采用內(nèi)層軟板預(yù)設(shè)光學(xué)點+激光二次成型技術(shù)，有效改善金手指偏移不良

針對帶金手指設(shè)計的剛撓結(jié)合板，CNC時金手指極易偏移，導(dǎo)致金手指到邊距離超出公差范圍，本文對此進(jìn)行了綜合分析，采用軟板內(nèi)層預(yù)設(shè)光學(xué)點+激光二次成型工藝，可有效改善金手指偏移問題，控制偏移公差在±0.05mm以內(nèi)，極大提高了產(chǎn)品一次良率，為批量生產(chǎn)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

剛撓結(jié)合板，顧名思義，是軟板與硬板的相互結(jié)合，是將薄層狀的撓性內(nèi)層和剛性內(nèi)層組合在一起再層壓形成的電路板。它改變了傳統(tǒng)平面式的設(shè)計概念，擴(kuò)展到立體的三維空間，可以利用單個組件代替由多個連接器、多條線纜和帶狀電纜連接成的復(fù)合印制電路板，尤其帶金手指的剛撓結(jié)合板能更好的解決電子設(shè)備各功能模塊之間的互連，其性能更強(qiáng)，穩(wěn)定性更高，因此被越來越多的設(shè)計廠家所看好。

然而隨著電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，剛撓結(jié)合板的精密度越來越高，客戶對金手指的尺寸精度也提出了更高的要求，金手指到板邊距離±0.05mm的公差已成為業(yè)界常態(tài)，采用常規(guī)CNC外形加工，易造成金手指偏移，良率低下，難以滿足品質(zhì)需求，因此迫切需要通過工藝優(yōu)化去解決這類問題。

本文通過優(yōu)化工藝流程，采用內(nèi)層軟板預(yù)設(shè)光學(xué)點+激光二次成型技術(shù)，有效改善金手指偏移不良，為有金手指設(shè)計的剛撓結(jié)合板的批量生產(chǎn)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

一、現(xiàn)用加工方式及問題

1、帶金手指的剛撓板一般結(jié)構(gòu)

圖1結(jié)構(gòu)示意圖

2、現(xiàn)用工藝流程

圖2 現(xiàn)用加工流程

3、金手指成型精度問題

采用常規(guī)CNC銑外形，其金手指端整體尺寸精度可控制在±0.1mm以內(nèi)，但用二次元測量金手指到邊距離，發(fā)現(xiàn)超過50%的板存在金手指偏移問題，即金手指兩端寬度不對稱，嚴(yán)重的偏移度達(dá)到0.15-0.20mm，無法滿足客戶對金手指加工的高精度要求。

圖3 金手指偏移

二、.改善方案

1、方案設(shè)計

為改善金手指偏移，特設(shè)計4種不同的外形加工方式，對比金手指偏移度。

表1 金手指偏移改善方案

2、工程優(yōu)化

前3種試驗方案無需對工程資料做特殊處理即可實現(xiàn)，第4種二次激光成型技術(shù)需按以下要求優(yōu)化工程設(shè)計。

2.1增設(shè)內(nèi)層光學(xué)點

在內(nèi)層軟板金手指線路外圍1.0mm左右增設(shè)光學(xué)點，同時確保覆蓋膜及PP在此位置開窗，便于揭蓋后抓取內(nèi)層光學(xué)點，如圖4。

圖4 軟板內(nèi)層預(yù)設(shè)光學(xué)點

2.2第一次預(yù)銑槽揭蓋

帶金手指的剛撓結(jié)合板由于受自身結(jié)構(gòu)的影響，V-CUT后金手指仍在硬板內(nèi)部，無法對其進(jìn)行測試，故需優(yōu)化原外形文件為三次成型；第一次預(yù)大軟板及金手指外形，保留金手指頂端連接位，揭蓋后露出金手指便于E-T測試，加工圖示如下：

圖5 預(yù)銑槽揭蓋

2.3二次激光成型技術(shù)

內(nèi)層金手指揭蓋后，采用抓光學(xué)點+二次激光成型技術(shù)對金手指部位進(jìn)行精加工，以確保其尺寸精度。

圖6 金手指二次激光成型

采用二次激光成型技術(shù)對撓性區(qū)及金手指部位進(jìn)行加工，有以下好處：

1>軟板內(nèi)層設(shè)計光學(xué)點定位，可保持光學(xué)點與內(nèi)層金手指部位同等水平的漲縮值；

2>利用激光加工本身的高精度和自動漲縮功能，保證金手指到邊的尺寸精度及加工的一致性；

3> 采用激光方式同步對撓性區(qū)域進(jìn)行加工，可有效去除軟板毛刺，減少手工修理，極大提高生產(chǎn)效率和品質(zhì)。

2.4 第三次CNC外形

當(dāng)測試完成后，即轉(zhuǎn)外形工序進(jìn)行CNC數(shù)控銑，第三次成型只對硬板區(qū)域及金手指頂端進(jìn)行加工，如圖7紅線區(qū)域。

圖7 CNC外形效果

3、試驗數(shù)據(jù)

按設(shè)計的4種方案進(jìn)行工藝對比試驗，測量金手指偏移數(shù)據(jù)見下表2

表2 金手指偏移測試數(shù)據(jù)

4、數(shù)據(jù)分析

試驗小結(jié)：

1> 從金手指偏移程度看，方案1和方案2偏移嚴(yán)重，數(shù)據(jù)接近；方案3次之，方案4最優(yōu)，即尺寸偏差與定位方式有直接關(guān)聯(lián)。采用外層定位孔或菲林孔，會因孔位精度及漲縮差異導(dǎo)致與內(nèi)層金手指不同步；而采用軟板內(nèi)層設(shè)計光學(xué)點定位，可保持光學(xué)點與內(nèi)層金手指部位同等水平的漲縮值；結(jié)合激光自動漲縮功能可顯著提升加工的一致性；

2> 從測試結(jié)果看，方案1到方案3均存在金手指偏移現(xiàn)象，方案4采用預(yù)設(shè)光學(xué)點+二次激光成型，金手指偏移公差可控制在±0.05mm以內(nèi)，符合品質(zhì)要求。

5、改善效果

改善前

改善后

三、總結(jié)

通過對比測試，采用軟板內(nèi)層預(yù)設(shè)光學(xué)點+激光二次成型工藝，可有效改善軟板金手指偏移問題，控制偏移公差在±0.05mm以內(nèi)，極大提升產(chǎn)品的一次良率，充分滿足客戶對金手指加工的高精度要求。新工藝流程總結(jié)如下：

本文針對帶金手指的剛撓結(jié)合板尺寸偏移進(jìn)行了分析改善，通過內(nèi)層預(yù)設(shè)光學(xué)點+二次激光外型的方式使之得到管控，為批量生產(chǎn)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。本文簡述的金手指偏移改善方法僅供同行借鑒和參考，不足之處請大家指正。