捷成FPC培训教材.doc

捷成
F
P
C
培训教材

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第一章 概 述

FPC指可挠性印刷电路板是FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT 的英文缩写，它具有轻、薄、短、小的特点，作为一种特殊的互联技术能够满足三维组装的要求，已被广泛应用于NOTEBOOK、 LCD、手机、数码相机、计算器、航空电子以及军用电子设备中，当然它也有初始成本高以及不易更改和修复等缺点。
FPCB根据其结构可分为两个类别与五种类型：
一、 就类别分：

1. 在安装过程中能经受扰曲，即固定式之可挠性能力即我们常说的静态FPC
例如:汽车仪表盘上的FPC
2. 能经受布设总图规定的连续多次扰曲，即局部式之可挠性能力，通常不适用于2层以上导线层的印刷板。即我们通常所说的动态FPC。例如：用在打印机上打印头的FPC
二、 就类型分：

1. 挠性单面板其结构如下

2. 挠性双面印刷板
双面板(标准板)

有静电屏壁层的双面板

不论是单面板还是双面板，只要客户要求，均可以进行零组件组装。
3. 挠性多层板

4. 刚挠多层板

5. 刚挠或挠性组合印制板

三、 FPC产品应用
FPC产品应用
市场别
应用产品
计算机即计算机周边产品
筚记型计算机 液晶触摸显示器
消费性产品
照相机 摄影机 监视器 等
通讯产品
大哥大 无线电话 等
办公室自动化
传真机 复印机 文字处理机 打卡钟 等
汽车工业
汽车仪表板 方向灯 引擎控制器 等
航天及军用产品
卫星 雷达 航天飞机 飞弹
医疗仪器
助听器 等
其它
金融卡 乐器 玩具 等

第二章 FPC材料简介
一、 挠性覆铜箔基材（ＣＣＬ）
Ａ：铜箔
1. 按铜箔厚度可分为0.5OZ 1OZ 2OZ 相对应为17.5um 35um 70um
2. 按种类分可分为------压延铜与电解铜
2.1压延铜----通常用RA表示(rolled annealed copper)
特点：采用厚的铜箔多次重复压延而成，具有较高的延展性及耐弯曲性
一般用在耐弯曲的FPC板上
2.2电解铜----通常用ED表示(electrolytically deposited copper)
特点：用电镀的方法形成，其铜微粒结晶状态呈垂直状，利于精细线路的制作，常用在弯曲性要求较低的FPC板上
Ｂ：基材(BASE FILM)
目前公司内常用到的基材有如下两种:
1. 聚酯(POLYESTER)----通常说成PET，价格低廉，电气和物理性能与聚先亚氨相似，较耐潮湿，其厚度通常为1~5MIL，适用于-40℃~55℃的工作环境，但耐高温较差，决定了它只能适用于简单的柔性PCB，不能用于有零组件的FPC板上
2. 聚先亚氨(POLYIMIDE)----通常说成PI，它具有优异的耐高温性能，耐浸焊性可达260℃、20sec，几乎应用于所有的军事硬件和要求严格的商用设备中，但易吸潮，价格贵，其厚度通常为0.5~5MIL
二、 覆盖膜
覆盖膜-----即通常所说COVERLAY，其作用是使挠性电路不受尘埃、潮气、化学药品的侵蚀以及减少弯曲过程中应力的影响，主要起绝缘作用
其结构可形象地用下图表示：
A
B
C

Ａ：介质薄膜
1. 聚酯(POLYESTER)---其厚度通常为 1(mil)、 2(mil)
2. 聚先亚氨(POLYIMIDE---其厚度通常为0.5 (mil)、 1(mil)、 2(mil)
Ｂ：粘结薄膜（参见后面介绍）
C：离型纸-----为了保护粘结薄膜不受污染
　另外可代替COVERLAY，还有一种工艺就是网印防焊(SOLDER MASK)，采用FPCB专用液体感光型油墨或UV光固化油墨，其厚度一般为10~20um，其特点为油墨抗弯曲，而且减低了成本，简化了生产工艺。

三、 粘结材料（ADHESIVE ON COVERLAYER）
1. 聚酯(POLYESTER)----主要用于聚酯基材的粘结材料
2. 丙烯酸(ARCYLIC)----主要用于聚先亚胺基材的粘结材料
3. 环氧树脂(EPOXY)----其热膨胀系数较丙烯酸小利于保证金属化孔(其厚度在0.05MM时其性能较丙烯酸好
当然，无论那种黏结材料它们都具有以下两个缺点:
1. 热稳定性差，与基材的热稳膨胀系数相差较大
2. 数层粘结剂的厚度影响了电路的散热，也降低了FPCB的挠性和减少了挠曲寿命
四、 加强板材料（STIFFENER）
FPC一般材料都很薄，因而也表现的很软，但因FPC如金手指部位常因需插扒，需要一定的强度，就不得不进行加强， 这就是为什么要补强材料的原因，常会用到的补强材料有如下三种：
1. 聚酯(POLYESTER)---其厚度为1~12MIL，常用在没有焊接零件的部位
2. 聚先亚氨(POLYIMIDE)---其厚度为1~7MIL，常用在有焊接零组件的FPC板上
3. FR-4(GLASS　EPOXY)──其厚度为0.1MM~1.6MM，常用在较厚的地方

五、 背胶
背胶的作用是将FPC板部分或整个固定在机体上，目前公司内部用的背胶有如下两种：
1. 3M467 胶厚2mil
2. 3M468 胶厚5mil
六、 补强片的胶分为两种(压敏胶与热敏胶)

1. 压敏胶-----只需要压力即可，此种胶是公司常用的胶
2. 热敏胶----需要经过层压机加温加压，此种胶除非客户有特别强调，如果没有尽量要求客户用压敏胶
七、 零组件
1. 各种LED灯
2. 各种联接器
3. 各种元器件
第四章 FPCB制程简介

本节重点讲述挠性单、双面板制程。

一、 单面板流程图如下：

COVERLAY下料 钻孔(模冲定位孔) 冲窗口

覆铜基材下料 钻孔 化学清洗 干燥 贴膜

补强片下料 成型

干燥 化学清洗 剥膜 蚀刻 显影 曝光 对位

COVERLAY对位 假接着 层压 烘烤 表面处理(镀锡铅 镀金 喷锡) 贴补强片 成型 品检 焊接零组件 QA检验
出货 包装
注意事项：

1、贴膜、曝光、贴COVERLAY均应在万级无尘净化条件下进行
2、贴膜后至少应静置15min，但应在24h内曝光
3、曝光后应冷却至15—30min之后24h内显影
4、贴好COVERLAY的产品应在8小时内层压完成
5、冲型时，不需加温，成型后不需清洗，故作业应注意环境干净、保持工作台面清洁（下同）
二、 双面板流程如下：
在作双面板流程之前，有两个名词先解释一下----整板电镀与图形电镀
其实单面板与双面板最主要的区别就在于双面板须PTH(PLATED THROUGH HOLE) ，而单面板则不需要。整板电镀与图型电镀就是针对双面板PTH而言，目前因我们公司整板电镀用得较多，故下面的流程就作整板电镀流程
COVERLAY下料 钻孔(模冲定位孔与焊点) 冲窗口

双面覆铜基板下料 钻孔(PTH孔) 化学清洗 干燥 化学沉铜

补强片下料
蚀刻 显影 曝光 双面对位 贴膜 干燥 清洗 电镀

剥膜 化学清洗 干燥 双面COVERLAY对位 假接着 层压

双面COVERLAY 烘烤 第二面银胶 　烘烤 印银胶 　　烘烤

假接着 层压 烘烤 表面处理(镀锡铅 镀金 喷锡) 贴补强片 成型 品检 零组件 QA 检验

注意事项： 出货 包装
1、Coverlay钻孔时，程序设计应注意正、反向
2、双面板整板电镀与单板面流程相似，只是加入了化学镀铜与电镀铜
进阶工艺介绍
第一节 干膜与曝光技术介绍
干膜与曝光是FPC制程中的两个工艺，当线宽与线距在0.3mm以下以及客户对FPC线路要求很高时常常用干膜与曝光工艺

一、 在了解干膜与曝光技术时，先了解如下几个专业术语

1. 干膜片------简单的说就是厚度均匀的感光乳剂，外加上两层聚酯保护膜，感旋光性能可根据需要进行不同型号的选择
2. 压干膜----就是我们常说的干膜工艺，将干膜片用专门的机器压合在清洁后的覆铜基材上的过程
3. 曝光-----就是常常说的感光成像工艺，利用光的能量将底稿上的图像感光到压有干膜的覆铜基材的过程

二、 工艺过程
1. 选择干膜片
2. 压干膜
3. 对位
4. 曝光

三、 工艺要求

1. 工作环境无尘要求-----万级无尘
2. 工作环境的恒温恒湿的要求
3. 暗房要求----不要有紫外线的进入
4. FPC覆铜板清洁度及平整度的要求
5. 压干膜后的敷型要求
6. 对位要求
7. 曝光时对真空度要求
8. 不同型号的干膜片对曝光能量的不同要求

第二節 显影 蚀刻 去膜技术介绍

显影，蚀刻，去膜是一个将底稿上的图型完成在覆铜基材上的3个连贯工艺

一、 先了解几个专业术语
1. 显影----利用化学药水将底稿图像显露在经过曝光的覆铜基板上，没有感光部位干膜将溶解到化学药水里，感光部位则留下的过程
2. 蚀刻----利用化学药水将覆铜基材上没有盖上感光干膜的铜去掉的过程
3. 去膜----利用化学药水将留在覆铜基材上的感光干膜去掉的过程

二、 工艺流程

1. 撕干膜片上的保护膜
2. 显影
3. 蚀刻
4. 去膜

三、 技术要求

1. 显影需要弱碱(一般常用sodium carbonate)
2. 显影虽然简单但对于细线路要特别注意，线宽会随显影条件的不同而改变，所以显影条件一定要控制好
3. 原则上精细线路需下喷蚀刻，以减少过蚀
4. 蚀刻主要控制好侧蚀与过蚀
5. 因氯化铜与覆铜板金属离子相同且易发生再生循环反应，故常常选用氯化铜
6. 去膜要干净，不然常会带到后面流程，造成污染铜箔，故常常选择sodium hydroxide
第四节 PTH 技术介绍

一、 PTH名词解释
PTH-----是英文PLATED THROUGH HOLE的缩写，也就是孔内电镀。
二、 PTH的作用
将上下两层原本不导通的线路通过电镀孔的方式进行联通

三、 PTH电镀工艺
1:钻孔 –2:去毛刺—3:清洁调整处理—4:水洗(2道)—5:微蚀----6:水洗(两道)---7:瀙酸----8:水洗----9:预瀙----10:活化---11:水洗(2道)-----12:加速----13:水洗(2道)------14:沉铜----15水洗(2道)---16:瀙酸—17:电镀孔—18:清洁---19:烘干

四、 PTH过程中的化学电镀与电镀铜反应原理

1. 电镀铜的反应原理与电镀锡铅相同在此不再叙述
2. 化学镀铜反应原理如下
O

第五节 覆盖膜层压技术介绍

在前面已介绍过覆盖膜的材料及作用，下面我们来介绍覆盖膜的工艺：

一、 覆盖膜层压技术工艺

1. 基材的表面清洁处理
2. 覆盖膜的对位与假接着
3. 层压
4. 烘烤

二、 工艺分析

1. 基材的表面清洁处理(略)
2. 覆盖膜的对位与假接着
3. 环境要求为无尘室---万级无尘
4. 恒温恒湿要求
5. 不能用手直接接触CCL
6. 要戴无纺布手套或指套
7. 对位主要是FPC产品要求裸铜的地方要有窗口并且位置要准
8. 假接着是相对层压后的接着而言，当Coverlay 与CCL对位正确后， 用烙铁在Coverlay几个关键的地方上接触，使接触的地方Coverlay与基材固定，这样Coverlay就定位在CCL上，这种接着之所以称为假接着，第一因为接着不牢可以撕下重贴，第二是因为接着的地方只是几个点，不是全板贴合
9. 层压---是通过层压机的高温高压将Coverlay与CCL完全充分的接着
10. 烘烤---层压后的FPC常常需要在一定的温度下烘烤，不同的材料常常会有不同烘烤温度，其主要目的是让Coverlay的胶完全， 均匀， 充分熔化， 使其更好的与CCL接着

三、 技术要求

1. 对位要准，假接着前的FCCL的处理要好，不能污染铜面
2. 假接着前后产品不要储存太多,以免氧化
3. 层压时温度，压力，时间参数要选择好，Coverlay的附着力要满足供货商的要求，要作拉力测试
4. 烘烤温度与时间，不同材料有不同参数
5. Coverlay 不能有分层气泡

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