詳解fpc制作工藝流程及方法

1、詳解 詳解 FPC FPC 制造工藝流程及方法 制造工藝流程及方法發(fā)布日期：2009.02.11 作者：admin 閱讀： 70 一、FPC 開料除部分材料以外，柔性印制板所用的材料基本都是卷狀的。由于并不是所有的工序都一定要用卷帶工藝進(jìn)行加工，有些工序必須裁成片狀才能加工，如雙面柔性印制板的金屬化孔的鉆孔，目前只能以片狀形式進(jìn)行鉆孔，所以雙面柔性印制板第一道工序就是開料。柔性覆銅箔層壓板對外力的承受能力極差，很容易受傷。如果在開料時受

2、到損傷將對以后各工序的合格率產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，即使看上去是十分簡單的開料，為了保證材料的品質(zhì)，也必須給予足夠重視。如果量比較少，可使用手工剪切機(jī)或滾刀切斷器，大批量，可用自動剪切機(jī)。無論是單面、雙面銅箔層壓板還是覆蓋膜，開料尺寸的精度可達(dá)到±O.33。開料的可靠性高，開好的材料自動整齊疊放，在出口處不需要人員進(jìn)行收料。能把對材料的損傷控制在最小限度內(nèi)，利用送料輥尺寸的變化，材料幾乎沒有皺折、傷痕發(fā)生。而且最新的裝置也能對卷帶

3、工藝蝕刻后的柔性印制板進(jìn)行自動裁切，利用光學(xué)傳感器可以檢出腐蝕定位圖形，進(jìn)行自動開料定位，開料精度達(dá) O．3mm，但不能把這種開料的邊框作為以后工序的定位。二、FPC 鉆導(dǎo)通孔柔性印制板的通孔與剛性印制板一樣也可以用數(shù)控鉆孔，但不適用于卷帶雙面金屬化孔電路的孔加工。隨著電路圖形的高密度化和金屬化孔的小孔徑化，加上數(shù)控鉆孔的孔徑有一定界限，現(xiàn)在許多新的鉆孔技術(shù)已付實(shí)際應(yīng)用。這些新的鉆孔技術(shù)包括等離子體蝕孔、激光鉆孔、微小孔徑的沖孔、化學(xué)蝕

4、孔等，這些鉆孔技術(shù)比數(shù)控鉆孔更容易滿足卷帶工藝的成孔要求。柔性印制板的通孔與剛性印制板一樣也可以用數(shù)控鉆孔，但不適用于卷帶雙面金屬化孔電路的孔加工。隨著電路圖形的高密度化和金屬化孔的小孔徑化，加上數(shù)控鉆孔的孔徑有一定界限，現(xiàn)在許多新的鉆孔技術(shù)已付實(shí)際應(yīng)用。這些新的鉆孔技術(shù)包括等離子體蝕孔、激光鉆孔、微小孔徑的沖孔、化學(xué)蝕孔等，這些鉆孔技術(shù)比數(shù)控鉆孔更容易滿足卷帶工藝的成孔要求。1．?dāng)?shù)控鉆孔雙面柔性印制板中通的鉆孔現(xiàn)在大部分仍然是用數(shù)控鉆

5、床鉆孔，數(shù)控鉆床與剛性印制板使用的數(shù)控鉆床基本上相同，但鉆孔的條件有所不同。由于柔性印制板很薄，能夠把多片重疊鉆孔，如果鉆孔條件良好的話可以把 10～15 片重疊在一起進(jìn)行鉆孔。墊板和蓋板可以使用紙基酚醛層壓板或玻纖布環(huán)氧層壓板，也完全可以使用厚 0．2～0．4mm 的鋁板。柔性印制板所用鉆頭市場上有售，剛性印制板鉆孔用的鉆頭及銑外形用的銑刀也可以用于柔性印制板。鉆孔、銑覆蓋膜和增強(qiáng)板的外形等的加工條件基本相同，但由于柔性印制板材料所使

6、用的膠黏劑柔軟，所以十分容易附著在鉆頭上，需要頻繁地對鉆頭狀態(tài)進(jìn)行檢驗，而且要適當(dāng)提高鉆頭的轉(zhuǎn)速。對于多層柔性印制板或多層剛?cè)嵊≈瓢宓你@孔要特別細(xì)心。2．沖孔沖微小孔徑不是新技術(shù)，作為大批量生產(chǎn)已有使用。由于卷帶工藝是連續(xù)生產(chǎn)，利用沖孔來加工卷帶的通孔也有不少實(shí)例。但是批量沖孔技術(shù)僅限于沖直徑 O．6～0．8mm 的孔，與數(shù)控鉆床鉆孔相比加工周期長且需要人工操作，由于最初工序加工的尺寸都很大，這樣沖孔的模具也相應(yīng)要大，因而模具價格就很貴

7、，雖然大批量生產(chǎn)對降低成本有利，但設(shè)備折舊負(fù)擔(dān)大，小批量生產(chǎn)及靈活性無法與數(shù)控鉆孔相競爭，所以至今仍無法普及。但在最近數(shù)年里，沖孔技術(shù)的模具精密化和數(shù)控鉆孔兩方面都取得了很大的進(jìn)步，沖孔在柔性印制板上的實(shí)際應(yīng)用已十分可行。最新的模具制造技術(shù)可制造能夠沖切基材厚 25um 的無膠黏劑型覆銅箔層壓板的直徑 75um 的孔，沖孔的可靠性也相當(dāng)高，如果沖切條件合適甚至還可以沖直徑 50um 的孔。沖孔裝置也已數(shù)控化，模具也能小型化，所以能很好地

8、應(yīng)用于柔性印制板沖孔，數(shù)控鉆孔和沖孔都不能用于盲孔加工。3．激光鉆孔用激光可以鉆最微細(xì)的通孔，用于柔性印制板鉆通孔的激光鉆孔機(jī)有受激準(zhǔn)分子激光鉆機(jī)、沖擊式二氧化碳激光鉆機(jī)、YAG(釔鋁石榴石)激光鉆機(jī)、氬氣激光鉆機(jī)等。沖擊式二氧化碳激光鉆機(jī)僅能夠?qū)牡慕^緣層進(jìn)行鉆孔加工，而 YAG 激光鉆機(jī)可以對基材的絕緣層和銅箔進(jìn)行鉆孔加工，鉆絕緣層的速度要明顯比鉆銅箔的速度快，僅用同一種激光鉆孔機(jī)進(jìn)行所有的鉆孔加工生產(chǎn)效率不可能很高。一般是首先對

9、銅箔進(jìn)行蝕刻，先形成孔的圖形，然后去除絕緣層從而形成通孔，這樣激光就能鉆極其微小孔徑的孔。但此時由于上下孔的位置精度可能會制約鉆孔的孔徑。如果是鉆盲孔，只要把一面的銅箔蝕刻掉，不存在上下位置精度問題。該工藝與在下面所敘述的等離子體蝕孔和化學(xué)蝕孔雷同。目前受激準(zhǔn)分子激光加工的孔是最微細(xì)的。受激準(zhǔn)分子激光是紫外線，直接破壞基底層樹脂的結(jié)構(gòu)，使樹脂分子離散，產(chǎn)生的熱量極小，所以可以把熱對孔周圍的損傷程度限制在最小范圍內(nèi)，孔壁光滑垂直。如果能把

10、激光束進(jìn)一步縮小的話就能夠加工直徑 10～20um 的孔。當(dāng)然板厚孔徑比越大，濕式鍍銅也就越難。受激準(zhǔn)分子激光技術(shù)鉆變形，一般耐顯影液的噴淋壓力。因此，噴嘴的結(jié)構(gòu)、噴嘴的排列和節(jié)距、噴射的方向和壓力都是非常關(guān)鍵的。由于顯影液循環(huán)使用，會逐步發(fā)生變化，所以要經(jīng)常對顯影液進(jìn)行檢驗分析，根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)頻率的定期更新。七、蝕刻、抗蝕劑的剝離前面所敘述的許多工序的條件都是為蝕刻所準(zhǔn)備的，但蝕刻自身的工藝條件也是很重要的。蝕刻機(jī)和顯影機(jī)有某些

11、類似，但蝕刻機(jī)后面都附有抗蝕劑剝離裝置。蝕刻和前面所講的濕式處理工序不完全相同，在蝕刻過程中柔性印制板的機(jī)械強(qiáng)度會發(fā)生較大變化，這是因為大部分銅箔被蝕刻掉，所以更加柔軟，因此在設(shè)計用于柔性印制板的蝕刻機(jī)(見圖)時，對此要特別注意?？煽康娜嵝杂≈瓢逯圃煊昧魉€，指的是經(jīng)過蝕刻的柔性板在沒有導(dǎo)向牽引板的條件下，也必須能夠順利地進(jìn)行傳送?？紤]精密圖形的蝕刻時既要注意蝕刻裝置和其他工藝條件，也應(yīng)按照蝕刻系數(shù)對原圖進(jìn)行補(bǔ)償修正。就是所有的工藝條件

12、都一樣，線路密度大的部位和線路密度小的部位的蝕刻系數(shù)也是不同的。線路間距小的部位和線路間距大的部位相比，新舊蝕刻液交換不良，所以蝕刻速度慢。設(shè)計寬度相同的線路，如果在同一塊制板中所處的線路密度不同，蝕刻時就有可能出現(xiàn)高密度區(qū)的導(dǎo)線還未蝕刻分開，而低密度區(qū)的電路可能因為側(cè)蝕，造成導(dǎo)線變細(xì)甚至斷線，這種情況要想完全依靠蝕刻設(shè)備和蝕刻工藝條件解決是有難度的。為了解決這一問題，事先可對每種線路密度進(jìn)行試驗求出蝕刻系數(shù)，在制作原圖時進(jìn)行補(bǔ)償修正，

13、對于密度差別大的精密線路還要進(jìn)行實(shí)際蝕刻加工后根據(jù)蝕刻情況進(jìn)行修正，有時需要經(jīng)過 2～3 次的修正。這雖然很瑣碎，但對保證高密度線路的蝕刻精度、穩(wěn)定工藝是十分重要的。從提高材料利用率角度考慮，在制板與圖形之間的寬度越小越好，但要穩(wěn)定傳送，在制版的邊緣寬度要盡可能寬一些，拼版之間的間隔也最好大一點(diǎn)。從以上敘述可知影響線路蝕刻性的因素很多。任何項目都不是單獨(dú)的而是相互協(xié)同、關(guān)系復(fù)雜的過程，要進(jìn)行高精密度的精密線路蝕刻加工并獲得滿意的效果，就

14、要在日常的生產(chǎn)過程中不斷積累這些因素影響蝕刻的數(shù)據(jù)。八、覆蓋膜的加工柔性印制板制造工藝所特有的工藝之一就是覆蓋層的加工工序。覆蓋層的加工方法有覆蓋膜、覆蓋層的絲網(wǎng)漏印、光致涂覆層等三大類，最近又有了更新的技術(shù)，擴(kuò)大了選擇范圍。FPC 覆蓋膜的加工的加工分為三部分：1．FPC 覆蓋膜覆蓋膜是柔性印制板覆蓋層應(yīng)用最早使用最多的技術(shù)。是在與覆銅箔層壓板基底膜相同薄膜上涂布與銅箔板相同的膠黏劑，使其成為半固化狀態(tài)的黏結(jié)膜，由覆銅箔層壓板制造廠銷

15、售供應(yīng)。供貨時，膠黏劑膜上貼有一層離型膜(或紙)，半固化狀態(tài)的環(huán)氧樹脂類膠黏劑在室溫條件下會逐步固化，所以應(yīng)低溫冷藏保管，印制電路制造廠在使用之前應(yīng)一直保存在 5℃左右的冷藏庫房內(nèi)或者在使用之前由制造廠發(fā)送。一般材料制造廠保證 3～4 個月的使用期，如果在冷藏條件下可以使用 6 個月。丙烯酸類膠黏劑在室溫條件下幾乎不固化，即使不在冷藏條件下保管，存放半年以上仍可使用，當(dāng)然這種膠黏劑的層壓溫度必須很高。對于覆蓋膜的加工一個最重要的問題是膠

16、黏劑的流動性管理。材料制造廠在覆蓋膜出廠之前，把膠黏劑的流動性調(diào)整在一個特定的范圍，在適當(dāng)?shù)臏囟壤洳乇９軛l件下，可以保證 3～4 個月的使用壽命，但在有效期內(nèi)，膠黏劑的流動性并不是固定不變的，而是隨著時間而逐步變小。一般剛出廠的覆蓋膜由于膠黏劑流動性很大，在層壓時，膠黏劑容易流出而污染端子部位和連接盤。到了使用壽命末期的膠黏劑，其流動性極小甚至沒有，如果層壓溫度和壓力不高，就不能得到填滿圖形空隙和粘接強(qiáng)度高的覆蓋膜。覆蓋膜要進(jìn)行開窗口加

17、工，但從冷藏庫取出以后不能立即進(jìn)行加工，特別當(dāng)環(huán)境溫度高而溫差大的時候，表面會凝結(jié)水珠，當(dāng)基底膜是聚酰亞胺時，短時間內(nèi)也會吸潮，對后工序會產(chǎn)生影響。所以一般卷狀覆蓋膜都是密封在聚乙烯塑料袋中，從冷藏庫中取出后不應(yīng)馬上打開密封袋，而應(yīng)在袋中放數(shù)小時，當(dāng)溫度達(dá)到室溫后，才可以從密封袋中把覆蓋膜取出進(jìn)行加工。覆蓋膜開窗口使用數(shù)控鉆銑床或沖床，數(shù)控鉆銑旋轉(zhuǎn)速度不能太大，這樣的運(yùn)行費(fèi)用高，大批量生產(chǎn)一般不采用這種方法。把帶有離型紙的覆蓋膜 10～

18、20 張重疊在一起，用上下蓋墊板固定后再進(jìn)行加工。半固化的膠黏劑容易附著在鉆頭上，造成質(zhì)量差。所以要對其進(jìn)行比銅箔板鉆孔時應(yīng)更頻繁地檢驗，并掃除鉆孔時所產(chǎn)生的碎屑。用沖孔法加工覆蓋膜的窗口時可用簡易沖模，直徑 3mm 以下的批量孔的加工使用沖模沖切。窗口的孔大時用沖模，中小批量的小孔用數(shù)控鉆孔和沖模并用進(jìn)行加工，覆蓋膜的加工如圖 10-8 所示。把已開好窗口孔的覆蓋膜去掉離型膜后，貼在已蝕刻好電路的基板上，疊層之前，要對線路表面進(jìn)行清洗

19、處理，以去除表面污染和氧化。表面清洗用化學(xué)方法。去掉離型膜后的覆蓋膜上有許許多多各種形狀的孔，完全成了沒有骨架的薄膜，特別難于操作，就是利用定位孔要與線路上的位置重疊對好也不是件容易的事。目前大批量生產(chǎn)各廠還是依靠人工來進(jìn)行對位疊層，操作人員首先把覆蓋膜窗口孔與線路圖形的連接盤和端子進(jìn)行準(zhǔn)確定位，確認(rèn)后進(jìn)行臨時固定。實(shí)際上如果柔性印制板或覆蓋膜任何一方尺寸發(fā)生變化，就無法準(zhǔn)確定位。如果條件允許可以把覆蓋膜分割成若干片后，再進(jìn)行疊片定位。

20、如果強(qiáng)制把覆蓋膜拉長進(jìn)行對位，會造成膜更加不平整，使尺寸發(fā)生更大的變化，這是使制板產(chǎn)生皺折的重要原因。暫時固定覆蓋膜可使用電烙鐵或做簡易壓合，這是完全依靠人工進(jìn)行操作的工序，為了提高生產(chǎn)效率，各廠都想了不少辦法。定好位的覆蓋膜還要進(jìn)行加熱加壓使膠黏劑完全固化與線路成為一體。這一工序的加熱溫度是 160～200℃，時間為 1．5～2h(一個循環(huán)時間)。為了提高生產(chǎn)效率有幾種不同的方案，最常用的是用熱壓機(jī)。把臨時固定好覆蓋膜的印制板放入壓機(jī)