FPC柔性線路板是以聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材制成的一種可靠性高、性能優(yōu)良的柔性印刷電路板。簡稱軟板或FPC，具有布線密度高、重量輕、厚度薄等特點。

生產(chǎn)前準備

要做出優(yōu)質(zhì)的FPC板，必須有完整合理的生產(chǎn)工藝。從生產(chǎn)前的預(yù)處理到最終出貨，每道工序都必須嚴格執(zhí)行。

在生產(chǎn)過程中，為了防止過分開路和短路造成良率低或減少鉆孔、壓光、切割等工藝問題，F(xiàn)PC板報廢和補貨問題，評估如何選擇材料以實現(xiàn)客戶使用效果最好的柔性電路板。產(chǎn)前預(yù)處理尤為重要。

產(chǎn)前預(yù)處理，有三個方面需要處理，三個方面都由工程師完成。

一是FPC板工程評估，主要是評估客戶的FPC板能否生產(chǎn)，公司的生產(chǎn)能力能否滿足客戶的制板要求和單位成本；

如果項目評估通過，下一步就是立即備料，以滿足各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的原材料供應(yīng)；

最后，工程師對客戶的CAD結(jié)構(gòu)圖、Gerber文件等工程文件進行處理，以適應(yīng)生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)規(guī)格，然后將生產(chǎn)圖紙和MI（工程工藝卡）等數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴a(chǎn)部及文件控制、采購等部門進入正常生產(chǎn)流程。

1. FPC原材料裁板

除部分材料外，用于柔性印制板的材料基本都是卷材。由于并非所有工序都必須采用卷帶技術(shù)加工，因此有些工序必須切割成片狀進行加工，例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鉆孔。所以雙面柔性印制板的第一道工序就是切割。

柔性覆銅板對外力的承受能力極差，容易受傷。如果在切割過程中損壞，將嚴重影響后續(xù)工序的合格率。因此，即使是看似很簡單的切割材料，為了保證材料的質(zhì)量，也必須引起足夠的重視。如果數(shù)量比較少，可以使用手動剪板機或滾刀，如果數(shù)量大，可以使用自動剪板機。

無論是單面、雙面銅箔層壓板還是覆蓋膜，開口尺寸的精度都可以達到±0.33。

切割可靠性高，開料自動整齊堆放，出口無需人員收料。通過改變喂料輥的尺寸，可以將材料的損壞控制在最低限度，材料幾乎沒有皺紋和疤痕。

此外，最新的設(shè)備還可以在卷取過程后自動切割柔性印刷電路板。光學(xué)傳感器可檢測腐蝕定位圖案并進行自動開料定位，開料精度可達0。3mm，但這種切割材料的框架不能作為后續(xù)工序的定位。

2. FPC鉆孔

柔性印制板的通孔也可以像剛性印制板一樣通過數(shù)控鉆孔，但不適用于膠帶中雙面金屬化孔電路的孔加工。隨著電路圖案密度的增加和金屬化孔的直徑越來越小，再加上數(shù)控鉆孔直徑的限制，許多新的鉆孔技術(shù)已經(jīng)投入實際應(yīng)用。這些新的鉆孔技術(shù)包括等離子

體蝕刻、激光鉆孔、小孔沖孔、化學(xué)蝕刻等，這些鉆孔技術(shù)比CNC鉆孔更容易滿足膠帶工藝的成孔要求。

柔性印制板的通孔也可以像剛性印制板一樣通過數(shù)控鉆孔，但不適用于膠帶中雙面金屬化孔電路的孔加工。隨著電路圖案密度的增加和金屬化孔的直徑越來越小，再加上數(shù)控鉆孔直徑的限制，許多新的鉆孔技術(shù)已經(jīng)投入實際應(yīng)用。

這些新的鉆孔技術(shù)包括等離子蝕刻、激光鉆孔、小孔徑?jīng)_孔、化學(xué)蝕刻等，這些鉆孔技術(shù)比CNC鉆孔更容易滿足膠帶工藝的成孔要求。

2.1. 數(shù)控鉆孔

雙面柔性印制板上的大部分孔仍然是用數(shù)控鉆孔機鉆孔的。數(shù)控鉆孔機和剛性印制板所用的數(shù)控鉆孔機基本相同，只是鉆孔條件不同。因為柔性印刷電路板很薄，所以可以重疊多塊鉆孔。如果鉆孔條件好，可以重疊10～15片鉆孔。

背板和蓋板可采用紙基酚醛層壓板或玻璃纖維布環(huán)氧層壓板或厚度為0.2～0.4mm的鋁板。市場上有柔性印制板鉆頭，剛性印制板鉆頭和銑形銑刀也可用于柔性印制板。

鉆孔、銑削的加工條件，加強板的形狀基本相同。但由于柔性印制板材料使用的粘合劑較軟，容易粘在鉆頭上，需要經(jīng)常檢查鉆頭的狀態(tài)。并且要適當(dāng)提高鉆頭的轉(zhuǎn)速。多層柔性印制板或多層剛?cè)嵊≈瓢宓你@孔應(yīng)特別小心。

2.2. 沖孔

沖孔小孔并不是一項新技術(shù)，已被用于批量生產(chǎn)。由于收卷過程是連續(xù)生產(chǎn)，所以用沖孔加工收卷的通孔的例子很多。

但批量沖孔技術(shù)僅限于沖孔直徑O。與數(shù)控鉆床的鉆孔相比，6~0.8mm的孔加工周期較長，需要人工操作。因為初始工序尺寸大，沖孔模具也相應(yīng)大，所以模具價格很貴。大批量生產(chǎn)雖然有利于降低成本，但設(shè)備折舊負擔(dān)大，小批量生產(chǎn)和靈活性無法與數(shù)控鉆床競爭，因此仍不受歡迎。

但近年來，無論是沖壓技術(shù)的精度還是數(shù)控鉆孔的精度都取得了長足的進步。在柔性印制板上打孔的實際應(yīng)用已經(jīng)非?？尚?。

最新的模具制造技術(shù)可以生產(chǎn)直徑75um的孔，可以沖25um厚的基材，無需粘合覆銅板。沖壓的可靠性也相當(dāng)高。如果沖孔條件合適，甚至可以沖出直徑50um的孔。

沖孔裝置也已經(jīng)數(shù)控化，模具可以小型化，可以很好地用于柔性印制板的沖孔，盲孔加工既不能用數(shù)控鉆孔，也不能用沖孔。

2.3. 激光鉆孔

可以用激光鉆出最小的通孔。用于在柔性印制板上鉆通孔的激光鉆孔機包括準分子激光鉆孔機、沖擊二氧化碳激光鉆孔機、YAG（釔鋁石榴石）激光鉆孔機和氬氣。激光打孔機等

沖擊式二氧化碳激光鉆孔機只能鉆孔基板的絕緣層，而YAG激光鉆孔機可以鉆孔基板的絕緣層和銅箔。鉆孔絕緣層的速度明顯快于鉆孔銅箔的速度。速度快，不可能使用同一臺激光鉆孔機進行所有鉆孔，生產(chǎn)效率非常高。

蝕刻銅箔形成孔圖案，然后去除絕緣層形成通孔，這樣激光就可以鉆出孔徑極小的孔。但是，此時上下孔的位置精度可能會限制鉆孔的孔徑。

如果是鉆盲孔，只要把一側(cè)的銅箔蝕刻掉，上下位置精度沒有問題。這個過程類似于下面描述的等離子蝕刻和化學(xué)蝕刻。

目前，準分子激光加工的孔是最小的。準分子激光是紫外光，直接破壞基層樹脂的結(jié)構(gòu)，使樹脂分子離散，產(chǎn)生的熱量極少。因此，可以將孔周邊的熱損傷程度限制在最低限度，孔壁光滑垂直。

如果可以進一步縮小激光束，可以加工直徑為10-20um的孔。厚孔徑比越大，濕鍍銅就越困難。

準分子激光技術(shù)鉆孔的問題是聚合物的分解會導(dǎo)致炭黑粘附在孔壁上，因此必須在電鍍前采取一些手段清潔表面以去除炭黑。

激光加工盲孔時，激光的均勻性也存在一定的問題，會產(chǎn)生竹節(jié)狀殘留物。

準分子激光器最大的難點是鉆孔速度慢，加工成本太高。因此，僅限于高精度、高可靠性的微孔加工。

撞擊式二氧化碳激光器一般采用二氧化碳氣體作為激光源，發(fā)射紅外線。它不同于受熱效應(yīng)燃燒和分解樹脂分子的準分子激光。屬于熱分解，加工孔的形狀比準分子激光器差?？杉庸さ目讖交緸?0-100um，但加工速度明顯比準分子激光速度快，鉆孔成本低很多。

即便如此，其加工成本也遠高于后述的等離子刻蝕法和化學(xué)刻蝕法，尤其是在單位面積孔數(shù)較多的情況下。

沖擊二氧化碳激光器要注意的是，在加工盲孔時，激光只能照射到銅箔表面，不需要去除表面的有機物。為了穩(wěn)定地清潔銅表面，應(yīng)采用化學(xué)蝕刻或等離子蝕刻作為后處理。

考慮到技術(shù)的可能性，激光打孔工藝基本上不難用在膠帶工藝上，但考慮到工藝的平衡性和設(shè)備投資的比例，它并不具有優(yōu)勢，而是帶狀芯片自動焊接工藝TAB（Tape Automated Bonding）寬度較窄，使用膠帶技術(shù)可以提高鉆孔速度。這方面已有實際例子。

3. 孔金屬化

柔性印制板的孔金屬化與剛性印制板的孔金屬化基本相同。

近年來，出現(xiàn)了直接電鍍工藝代替化學(xué)鍍，采用形成碳導(dǎo)電層的技術(shù)。柔性印刷電路板的孔金屬化也引入了這項技術(shù)。

由于其柔軟性，柔性印制板需要特殊的固定裝置。夾具不僅能固定柔性印制板，而且必須在電鍍液中穩(wěn)定。否則，鍍銅的厚度會不均勻，在蝕刻過程中也會造成斷線。以及橋接的重要原因。為了獲得均勻的鍍銅層，柔性印制板必須在夾具中擰緊，并且必須對電極的位置和形狀進行工作。

應(yīng)盡量避免將孔金屬化外包加工給沒有柔性印制板鉆孔經(jīng)驗的工廠。如果沒有柔性印制板專用的電鍍線，成孔質(zhì)量就無法保證。

4、銅箔表面的清潔

為了提高抗蝕劑掩模的附著力，在涂覆抗蝕劑掩模之前必須清潔銅箔表面。即使是這樣一個簡單的過程，也需要對柔性印制板給予特別的關(guān)注。

一般有化學(xué)清洗工藝和機械拋光工藝進行清洗。對于精密圖形的制造，大多數(shù)場合結(jié)合兩種清漆工藝進行表面處理。機械拋光采用拋光的方法。如果拋光材料太硬，會損壞銅箔，如果太軟，則拋光不充分。

一般使用尼龍刷子，刷子的長度和硬度一定要仔細研究。使用兩個刷輥，放置在輸送帶上，旋轉(zhuǎn)方向與皮帶輸送方向相反，但如果此時刷輥壓力過大，基材會在很大的張力下被拉伸，造成尺寸變化的重要原因之一。

如果銅箔表面處理不干凈，與抗蝕劑掩模的附著力會很差，會降低蝕刻工藝的合格率。最近由于銅箔板質(zhì)量的提高，單面電路的情況下也可以省略表面清洗工序。但是，對于100μm以下的精密圖案，表面清洗是必不可少的工序。

5. 抗蝕劑涂層

現(xiàn)在，抗蝕劑涂布法根據(jù)電路圖案的精度和輸出量分為以下三種方法：絲網(wǎng)印刷法、干膜/感光法和液體抗蝕劑感光法。

現(xiàn)在，抗蝕劑涂布法根據(jù)電路圖案的精度和輸出量分為以下三種方法：絲網(wǎng)印刷法、干膜/感光法和液體抗蝕劑感光法。

防腐油墨采用絲網(wǎng)印刷的方法，直接在銅箔表面印刷電路圖案。這是最常用的技術(shù)，適合低成本的批量生產(chǎn)。形成的電路圖形精度可達0.2～O的線寬/線距。3mm，但不適合更復(fù)雜的圖形。

只要設(shè)備和條件齊全，干膜法可以生產(chǎn)70-80μm線寬的圖案。目前大部分0.3mm以下的精密圖形都可以采用干膜法形成抗蝕電路圖形。采用干膜，其厚度為15-25μm，條件允許，批量級可生產(chǎn)30-40μm線寬圖形。

選擇干膜時，必須根據(jù)與銅箔板和工藝的相容性，并通過實驗來確定。即使實驗級有很好的分辨能力，但在量產(chǎn)使用時，也不一定有很高的合格率。

柔性印制板薄且易于彎曲。如果選擇較硬的干膜，它會變脆，后續(xù)性差，因此也會出現(xiàn)裂紋或剝落，從而降低蝕刻的通過率。

干膜為卷狀，生產(chǎn)設(shè)備和操作比較簡單。干膜由較薄的聚酯保護膜、光刻膠膜、較厚的聚酯離型膜等三層結(jié)構(gòu)組成。

貼膜前，先撕下離型膜（也稱隔膜），然后用熱輥將其壓在銅箔表面，再撕下保護膜（也稱載體膜或覆蓋膜）在開發(fā)之前。一般柔性印制板的兩側(cè)都有導(dǎo)向定位孔，干膜可以比待粘貼的柔性銅箔板稍窄。

剛性印制板自動貼膜裝置不適用于柔性印制板的貼膜，必須進行一些設(shè)計改動。由于干膜復(fù)合比其他工藝線速度高，很多工廠不使用自動復(fù)合而是使用手動復(fù)合。

干膜貼好后，為使其穩(wěn)定，應(yīng)放置15-20分鐘后再曝光。

如果電路圖形的線寬小于30μm，并且圖形是用干膜形成的，則合格率會顯著降低。一般量產(chǎn)時不使用干膜，而是使用液態(tài)光刻膠。

根據(jù)涂層條件，涂層厚度會有所不同。如果在5μm厚的銅箔上涂上5-15μm厚的液態(tài)光刻膠，實驗室水平可以蝕刻10μm以下的線寬。

液態(tài)光刻膠必須在涂布后干燥和烘烤。由于這種熱處理會對抗蝕劑膜的性能產(chǎn)生很大的影響，因此必須嚴格控制干燥條件。

6. 導(dǎo)電圖案的形成

光敏法是利用紫外線曝光機在銅箔表面已經(jīng)預(yù)涂的抗蝕劑層上形成電路圖形。

在前面的章節(jié)中，我們介紹了一些用于制作雙面 FPC 的相關(guān) FPC 技術(shù)。在本節(jié)中，我們將介紹 FPC 制造過程中導(dǎo)電圖案的形成。

光敏法是利用紫外線曝光機，將事先涂在銅箔表面的抗蝕劑層形成FPC電路圖形。

如果是用于曝光的單片F(xiàn)PC板，設(shè)備與剛性印制板相同，但重疊定位的夾具不同。市場上有一種用于柔性印刷電路板FPC板的專用圖形掩模定位夾具。

但是很多FPC廠商都是獨立制作的，使用起來非常方便。帶定位銷，由于柔性印刷電路板FPC的收縮變形，一般耐顯影劑的噴射壓力。因此，噴嘴結(jié)構(gòu)、噴嘴排列和間距噴射方向。

壓力非常關(guān)鍵。由于開發(fā)者是循環(huán)使用的，并且會逐漸發(fā)生變化，所以需要經(jīng)常檢查和分析開發(fā)者，并根據(jù)分析結(jié)果定期進行適當(dāng)?shù)母隆?/p>

7. 蝕刻、抗蝕劑剝離

上面介紹的很多工藝條件都是為蝕刻準備的，但是蝕刻本身的工藝條件也很重要。

蝕刻工藝與上述濕法處理工藝并不完全相同。在蝕刻過程中，柔性印制板的機械強度會發(fā)生很大的變化。這是因為大部分的銅箔都被蝕刻掉了，所以比較軟，所以設(shè)計用于柔性印刷電路板的蝕刻機時要特別注意這一點。

可靠的柔性印刷電路板制造流水線意味著蝕刻后的柔性板必須能夠在不引導(dǎo)牽引板的情況下順利運輸。

在考慮刻蝕精密圖形時，應(yīng)注意刻蝕設(shè)備等工藝條件，根據(jù)刻蝕系數(shù)對原始圖像進行補償校正。即所有工藝條件都相同，線密度高的部分和線密度低的部分的蝕刻系數(shù)也不同。

與線距大的零件相比，線距小的零件新舊蝕刻液互換性差，因此蝕刻速度慢。

對于設(shè)計寬度相同的電路，如果同一板子的電路密度不同，高密度區(qū)域的走線在蝕刻過程中可能不會被蝕刻分離，低密度區(qū)域的電路可能會因為側(cè)蝕。細線甚至斷線，完全依靠蝕刻設(shè)備和蝕刻工藝條件很難解決這種情況。

為了解決這個問題，可以通過預(yù)先對每個線密度進行實驗得到蝕刻系數(shù)，在制作原始圖像時進行補償和校正。對于密度較大的精密線路，必須進行實際的蝕刻工藝，并且可以修正蝕刻條件。有時需要經(jīng)過 2 到 3 次修正。

雖然這是微不足道的，但確保高密度電路的蝕刻精度和穩(wěn)定工藝是非常重要的。從提高材料利用率的角度考慮，版材與圖形之間的寬度越小越好，但為了穩(wěn)定傳輸，版材的邊寬應(yīng)盡可能寬，拼版之間的間隔也應(yīng)更大.

從上面的描述可以看出，影響電路蝕刻性能的因素有很多。任何項目都不是一個單獨的過程，而是一個相互協(xié)調(diào)、關(guān)系復(fù)雜的過程。要進行高精度精密電路蝕刻并獲得滿意的結(jié)果，需要在日常生產(chǎn)過程中不斷積累這些影響蝕刻的因素的數(shù)據(jù)。

8、覆蓋膜的加工

柔性印刷電路板制造工藝的獨特工藝之一是覆蓋層的加工工序。覆蓋膜的加工方法有絲網(wǎng)印刷覆蓋層和光敏涂層三種。最近，已開發(fā)出更新的技術(shù)以擴大選擇范圍。

FPC板覆蓋膜的加工分為三個部分。

8.1. FPC板覆蓋膜

覆蓋膜是柔性印制板覆蓋層應(yīng)用中最早和使用最多的技術(shù)。

與覆銅板基膜相同的薄膜涂上與覆銅板相同的粘合劑，使其成為半固化膠膜，由覆銅板制造商銷售和供應(yīng)。 

交貨時，將離型膜（或紙）貼在粘合膜上。半固化環(huán)氧樹脂膠在常溫下會逐漸固化，因此應(yīng)低溫冷藏保存。印制電路制造商在使用前，應(yīng)保存在 5°C 左右的冷藏庫中或在使用前由制造商寄送。

一般材料廠家如果在冷藏條件下可以使用6個月，則保證3到4個月的使用期限。丙烯酸粘合劑在室溫下幾乎不固化。即使不在冷藏條件下存放，存放半年以上仍可使用。當(dāng)然，這種粘合劑的層壓溫度必須非常高。

覆蓋膜加工最重要的問題之一是粘合劑的流動性管理。在覆蓋膜出廠前，材料制造商將粘合劑的流動性調(diào)整到特定范圍。在適宜溫度冷藏條件下，可保證3～4個月的使用壽命，但在有效期內(nèi)，該劑的粘合劑流動性不是固定的，而是隨著時間的推移逐漸降低。

一般情況下，由于覆膜剛出廠時粘合劑的流動性很強，因此在貼合時粘合劑很容易流出，污染端子部分和連接板。在粘合劑的使用壽命結(jié)束時，其流動性很小甚至沒有流動性。如果層壓溫度和壓力不高，則無法獲得填充圖案間隙并具有高粘合強度的覆蓋膜。

覆蓋膜需要開窗處理，但從冰箱中取出后不能立即處理。特別是環(huán)境溫度高，溫差大時，表面會凝結(jié)水滴。當(dāng)基膜是聚酰亞胺時，也會在短時間內(nèi)進行加工。會吸潮，影響后續(xù)工序。

因此，一般的卷式覆蓋膜都密封在聚乙烯塑料袋中。密封袋從冰箱中取出后不要立即打開，而應(yīng)在袋中放置數(shù)小時。當(dāng)溫度達到室溫時，即可從密封袋中取出。取出覆蓋膜進行處理。

蓋膜開窗采用數(shù)控鉆銑床或沖床，數(shù)控鉆銑轉(zhuǎn)速不宜過高。這種運行成本較高，一般不用于批量生產(chǎn)。

將10-20張覆蓋膜和離型紙疊在一起，用上下覆蓋墊固定好再加工。半固化膠容易粘在鉆頭上，造成質(zhì)量差。因此，應(yīng)比鉆孔銅箔板時更頻繁地檢查，并清除鉆孔時產(chǎn)生的碎屑。

用沖孔法加工覆蓋膜的窗口時可以使用簡單的模具，該模具用于加工直徑小于3mm的批量孔。窗孔大時，用沖孔模，中小批量小孔用數(shù)控鉆孔和沖孔一起加工。

從開窗孔的覆蓋膜上取下離型膜后，將其粘貼在蝕刻電路的基板上。貼合前，應(yīng)清潔電路表面，去除表面污染和氧化。用于表面清潔的化學(xué)方法。

去除離型膜后，覆蓋膜上有許多形狀各異的孔洞，完全變成了沒有骨架的膜。操作起來特別困難。不容易使用定位孔重疊在線上的位置。 

目前，量產(chǎn)工廠仍然依靠人工對位和堆垛。操作人員首先準確定位覆蓋膜窗口孔和電路圖案的連接板和端子，確認后臨時固定。事實上，如果柔性印制板或覆蓋膜的尺寸發(fā)生變化，則無法準確定位。

如果條件允許，可將覆蓋膜分割成幾片再進行貼合定位。如果強制拉伸覆蓋膜進行對齊，則薄膜會更加不平整，尺寸變化也會更大。這是板上起皺的一個重要原因。

可以使用電烙鐵或簡單按壓來臨時固定覆蓋膜。這是一個完全依賴人工操作的過程。為了提高生產(chǎn)效率，各個工廠想了很多辦法。

固定的覆蓋膜必須經(jīng)過加熱加壓使粘合劑完全固化并集成電路。該工藝的加熱溫度為160-200℃，時間為1.5-2h（一個循環(huán)時間）。

為了提高生產(chǎn)效率，有幾種不同的解決方案，最常用的是使用熱壓機。將帶有覆蓋膜的印制板暫時固定在印刷機的熱板之間，分段重疊，同時加熱和加壓。加熱方式有蒸汽、熱媒（油）、電加熱等。蒸汽加熱成本低，

但溫度基本上是160°C。電加熱可加熱到300℃以上，但溫度分布不均。外部熱源加熱硅油。以硅油為介質(zhì)的加熱方式可達200°C，且溫度分布均勻。最近，這種加熱方式逐漸增多。

考慮到粘合劑可以完全填滿電路圖案的縫隙，使用真空壓機比較理想。設(shè)備昂貴，壓制周期稍長。但考慮到合格率和生產(chǎn)效率，還是劃算的。真空壓機的引入也在增加。

貼合方式對線路間填膠狀態(tài)和成品柔性印制板的抗彎性能影響很大。層壓材料是市售的通用產(chǎn)品?？紤]到量產(chǎn)的成本，各個柔性板廠都有自制的層壓材料。根據(jù)柔性印制板的結(jié)構(gòu)和使用的材料，層壓板的材料和結(jié)構(gòu)也不同。

8.2. FPC板覆蓋的絲網(wǎng)印刷

缺失覆蓋層的機械性能比層壓覆蓋膜差，但材料成本和加工成本較低。使用最多的是民用產(chǎn)品和汽車上不需要反復(fù)彎曲的柔性印制板。

使用的工藝和設(shè)備與剛性印制板上的阻焊印刷基本相同，但使用的油墨材料完全不同。

必須選擇適合柔性印制板的油墨。市場上有紫外線固化和熱固化油墨。前者固化時間短，使用方便，但一般機械性能和耐化學(xué)性能較差。

如果用于彎曲或在苛刻的化學(xué)條件下使用，有時是不合適的。尤其要避免化學(xué)鍍金，因為鍍液會從窗口端部滲透到覆蓋層，導(dǎo)致覆蓋層脫落。

由于熱固性油墨的固化需要20-30分鐘，連續(xù)固化的烘道比較長，一般采用間歇式烘箱。

8.3. FPC板照片涂層

光涂層的基本工藝與用于剛性印制板的光刻膠膜相同。使用的材料也有干膜式和液體墨水式。

其實阻焊干膜與液態(tài)油墨還是有區(qū)別的。雖然干膜式和液體式的鍍膜工藝完全不同，但曝光和后續(xù)工藝可以使用相同的設(shè)備。具體工藝條件會有所不同。

必須先貼干膜，所有電路圖都要貼干膜。普通干膜法線間容易產(chǎn)生氣泡，所以采用真空貼膜機。

油墨型是用絲網(wǎng)印刷或噴涂的方法將油墨涂在電路圖形上。絲網(wǎng)印刷是使用較多的涂布方式，與剛性印制板工藝相同。

但是漏印所涂的油墨厚度比較薄，基本在10-15um，因為電路的方正。方向，一臺打印機的油墨厚度不均勻，甚至出現(xiàn)跳印現(xiàn)象。為了提高可靠性，應(yīng)該改變漏印方向，然后進行第二次漏印。

噴涂法是印制板工藝中比較新的技術(shù)。噴涂厚度可以通過噴嘴調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍也很廣，涂層均勻，幾乎沒有不能涂的部位，可以連續(xù)噴涂進行大批量生產(chǎn)。

用于絲網(wǎng)印刷的油墨是環(huán)氧樹脂和聚酰亞胺，兩者都是雙組分。使用前與固化劑混合。根據(jù)需要添加溶劑以調(diào)節(jié)粘度。印刷后需要烘干。可以點亮雙面線。待涂布面暫時干燥后，將另一面涂布在另一面暫時干燥，曝光顯影后干燥固化。

光涂層的圖案曝光需要有一定精度的定位機構(gòu)。如果圓盤尺寸在100um左右，覆蓋層的位置精度至少為30-40m。如果設(shè)備的機械性能得到保證，就可以達到這個精度要求。但是，柔性印刷電路板經(jīng)過多道工序加工后，由于自身尺寸膨脹或局部變形精度等問題，難以滿足更高的要求。

開發(fā)過程中沒有大問題。注意精密圖案的開發(fā)條件。顯影劑是與抗蝕劑圖案顯影劑相同的碳酸鈉溶液。即使是小批量，也避免與模式開發(fā)共享同一個開發(fā)人員。

為了使顯影后的感光涂層樹脂完全固化，還必須進行后固化。固化溫度因樹脂而異，必須在烘箱中固化20-30分鐘。

9. FPC表面電鍍

柔性印制板的電鍍種類很多，本章只介紹一般電鍍。

9.1. FPC板電鍍

（一）FPC板電鍍前處理

柔性印制電路FPC經(jīng)過涂覆工藝后暴露的銅導(dǎo)體表面可能被粘合劑或油墨污染，也可能因高溫工藝而發(fā)生氧化和變色。要想獲得密實、附著力好的鍍層，就必須去除導(dǎo)體表面的污染物和氧化層，使導(dǎo)體表面干凈。

其中一些污染物與銅導(dǎo)體結(jié)合時非常強，不能用弱清潔劑完全去除。因此，它們大多經(jīng)常用一定強度的堿性磨料和刷涂進行處理。

涂層粘合劑多為環(huán)氧樹脂，耐堿性較差，會導(dǎo)致粘接強度下降。

雖然不會很明顯，但在FPC電鍍過程中，電鍍液可能會從覆蓋層的邊緣滲入，嚴重的情況下覆蓋層可能會剝落。

在最后的焊接中，焊料滲透到覆蓋層之下。可以說，前處理清洗工藝對柔性印制電路板FPC的基本特性有很大的影響，必須充分注意加工條件。

(2) FPC板電鍍厚度

在電鍍過程中，電鍍金屬的沉積速度與電場強度直接相關(guān)。電場強度隨電路圖形的形狀和電極的位置關(guān)系而變化。

通常，線寬越細，端子處的端子越尖，與電極的距離越遠。電場強度越接近，該部分鍍層越厚。

在與柔性印制板相關(guān)的應(yīng)用中，存在同一電路中多條導(dǎo)線的寬度相差很大的情況，更容易產(chǎn)生電鍍厚度不均。為了防止這種情況發(fā)生，可以在電路周圍附加一個并聯(lián)陰極圖案。, 吸收分布在電鍍圖案上的不均勻電流，最大程度保證各部位鍍層厚度均勻。

因此，必須在電極的結(jié)構(gòu)上下功夫。這里提出了一種折衷方案。對鍍層厚度均勻性要求高的部位標準比較嚴格，而其他部位的標準相對寬松，如熔焊鍍鉛錫，金屬線搭接（焊接）鍍金。高，對于一般防腐用的鉛錫鍍層，鍍層厚度要求相對寬松。

(3) FPC板電鍍的污漬和污垢

剛電鍍的鍍層狀態(tài)，特別是外觀，不是問題，但是表面有些污漬，污垢，變色等很快，尤其是出廠檢查沒有發(fā)現(xiàn)任何異常的時候，更是在等待用戶接受檢查，發(fā)現(xiàn)存在外觀問題。

這是漂移不充分，鍍層表面有殘留鍍液，經(jīng)過一段時間化學(xué)反應(yīng)緩慢造成的。尤其是柔性印制板由于其柔軟性而不是很平整。各種溶液容易積聚在凹槽中，然后在該部分發(fā)生反應(yīng)并變色。為了防止這種情況發(fā)生，不僅要充分漂洗，還要充分干燥?？梢酝ㄟ^高溫?zé)崂匣瘻y試來確認漂移是否足夠。

FPC表面電鍍-雙面FPC板制造工藝

柔性印制板的電鍍種類很多，本章只介紹一般電鍍。

9.2. FPC化學(xué)鍍

當(dāng)待電鍍的線路導(dǎo)體被隔離而不能用作電極時，只能進行化學(xué)鍍。一般化學(xué)鍍所用的鍍液具有很強的化學(xué)作用，化學(xué)鍍金工藝就是一個典型的例子。

化學(xué)鍍金液是堿性水溶液，pH值非常高。使用這種電鍍工藝時，鍍液很容易鉆到覆蓋層下面，特別是覆蓋膜貼合工藝質(zhì)量管理不嚴格，結(jié)合強度低時，更容易出現(xiàn)這個問題.

由于鍍液的特性，置換反應(yīng)的化學(xué)鍍更容易出現(xiàn)鍍液滲入覆蓋層下方的現(xiàn)象。這種工藝難以獲得理想的電鍍條件。

FPC表面電鍍雙面FPC板制造工藝

柔性印制板的電鍍種類很多，本章只介紹一般電鍍。

9.3. FPC板熱風(fēng)整平

熱風(fēng)整平最初是為剛性印制板PCB涂層鉛錫而開發(fā)的技術(shù)。由于該技術(shù)簡單，也已應(yīng)用于柔性印制板FPC板。

熱風(fēng)整平是將電路板直接垂直浸入熔化的鉛錫槽中，用熱風(fēng)吹去多余的焊錫。

這個條件對于柔性印制板FPC板來說是非?？量痰?。如果不采取任何措施無法將柔性印制板FPC浸入焊料中，則必須將柔性印制板FPC夾在鈦鋼制成的屏幕之間，然后浸入熔化的焊料中。柔性印刷電路板FPC板的表面必須事先清洗干凈并涂上助焊劑。

由于熱風(fēng)整平工藝條件苛刻，容易造成焊錫從覆蓋層末端鉆到覆蓋層下方，特別是覆蓋層與銅箔表面結(jié)合強度低時，這種現(xiàn)象更容易頻繁發(fā)生。

由于聚酰亞胺薄膜易吸潮，在采用熱風(fēng)整平工藝時，吸潮后會因熱蒸發(fā)快而導(dǎo)致覆蓋層起泡甚至剝落。因此，在FPC板熱風(fēng)整平工藝管理之前，F(xiàn)PC板熱風(fēng)整平工藝必須進行干燥和防潮處理。

10. FPC板形狀及孔加工

柔性印制板的孔和形狀的加工大部分是通過沖孔加工的。然而，這不是唯一的方法。根據(jù)情況，可以采用各種方法或組合進行處理。最近，隨著對更高精度和多樣化的需求，新的加工技術(shù)被引入。

10.1. FPC板形及孔加工技術(shù)

目前FPC板的批量加工使用最多的是沖孔，小批量的FPC和FPC板樣品主要采用CNC鉆銑加工。這些技術(shù)難以滿足未來對尺寸精度的要求，尤其是位置精度標準，現(xiàn)在新的加工技術(shù)正在逐步應(yīng)用，如激光蝕刻、等離子蝕刻、化學(xué)蝕刻等技術(shù)。

這些新的形狀加工技術(shù)具有非常高的位置精度，尤其是化學(xué)蝕刻法不僅位置精度高，而且批量生產(chǎn)效率高，工藝成本低。但這些技術(shù)很少單獨使用，一般與沖孔法結(jié)合使用。

使用目的分為FPC板輪廓加工、FPC板鉆孔、FPC板槽加工、相關(guān)零件修邊等。造型簡單，精度要求不高，均采用一次性沖孔加工。

對于精度特別高、形狀復(fù)雜的基板，如果用一對模具加工效率達不到要求，可以分幾步加工FPC。具體例子有窄間距連接器的插頭部分和高密度安裝元件的定位孔等。

10.2. FPC板導(dǎo)孔

也稱為定位孔。一般孔的加工是一個獨立的過程，但必須有導(dǎo)向孔與線圖定位。自動化過程使用CCD攝像頭直接識別定位標記進行定位，但這種設(shè)備價格昂貴，適用范圍有限，一般不采用。 

現(xiàn)在最常用的方法是根據(jù)柔性印制板銅箔上的定位標記鉆定位孔。雖然這不是一項新技術(shù)，但它可以顯著提高精度和生產(chǎn)效率。

為提高沖孔精度，定位孔采用精度高、碎屑少的沖孔方法加工。

10.3. FPC板沖孔

沖孔是用預(yù)先準備好的專用模具，在油壓機或曲柄壓力機上進行孔形加工?，F(xiàn)在模具的種類很多，模具有時也用在其他工藝中。

10.4. FPC板銑加工

銑削加工的加工時間以秒為單位，非常短，成本低。模具的制作不僅價格昂貴，而且需要一定的周期，難以適應(yīng)急件的試制和設(shè)計變更。

如果將數(shù)控銑削加工的數(shù)控數(shù)據(jù)與CAD數(shù)據(jù)一起提供，則可以立即進行操作。每個工件的銑削加工時間長短直接影響加工成本的高低，長期加工成本也高，所以一體化調(diào)整加工適用于高價少量或試制時間短的產(chǎn)品時間。

11、FPC增強板的加工

增強板是柔性印制板所獨有的，其形狀和使用的材料也多種多樣。

粘合劑一般呈薄膜狀，兩側(cè)有離型膜保護。將帶有離型膜一側(cè)的粘合膜貼在增強板上，然后進行形狀和孔加工，然后通過熱輥層壓的方法與柔性印制板進行層壓。

使用的材料不同，形狀的尺寸精度也不同。

環(huán)氧玻璃布層壓板和紙基酚醛層壓板的剛性板可用數(shù)控鉆銑床或模具加工。聚酯和聚酰亞胺薄膜也可以用刀模進行簡單的形狀加工。一般薄膜狀加強板不需要加工細孔，用數(shù)控鉆孔和模具加工即可。

如果能夠在較短的時間內(nèi)進行加工或自動化，就會降低制造成本。

將柔性印刷電路板上的加強板與加工好的形狀和孔洞對齊定位，這個過程很難自動化，而且它占加工成本的很大一部分，因為如果柔性印刷電路板需要手動進行這個操作。板需要多塊不同材質(zhì)的加強板，增加了成本。相反，如果設(shè)計簡單或使用易于操作的夾具，則生產(chǎn)效率將顯著提高，從而降低成本。

所有工廠都在努力改進這個過程，但仍然需要具有一定生產(chǎn)技能的人員來操作。

加固板的粘合有壓敏（PSA）和熱固型兩種，它們加工所需的勞動力也有很大不同。使用壓敏型很簡單，撕掉壓敏型上的離型膜，對準柔性印制板上的位置后，可以在短時間內(nèi)加壓，甚至只要按下用手。當(dāng)需要一定的粘合強度時，可以施加簡單的壓力幾秒鐘或通過熱壓輥。

使用熱固性粘合劑并不是那么簡單。一般要求壓力為3～5MPa（30～50kg/cm.），高溫160～180℃，加壓時間為30～60min。為了防止柔性印制板受到應(yīng)力的影響，加強板上的壓力必須均勻。如果只是對加強板加壓，加強板的端部可能會因受力而斷裂。

此外，雙面帶離型膜的雙面膠膜可用于粘接柔性印制板、柔性印制板，或柔性印制板與剛性印制板的粘合，相當(dāng)于剛性印制板的一半。實心板材，其加工、固化工藝與加強板的層壓工藝相同。

12. FPC板檢查

柔性印制板FPC的檢測項目很多，因為剛性印制板PCB板僅起到電氣連接的作用，而柔性印制板FPC不僅具有與剛性印制板PCB板相同的功能，而且具有可折疊、彎曲運動的功能，因此還必須檢查這種機械性能以確保質(zhì)量。

目前100%的檢驗都是對柔性印刷電路板FPC板進行的。當(dāng)然，除了FPC斷線和短路必須檢查和有檢查設(shè)備外，還有很多其他的目視檢查項目。

一般線條可以人工檢查，也可以用放大鏡放大2～3倍進行檢查，但對高密度線條應(yīng)使用高倍顯微鏡進行檢查。

100μm左右的線用5-10倍放大鏡檢查，50-100μm的線用10-20倍放大鏡檢查，50μm以下的線用放大鏡檢查放大倍數(shù)為 20 倍或以上的體視顯微鏡。

并不是顯微鏡的放大倍數(shù)越高越好。為了能夠有效地進行檢查，廣闊的視野也非常重要。雖然是高倍率，但如果沒有電子圖像放大功能，就無法提高檢查效率。

使用自動光學(xué)檢測（AOI）來檢測柔性印刷電路板的缺陷還只是量產(chǎn)的一部分。

自動光學(xué)檢測儀已經(jīng)用于卷帶過程，但自動光學(xué)檢測儀只能檢測電路的缺陷，只能部分替代檢測器，柔性電路不同于通常的數(shù)字電路，而且無法使用傳統(tǒng)的自動光學(xué)檢測儀。, 必須附上特殊程序。難以適應(yīng)小型化電路的快速發(fā)展。

隨著電路的高密度化，所用顯微鏡的放大倍數(shù)也會相應(yīng)增加，單位面積的檢測時間也會相應(yīng)延長。柔性印制板檢測所需的工時比例不小。隨著電路密度的進一步發(fā)展，這個比例還會進一步增加。如果缺陷率下降，檢查速度會提高，但電路的密度會繼續(xù)前進。從檢驗的角度來看，精密圖形電路的合格率不會有明顯提高。

柔性印制板的所有檢查項目都不是在最后一道工序中進行的，尤其是電路和覆蓋的缺陷最好在工序中進行檢查?，F(xiàn)實情況是，過程中的檢驗并不能完全代替最終檢驗，但對提高整個生產(chǎn)的效率還是有一定的作用的。

13、FPC板包裝

還應(yīng)特別注意成品柔性印刷電路板的包裝。這不是隨意簡單地將適當(dāng)數(shù)量的柔性板堆疊在一起的問題。由于柔性印刷電路板的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很容易被輕微的外力損壞，所以柔性印刷電路板的包裝必須格外小心。

常用的包裝方法是將10-20片柔性印刷電路板FPC疊在一起，用紙膠帶將每一部分卷起來固定在紙板上。避免使用膠帶，因為膠帶粘合劑中所含的化學(xué)物質(zhì)要滲透，容易造成端子氧化變色。

當(dāng)基膜為聚酰亞胺薄膜時，由于易吸潮，柔性印制板FPC應(yīng)與硅膠等干燥劑一起裝入聚乙烯袋中，并在袋口處密封。然后將它和緩沖材料放入瓦楞紙箱中。由于柔性印刷電路板FPC板的獨特形狀，應(yīng)根據(jù)不同的形狀采用不同的封裝方式。

在某些情況下，柔性印制板FPC板在沖壓成型前貼在涂有弱粘合劑的聚酯支撐片上，然后用模具進行半切成型加工（嵌入式?jīng)_壓），保持原樣. 對于用戶來說，用戶可以將柔性印刷電路板FPC取下來組裝，也可以先組裝，組裝完成后再從聚酯載膜上取下。

這種方法只能用于小尺寸產(chǎn)品，對于柔性印刷電路板FPC制造商和用戶來說都可以大大提高工藝效率。

最安全可靠的方法是使用專用托盤。首先，應(yīng)根據(jù)品種配備托盤。雖然管理麻煩，但質(zhì)量有保證，使用方便，有利于用戶的組裝。成本不高，使用后可丟棄。