挠性板柔软性及耐弯折性关系及影响因素研究

李 冲 莫欣满 陈 蓓

（广州兴森快捷电路科技有限公司，广东 广州 510663）（深圳市兴森快捷电路科技股份有限公司，广东 深圳 518028）

挠性板柔软性及耐弯折性关系及影响因素研究

李 冲 莫欣满 陈 蓓

（广州兴森快捷电路科技有限公司，广东 广州 510663）
（深圳市兴森快捷电路科技股份有限公司，广东 深圳 518028）

主要对挠性板及刚挠板挠性部分的柔软性关键影响因素进行分析，以及用大量试验数据对柔软性与耐弯折性之间的关系进行表征，从而避免客户惯性的认为硬度大耐弯折性能差的传统观点，对客户以及印制电路板厂在柔软性及耐弯折性能选择方面提供了新的思路。

挠性板；360度安装；柔软性；耐弯折性；影响因素

1 背景

随着印制电路板在电子行业的飞速发展，尤其是刚挠板及挠性板的发展在印制电路板的比重逐渐提高，越来越多的客户对刚挠板及挠性板的三维安装提出更高要求。客户在安装使用过程中主要凭借手感触摸硬度大耐弯折性能差的传统观点进行判定。本文主要对挠性板及刚挠板挠性部分的柔软性关键影响因素进行分析，以及用大量试验数据对柔软性与耐弯折性之间的关系进行表征，为客户获得更佳的柔软性及耐弯折性能提供新的思路。

2 试验设计

2.1 试验材料（表1）

2.2 试验参数（表2）

2.3 试板叠层（图1）

2.4 流程设计

表1

图1 耐弯折测试样品俯视图

图2 耐弯折测试样品剖面图

开料-外层干膜-外层蚀刻-棕化-假接CVL-快压-烘烤-激光切割-成品-样品制作-测试。

3 结果与讨论

3.1 柔软性表征方法

业界公认将回弹力作为柔软性的评估指标，回弹力越小，柔软性越佳，更易实现三维360度旋转安装。

测试回弹力原理是通过柔性材料弯曲后对装置有个向上的力的作用，然后通过可编程控制的万能试验机进行实时力的测试。

主要是通过用回弹力表征挠性板及刚挠板挠性部分的柔软性，并分析影响挠性板及刚挠板挠性部分柔软性关键影响因素。

3.2 柔软性影响因素分析（表3）

由下表均可看出，测试结果误差精度均控制在0.01N（1g）以内，且该误差属于样品弯曲度变形张力降低所致，表3为不同影响因素的柔性板材的柔软性的测试数据（单位均为N）。

由表3可以看出，板材类型、板材PI厚、板材铜厚、CVL类型及CVL厚度影响柔软性最大极差分别为0.045N、0.065N、0.04N、0.005N、0.01N。在业界几种常用的板材、覆盖膜选用规格条件下，板材PI厚、板材类型（主要为有胶和无胶差别）影响程度排名为1，板材铜厚排名为2，覆盖膜类型及覆盖膜厚度排名为3。柔性板材按材料可分无胶板材和有胶板材，但基体主要为聚酰亚胺材质，有胶板材与无胶板材对比实际增加胶厚导致挠性板影响程度排名为1；同时，因为柔性板材的基体聚酰亚胺材质致密度高，增加厚度会成倍增加其硬度，降低柔软性。在材料厚度不可更改条件下，为了得到更佳的柔软性，选择B司板材搭配E司CVL其柔软性是最佳的。

表2

在实际安装过程中，除了材料选择方面，在设计方面，样品的宽度、压缩间距是影响柔软性最大的影响因素，其次为连接部分的线路密度状况，具体见表4所示。

表3 材料选择方面柔软性数据汇总

由表4可以看出，线路密度影响最小，挠性板上2根线的线路密度与整个铜皮的最大差异也只有0.09 N，线路密度越大，回弹力越大，柔软性越差，一般设计下的柔软性会处于该极端条件之间，并均匀平摊其极差值；样品宽度不同，其回弹力成倍数增长；压缩间距（安装间距）不同，其回弹力成指数增长。故在设计方面，影响柔软性（回弹力）的影响大小排名依次为压缩间距、样品宽度、线路密度。

表4 设计方面柔软性数据汇总

表5可直观对比出对回弹力影响大小排名，具体见表5所示。

表5 设计方面影响因素大小排名

3.3 柔软性与耐弯折性关系研究

挠性板材的柔软性与耐弯折性能存在一定的关系，表6为不同柔性板材搭配常规覆盖膜耐弯折性测试结果，表7为不同柔性板材搭配常规覆盖膜回弹力测试结果。图3为在同种规格板材与相同厚度的CVL其柔软性与耐弯折性对应关系。

表6 不同柔性板材搭配常规覆盖膜耐弯折性测试结果

表7 为不同柔性板材搭配常规覆盖膜回弹力测试结果

为了直观对比回弹力与耐弯折性能的对应关系，如图3所示。

图3 柔软性与耐弯折性正相关

备注：为了显示对应关系，将回弹力N换算成mN，横坐标表示板材规格，纵坐标对耐弯折表示次数，对于回弹力表示mN。

由图3可知，在同种规格板材与相同厚度的CVL条件下，柔软性与耐弯折性呈正相关性。回弹力越小，柔软性越佳，其耐弯折性能越好；回弹力越大，柔软性越差，其耐弯折性能越差，符合常规认为硬度大耐弯折性能差的观点。

然而，对于很多其它情况，对应关系并非如此，比如使用板材规格不同，覆盖膜厚度不同，下列为柔软性与耐弯折另一种对应关系。

A司板材搭配D司CVL与A司板材搭配F司CVL进行对比，左右两排对应可知，回弹力大，耐弯折大；A司板材搭配D司CVL与C司板材搭配D司CVL进行对比，上下3行对应可知，回弹力大，耐弯折大。

为了直观对比回弹力与耐弯折性能的对应关系，如图4所示。

由图4可知，图示中所有C司板材+D司CVL的回弹力均大于A司板材+D司CVL的回弹力，即前者柔软性差与后者柔软性，但前者对应的耐弯折性均大于后者的耐弯折性，柔软性与耐弯折性呈反相关性；这主要是因为有胶板材与无胶板材的影响，即使无胶板材的硬度大，柔软性差，但其耐弯折性比硬度稍小的耐弯折性能更佳；同时，由图4可以看出，图示中所有C司板材+D司CVL-2的回弹力均大于所有C司板材+F司CVL-2，但前者对应的耐弯折性均大于后者的耐弯折性，柔软性与耐弯折性呈反相关性；这主要是因为CVL的厚度影响其回弹力及耐弯折，薄CVL其对应的回弹力减小，但保护线路的能力也随之减少，故耐弯折性能反而变差，即使是较佳的CVL也不能抵御厚度减少导致的耐弯折性能变差的现象。

表8 为不同柔性板材搭配常规覆盖膜耐弯折性测试结果

表9 不同柔性板材搭配常规覆盖膜耐弯折性测试结果

图4 柔软性与耐弯折性反相关

4 结论

通过试验研究可得出以下几个结论：

（1）柔软性关键影响因素板材选择方面有：①板材类型PI厚；②板材铜厚；③CVL类型及厚度；在使用设计方面有：①压缩间距（安装间距）；②样品宽度；③线路密度；

（2）在同种规格板材和相同厚度的CVL条件下，柔软性与耐弯折性呈正相关关系，回弹力越小，柔软性越佳，其耐弯折性能越好，符合常规认为硬度大耐弯折性能差的观点；

（3）在板材规格不同或CVL厚度不同条件下，柔软性与耐弯折性可呈反相关关系，回弹力大，柔软性差，但其耐弯折性能好；

（4）通过大量试验数据对柔软性与耐弯折性之间的关系进行对应分析及表征，为客户在柔软性及耐弯折性能选择方面提供了一种新的思路。

［1］杨宏，王志勇. 挠性材料柔软性的评价测试方法的研究， 万方数据.

［2］刘生鹏，谢飞. 高柔软性无卤覆盖膜的研制， 万方数据.

［3］杨宏. 铜箔耐弯折性实验方法的研究，万方数据

李冲，技术中心研发工程师，从事PCB板材料、工艺、难度板研究工作。

Flexible plate softness and resistance to bending of the relationship and influencing factors

LI Chong MO Xin-man CHEN Bei

This paper focuses on the flexible plate and the softness of the flexible portion of the rigidflex board to analyze the key factors on the relationship between flexibility and resistance to bending between the characterization with a large number of test data， thus avoiding customer inertia traditional thinking that big difference in hardness has resistance to bending performance. It provided new way of thinking to printed circuit board for customers in flexibility and resistance to bending properties selection.

Flexible Board； 360 Installation； Softness； Resistance to Bending； Factors

TN41

A

1009-0096（2015）11-0031-06