雙面FPC制造工藝

雙面FPC的制造工藝整理：ArdeWU日期：2008/01/17/dispbbs.asp?boardid=81&replyid=17516&id=129347&page=1&skin=0&Star=1概述：FPC所使用的材料設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)開料鉆孔孔金屬化圖形轉(zhuǎn)移蝕刻覆蓋膜加工端子加工外形·孔加工增強(qiáng)板加工檢查包裝

這個(gè)里的內(nèi)容主要以雙面FPC的制造工藝為主線，來講述FPC的相關(guān)知識(shí)。內(nèi)容包括：1.1市場選擇了聚酰亞胺（PI）

符合FPC要求的材料，有很多種，出眾點(diǎn)的，有四種。但由于性能、價(jià)格、生產(chǎn)技術(shù)、專利、易用性等方面的因素影響，最后，杜邦開發(fā)的聚酰亞胺（PI）“KAPTTON-H”獨(dú)霸了天下。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前其已占到整個(gè)FPC材料的80％。

我們慣常所說的PI，是指在聚酰亞胺薄膜上涂上環(huán)氧樹脂或丙烯酸類粘接劑，制成覆銅板或覆蓋膜。

以下是我們能見到的四種FPC材料及其性能對比：

01FPC所使用的材料

01FPC所使用的材料1.2FPC所用主要材料一覽：這只是大體的材料劃分，細(xì)致部分，有很多需要注意的點(diǎn)：比如電解銅箔有高延展性銅箔和普通電鍍銅箔。比如壓敏膠有三明治式和純膠型等，1.3FPC的主材料組成和結(jié)構(gòu):

FPC所使用的材料眾多,其主材料覆銅板（Cu）和保護(hù)膜(PI)常用組成結(jié)構(gòu)2.1制前設(shè)計(jì)流程

絕大多數(shù)FPC工廠，幾乎是OEM，也就是受客戶委托制作空板（或制作空板+SMT貼裝），因此，在這里只講接收客戶資料后的故事。一般的制前設(shè)計(jì)流程如下：02設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)2.2柔性板設(shè)計(jì)的基本項(xiàng)目：2.3.1覆蓋層的可加工性及其與基材的匹配性

FPC的覆蓋層，一般包含保護(hù)膜、絲印型覆蓋層和光致型覆蓋層三種。三種覆蓋層不同，其性能也不同

FPC的布線、尺寸等很多地方設(shè)計(jì)，與PCB類似。主要不同處材料上。下面，將著重講5個(gè)方面的材料及相關(guān)特性對比，供設(shè)計(jì)、工藝人員參考。2.3主要材料選用2.3主要材料選用

保護(hù)膜和基材組合搭配性在上面的材料介紹中，已經(jīng)有涉及到補(bǔ)強(qiáng)板及粘結(jié)膠的規(guī)格，這里主要給出增強(qiáng)板的性能對比，供參考：2.3.2補(bǔ)強(qiáng)板2.3.3表面處理

接觸端和焊盤表面的處理，因客戶的需求不同，也有所不同。下面，給出了適合各種用途的表面處理列表：2.3.4孔尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.3.5線路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)及尺寸變化問題03開料FPC的材料絕大部分都是卷材，而帶通孔的雙面FPC都無法用RTR工藝，所以需要對材料進(jìn)行片狀開料加工。FPC的材料非常薄，因此也非常脆弱。所以開料時(shí)特別需要注意對材料的防護(hù)。如果量小，可采用手工裁剪。如果量大，就需要自動(dòng)切片機(jī)來切了。開好的料，最好能用采用設(shè)備自動(dòng)疊放整齊，這樣可以有效減少壓坑、折痕、褶皺的問題的發(fā)生。如果需要手工疊，記得一定要采用不易掉纖維的手套，最好是采用乳膠之類的手套，防止材料表面污染。如果所裁切的材料是覆銅板，請注意壓延銅的壓延方向。一般的裁切機(jī)，可確保裁切尺寸精度達(dá)到±0.3mm之內(nèi)。還要提醒的一點(diǎn)是，在制前設(shè)計(jì)，或者后續(xù)加工中，千萬不要采用開料邊框當(dāng)做后工序的定位基準(zhǔn)。04鉆孔

FPC基材孔的加工方法有NC鉆，機(jī)械沖，激光鉆，等離子蝕刻、化學(xué)蝕刻等。理論上，NC鉆機(jī)目前可鉆出0.1mm以下的孔來。但從生產(chǎn)角度考慮，孔小于0.25mm時(shí)，成本就會(huì)大幅度上升，如果孔小于0.15mm時(shí)，其生產(chǎn)成本相當(dāng)高，工藝難度大，不適于量產(chǎn)。

機(jī)械沖孔不是新技術(shù)，但有兩個(gè)問題制約著它：1）批量沖孔僅限于0.6～0.8mm；2）開料后加工孔階段，材料都很大，模具也大，費(fèi)用太高，成本仍然太高。模具沖目前主要還是用在加工保護(hù)膜開窗和膠開窗方面。其余的孔加工法，目前對于普通FPC廠的來說，尚屬于“天方夜譚”，所以這里就不細(xì)談了。

以下是幾種孔加工的技術(shù)對比：05孔金屬化FPC孔金屬化的過程，與PCB基本相同，因此在這里也不贅述。我主要講講FPC在金屬化孔生產(chǎn)中需要注意的幾點(diǎn)：FPC需要使用特殊夾具，確保在化學(xué)鍍銅缸中不被弄皺；全板鍍銅時(shí)，也需要能很好固定FPC的夾具，以確保FPC不移動(dòng)，能獲得良好的鍍層，且保證不把板弄皺；如外發(fā)，最好發(fā)給有FPC生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的廠，否則，會(huì)變成白老鼠。06圖形轉(zhuǎn)移圖形轉(zhuǎn)移前，先要對銅箔表面進(jìn)行清洗處理。主要是目的是為了保證銅表面清潔，減少蝕刻時(shí)造成斷線或者短路的機(jī)會(huì)。一般工廠采用化學(xué)清洗和磨刷處理相結(jié)合的方式來處理。但請注意，如果可以，應(yīng)盡量減少處理次數(shù)和返工。FPC的基材實(shí)在是太脆弱了，每處理一次，基材受力后可能就會(huì)拉長一次，這會(huì)引起后續(xù)加工中尺寸的變化6.1抗蝕劑技術(shù)對比

圖形轉(zhuǎn)移中，使用蝕材料大致有三種：其中以使用干膜DF者居多，故給出干膜參數(shù)：

6.2圖形形成

單片曝光，柔性板與剛性板所使用的設(shè)備相同，但定位夾具有所不同。柔性板專用的圖形掩膜定位家具，一般情況下，都是廠家自己制作的，大多都采用銷釘定位。但由于柔性板容易收縮變形，一般很難達(dá)到50um以上的精度。而線路在80um以下的精密圖形，如果使用散射光的曝光機(jī)，線路邊緣會(huì)形成明暗不清的暈邊，不能得到清晰的線條。最好是使用平行光光源。特別是50um以下的線路，必須使用平行光曝光機(jī)。如果圖形定位要求精度很高，可采用在原版照片的不同位置上設(shè)置3～4個(gè)定位孔，采用CCD確定出定位孔位置，使臺(tái)面移動(dòng)進(jìn)行重合定位。若想得到高精細(xì)和高尺寸的精度圖形，底片掩膜最好能使用玻璃，如果再配以高精度的曝光機(jī)，上下圖形的重合精度可以達(dá)到±15um以下。07蝕刻我們都知道，蝕刻液一般有三氯化鐵、氯化銅、堿性等三種。PI的耐堿性不好，加上堿性蝕刻速度很快，難以控制，所以一般情況下，F(xiàn)PC的生產(chǎn)都采用酸性蝕刻。FPC的線路大多較細(xì)，三氯化鐵與氯化銅相比，更適合于精細(xì)線路社會(huì)科，所以大多數(shù)廠都采用三氯化鐵。但也有用氯化銅的，覺得氯化銅更適合于精細(xì)線路蝕刻。算是仁者見仁，智者見智了。其實(shí)兩者的差異并不大，用那一種，就看使用人的經(jīng)驗(yàn)和偏愛了。蝕刻機(jī)和顯影機(jī)，大多相似，不詳述了。倒是線路蝕刻完成后，后段的傳輸要特別注意。因?yàn)殂~很少，F(xiàn)PC很軟，容易褶皺，卷到傳輸裝置里面去。如果可以，盡量用引導(dǎo)板，效果會(huì)好一些。我想，做過蝕刻的人都知道，同一蝕刻機(jī)，同樣蝕刻液，同樣寬度的線路，蝕刻出來后，密部線路銅蝕刻未凈，疏部線路已過蝕。這與蝕刻設(shè)備和工藝參數(shù)及補(bǔ)償參數(shù)有關(guān)，細(xì)致的知識(shí)點(diǎn)很多。在這里舉一些影響蝕刻項(xiàng)目的因素，供參考08保護(hù)膜加工覆蓋層有保護(hù)膜層壓、絲網(wǎng)漏印、光致涂覆等。因保護(hù)膜層壓加工是柔性板特有的工藝之一，也與PCB阻焊加工最為不同，故在這里我只講保護(hù)膜加工。保護(hù)膜的結(jié)構(gòu)在上面講過了，不再重復(fù)。供貨時(shí)，在粘結(jié)劑膜上貼有一層離型膜（紙），半固化狀態(tài)的環(huán)氧樹脂類粘結(jié)劑在室溫條件下會(huì)逐步固化，所以應(yīng)低溫儲(chǔ)存（5℃左右）。如果儲(chǔ)存條件達(dá)不到要求，則其保質(zhì)期會(huì)縮短。但丙烯酸類粘結(jié)劑在室溫條件下幾乎不固化，所以即使不在冷藏條件下保管，存放半年以上仍可用。但這種粘結(jié)劑的層壓溫度很高。大多數(shù)保護(hù)膜，加工前要開窗。因保護(hù)膜一般在冷藏間存儲(chǔ)，所以在開料加工前，要適當(dāng)除冷，防止PI突然暴露在常溫下凝結(jié)水珠吸潮。除潮的方法是：從倉庫中取出保護(hù)膜后，不要馬上打開密封袋，應(yīng)連同密封袋在室溫中放置幾個(gè)小時(shí)，使得保護(hù)膜也達(dá)到室溫時(shí)，再開袋加工。保護(hù)膜開窗有NC和沖兩種。小孔一般采用NC鉆，窗口大時(shí)用沖模；小批量用鉆，大批量用沖模；大小孔間有，則NC和沖模并用加工。完成保護(hù)膜加工后，可開始向蝕刻好或者加工好的FPC上貼膜。片式加工，一般采用手工對位，對準(zhǔn)度相對要差些。如果精度高，用夾具定位。如果排版