaRPP-2SV8RUIBAO,ChinaShenzhenKKVUhllLaminatorCSL-M25LZHlSHENGhineseTaiWan光机ExposureMachineUVE-M720ZH1SHENG,ChineseTaiwan晶化邪12OxideUmJOB080314S

12、CHMID,GermanyMWScrubbingUneUH-CCPISPUNIVFRSAI,ChinaDongguan副掰DevelopingLineUH-DLD20PUNIVERSAlChinaDongguan用俘丝机Sold”MaskriotingMachineD2-PLCFURNACEJapan场刻线EtchingLineUH-ET25MUNlVERSAl.ChinaDongguannSVlHASLMachineLO2200RZTELEDYNE.USA化学同畲城EmersionGoldLineJOB0803BPROTEHongKong层压机PressingMachineVLP-150HU

13、OQUAN,ChineseTaiWan打靶机RegistrationMachineDR-2004lUXING,ChineseTaiWanIHJtflRivetMachineDR*2006LUXINC,ChineseTaiwanRWUWlRoMmgMachineMd20O2DAL1ANG,ChineseTaiwan光学般变AOI机AutoOpticalInspectionORIONOBORTECHJsrael飞针洌证机F匕ingProbeE-t«stMachine6150EMMAJapanAMKlFlElectricjlTestMachineMv300MASONrHongKoig田抗御

14、试仪ImpedarxeTestMachineCiTS200POLAR,UKM空包新VacuumPackagingMachineBF-620BEIFANG,ChineseBaoding?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：25unWIVH孔设计，整板厚度：0.295+/-0.052mm?内层LW/SP3/3mil?表面处理：ENIGSampleALay-upLaminationX-RayDrillTrimmingopperTh

15、inningLaserEtchingSampleBRigidCoreSampteaBnpleAPanelPtafenPlating二£,DryfilDryfilmEtchinigtchingSoldermaskENIGENIG钻孔（DRING:MarkingPrintsilverinkOutlinecuttingE-TestLay-upCoreSoldermaskENIGSol(Pcc单面软板钻孔时注意原hed吧,F她为防止产生钉头,如果钉头朝向胶面时，会Press吉合力。股面向上钻（推荐的）Core腔面向下钻（不推专的）Mga阮MarkingPrintsilverink导致无胶或有

16、泡OutlinOcuittiegcutting七、趣阚ecuttingE-TesE-TestFQCFQCFQCFQAFQAFQAPackagingPackaging除胶（Desmear）:- 通常，除钻污的方法有四种：硫酸法、等离子体法、铭酸法、高镒酸钾法。- 刚挠结合板中，PI产生的钻污较小，而改性FR4口丙烯酸产生的钻污较多，- 改性环氧钻污可用浓硫酸去除，而丙烯酸只能用铭酸去除，聚酰亚胺对浓硫酸显惰性，且不耐强碱（高镒酸钾），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

17、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勺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PTK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

18、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钳而不宜采用碱性的离子钳。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，

19、所以大都采用酸性蚀刻。去膜：同刚性PCB勺流程一样。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一挠性窗口的保护问题。刚性板NoFlewPP覆盖麟NoFlowPP覆盖麟MoFlowPP开窗软板NoFlowPP开/层压后的软硬弟合的揭茶区:Nq.FJoalPP厘窗刚性板FI<；1KI；M>.6MjUridlccnruliixif<>rm

20、ullihvcrlivid(kkiblecircuit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）挠性板刚性根拈空片敷型片敷型片高型膜NoFlow的PPS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

21、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（HASQ、沉银金或是电银金）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#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IP

22、C-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5mmmark点直径为1mm(5)、工艺的合理

23、性和成熟性本项目已形成一整套完善完整的工艺设计与生产制作流程，规范技术参数，使一种应用于虚拟现实技术中的多层软硬结合板技术工艺更成熟，经过验证，可满足市场发展的需求，本项目具有体现公司技术能力，提供市场作为竞争依据的需求，同时体现了本项目具有保障的的工艺合理性和成熟性。三、项目研发单位的基本情况深圳市普林电路有限公司，成立2011年，注册地：中国深圳市，位于中国广东深圳市宝安区沙井街道同富裕工业区湾厦工业园，公司致力于快速高密度多层板、特种板的研发生产制造及市场推广，为用户提供PCB术支持与服务。厂房面积3000平米，年生产能力30000平米。培养了一批制造经验丰富的员工，高素质的管理团队，先

24、进的设备仪器和完善的质量保障体系，使我们不断提升在PCEO业中的地位及在用户心中的良好形象。公司从美国、意大利、日本、中国、香港、台湾等国家地区引进先进的湿法水平线和测试设备，极大的提升了生产制造测试能力，公司先后获得ISO-9001认证、国军标GJB9001B-2009A证及美国保险商实验室UL安全认证，产品质量符合美国电子电路互联与封装协会（IPC）标准和美国家军用标准（GJB9001B-2009产品包括：高密度多层板、埋盲孔多层板、特性阻抗控制板、高频板、Rogers+FR-4混合介质层压多层板、高丁或（TG280C）、铝基、铜基板、柔性电路板、刚柔结合电路板，广泛应用于通讯、工业自动化

25、、IT、医疗、汽车电子等高科技领域及航空航天、国防军工科研单位。公司倡导技术创新在企业经营中的主导地位，建立了从市场开发、工程订单、过程控制、品质保证、物料控制、售后服务等稳定的管理体系。“科技是第一生产力”公司上下充分尊重研发和创新，在激烈的市场竞争中我们不断的成长和提高，成为中国最好的快速PCB工厂是我们不懈的目标。公司现有员工160人，其中大专及以上学历的科技人员60人，占员工总数的37%研发人员25人，占员工总数的15%与此同时，公司十分关注行业发展趋势的掌握和了解，通过各种渠道熟知国内外印制板的发展动态和研发方向；公司内部通过招聘人才、员工培训等途径，扩大员工知识面，提升员工对产业发

26、展方向的把控，从而极大地提升了公司研发位于产业高起点，技术处于产业最前沿。公司多年凝聚的人才和技术资源为公司研发制造具有科技性和实用性的产品提供坚实的物质基础，为公司引进消化和后续研发能力提供了有力的保障。深圳市普林电路有限公司SHENZHENSPRINTCIRCUITSCO.LTD四、研发资金概算和资金筹措1、资金概算本项目预算费用为200万元。2、资金筹措本项目由公司自筹资金解决，一是来源于公司每年按比例提取的费用作为研发基金，二是来源于公司根据年度研发计划从预算费用中提取作为当年研发资金补助。所以，本项目研发费用能够得到保证。3、资金使用本项目严格按照公司研发费用管理办法执行，由财务部根据进度适时拨付，专款专用。本项目实际发生180万元，实现了费用控制目标。五、项目研发管理与运行1、项目研发时间节点市场调研：2014年1月15日-4月22日；项目执行：2015年4月23日-4月11日；项目协调：2015年4月12日-6月2日；项目检查：2015年6月3日-6月20日。2、研发进度考核本项目的考核阶段严格按照技术路线实施，即市场调研、项目执行、项目协调、项目检查4个阶段，研发进度考核严格依据深圳市普林电路有限公司研发项目管理办法等规章中的相关条款执行。3、项目研发验收标准研发成员在方案设计时，就项目的技术要求和性能参数进行了严格测定，