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FPC制作流程讲义


We make the world flexible.

<FPC制作流程>
培訓講義
製作 :羅弦

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撓性印制線路板
FPCB的含義

We mak

e the world flexible.

全稱為Flex Print Circuit Board.是 用柔性的絕緣基材製成的印刷電 路 ,相對於剛性印刷線路板來說 它可曲可撓,體積更小、重量更輕, 在電子產品中起了導通和橋梁的作 用,使產品性能更好,體積更小。 FPC在航空、軍事、移動通訊、手 提電腦、電腦週邊、PDA、數位相 機等領域或產品上得到了廣泛的應 用。
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印制線路板分類 (Flex Print Circuit Board)

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所採用的基材以聚酰亞胺覆銅板為主。此種材料耐熱性高、 尺寸穩定性好,與兼有機械保護和良好電氣絕緣性能的覆蓋 膜通過壓制而成最終產品。 基材厚度(μm) 18,35,50,70,105 聚酰亞胺(PI) 25,35,50 聚酯(PET) 25,50,75,100

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印制線路板分類

1、依層數分
*单面板 *双面板 *多层板(2层以上)

C VE LAY-PI O R AD E H SIVE

C u-L#1 AD E H SIVE BASE LAY-PI

C VE LAY-PI O R AD E H SIVE

2、依材质分
*软板 *硬板 *软硬板

AD E H SIVE BASE LAY-PI
C VE LAY-PI O R AD E H SIVE

C u-L#2 AD E H SIVE IN LATO -PI SU R AD E H SIVE C u-L#1

AD E H SIVE IN LATO -PI SU R AD E H SIVE

C u-L#3 AD E H SIVE IN LATO -PI SU R AD E H SIVE C u-L#2 C u-L#1 AD E H SIVE BASE LAY-PI

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生產工藝流程

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主要製程介紹
Process Highlights- I
裁切/發料
MATERIAL CUT

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(單面)上載板
DRILLING

(雙面)鉆孔
DRILLING

PTH/一次銅
PTH/Cu #1

貼干膜/曝光
EXPOSURE

顯影/蝕刻/退膜
DES

貼覆蓋膜
C/L ASSEMBLY

覆蓋膜壓合
C/L LAMINATION

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主要製程介紹

Process Highlights - II
文字印刷
SILK SCREEN

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化?鍍?
CHEMICAL GOLD

化錫
SOLDER PLATING

電測
PANEL WORK

貼背膠 #2
PIECE WORK

成形
OUTLINE PUNCH

最終檢査
FQC #1

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裁切// Material cut
目的: 將原本大面積材料裁切成所需要之工作尺寸; 在開料時﹐首先要做的工作是要認清材料的型號﹔ 如﹕銅皮類別﹕RA:壓延銅﹔ED電解銅﹔S﹕指單面 板﹔D﹕指雙面板。 品質要求: 1.公差越小越好 2.板面頇帄整無屑 3.避免刮傷板面 流程: 1.裁板作業者核對開料單﹑工作指示單 2.檢查機台及刀口狀況 3.裁切 4.裁切完成檢查 5.依工作指示單要求烤板 5.交后工序鑽孔

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钻孔// Drilling
目的: 雙面或多層板為使不同層面的上下線路導通而
以鍍通孔的方式實現連接,在鍍通孔工藝前頇 先鑽孔以利於後續沉鍍銅;

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注意事項(工藝參數):
1.疊板數量 2.板方向打Pin 方向板数量 3.钻孔程序文件名版别 4.钻针寿命 5.对位孔须位于版内 6.断针检查 7﹕進刀速度﹐退刀速度﹔工作轉速 8﹕工作環境有無在要求范圍內

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上載板
目的:
將軟板通過上載板的形式實現 “軟板硬
做”, 以增加流程的順暢性﹐易操作﹐降低報廢。

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流程: 預熱過塑機至要求的溫度﹔刮刀清除載 板上面的異物和突起﹔將軟板對准貼在載板 上﹔蓋好玻纖布﹐過過塑機。

注意事项:
載板膠的厚薄是否均勻﹔ 載板是否帄整﹔ 過塑機的溫度

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化學清洗//Chemical Clean
目的: 通过化学清洗可以去除铜箔表 面的氧化、油污、杂质;粗化 线路板表面;每清洗一次减少 铜箔厚度0.03mil-0.04mil; 流程: 入料、微蚀、循环水洗、市 水洗、抗氧化、循环水洗、 市水洗、吸干、烘干、出料 注意事项: 温度 喷嘴压力; 微蚀液浓度;傳 送速度。

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化學沉銅// PTH
目的:
使得鑽孔后板子孔壁上沉上一層 薄銅 ﹐為一步的鍍銅作准備。

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PTH原理及作用
PTH即在不外加電流的情況下,通過鍍液的自 催化(鈀和銅原子作為催化劑)氧化還原反應,使 銅離子析鍍在經過活化處理的孔壁及銅箔表 面上的過程,也稱為化學鍍銅或自催化鍍銅。 2.PHT流程及各步作用 整孔→水洗→微蝕→水洗→酸洗→水洗→水洗→預 浸→活化→水洗→速化→水洗→水洗→化學銅→水 洗.

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化學沉銅// PTH
PTH各槽作用及原理﹕
a. 整孔;清潔板面,將 孔壁的負電 荷極化為正電荷,已利與帶負電荷 的鈀膠體粘附. b. 微蝕;清潔板面;粗化銅箔表面, 以增加鍍層的附著性. c. 酸洗;清潔板面;除去氧化層,雜質. d. 預浸;防止對活化槽的污染. e. 活化;使鈀膠體附著在孔壁. f. 速化;将Pd离子还原成Pd原子, 使化学铜能锡镀上去。 g. 化学铜:通过化学反应使铜沉 积于孔壁和铜箔表面。
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化學沉銅// PTH
注意事項:
藥水分析、沉積速率 背光試驗、上下板導致板的 皺折

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整板電鍍銅// Cu1#
目的:
通孔經化學沉銅後,因化學沉積的特點, 孔銅較薄,為利於後面的加工及保證通 孔的可靠性,必頇進行整板電鍍;電鍍 銅是以外加電流的方式,使得槽液中的 銅離子沉積在板面上。

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注意事項:
1.鍍層外觀 2.鍍層結合力 3.鍍層厚度均勻性

參數控制﹕1﹕電流
2﹕溫度 3﹕時間 4﹕有無開搖擺和打氣。

4.微切片檢查有無孔破和鍍層厚度是 否達到要求。

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貼干膜// Exposure
目的:
干膜贴在板材上,经露光后显影后,使线 路基本成型,在此过程中干膜主要起到了影象 转移的功能,而且在蚀刻的过程中起到保护线 路的作用。

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干膜的結構﹕
干膜主要构成:PE,感光阻剂,PET 。其 中PE和PET只起到了保护和隔离的作用。感 光阻剂包括:连接剂,起始剂,单体,粘着 促进剂,色料。

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貼干膜// Exposure
作业品质控制要点:

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1,为了防止贴膜时出现断线现象,须先用无尘纸除去铜箔表面杂质。 2,应根据不同板材设置加热滚轮的温度,压力,转数等参数。 3,保证铜箔的方向孔在同一方位。 4,防止氧化,不要直接接触铜箔表面,如果要氧化现象要用纤维刷刷 掉氧化层。 5,加热滚轮上不应该有伤痕,以防止产生皱折和附着性不良。 6,贴膜后留置15min-3天,然后再去露光,时间太短会使干膜受UV光 照射,发生的有机聚合反应未完全,太长则不容易被水解,发生残留导致 镀层不良。 7,经常用无尘纸擦去加热滚轮上的杂质和溢胶。 8,要保证贴膜的良好附着性。 品质确认: 1,附着性:贴膜后以日立测试底片做测试,经曝光显影后线路不可弯 曲变形或断等(以放大镜检测) 2,帄整性:须帄整,不可有皱折,气泡。 3,清洁性:每张不得有超过5点之杂质。
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貼干膜// Exposure
注意事项及參數的控制
温度110+/-5% 压力30--35PSI 速度0.7---1m/min

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常见干膜规格:
1mil 1.3mil 1.5mil 2.0mil
Mylar薄膜 干膜 铜箔 胶 保护膜

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FLEX

曝光
目的:
利用干膜的特性(仅接受固定能量的波 长)将产品需求规格制作经由照像曝光原 理达到影像转移的效果。

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常见干膜:

日立干膜 杜邦干膜

常见缺陷:
针眼、短路、开路、 线路变粗、线路变细等
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FLEX

曝光
品质确认:

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1,准确性:a.定位孔偏移+0.1/-0.1以内 b.焊接点之锡环不可小于0.1mm(不可孔破为原则) c.贯通孔之锡环不可小于0.1mm(不可孔破为原则) 2.线路品质:不可有底片因素之固定断线,针孔或短路现象。 底片的规格,露光机的曝光能量,底片与干膜的紧贴度都会影响线路的精密 度。

*进行抽真空目的:提高底片与干膜接触的紧密度减少散光现象。 *曝光能量的高低对品质也有影响:
1,能量低,曝光不足,显像后阻剂太软,色泽灰暗,蚀刻时 阻剂破坏或浮起,造成线路的断路。 2.能量高,则会造成曝光过度,则线路会缩细或曝光区易洗掉。

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顯影// Developing
目的:
显像即是将已经暴过光的带干膜的板材, 经过显影液的处理,将未受UV光照射的 干膜洗去而保留受到UV光照射发生聚合 反应的干膜使线路基 本成型。

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注意事项:
浓度 温度 速度

常用药液:
Na2CO3

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蝕刻// Etch
目的:
以蚀刻液来咬蚀未被干膜覆盖的裸 铜,使不需要的铜层被除去,仅留 下必需的线路。

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注意事项:
1.速度(依据药液浓度) 2.温度 3.喷嘴压力 4﹕蝕刻藥水有無在要求范圍內。蚀刻药液
的主要成分:氯化铜,双氧水,盐酸,软水 (溶度有严格要求)

常见缺陷

蚀刻不足、(形成梯型铜)、蚀刻过量、 开路、短路、缺损、线宽、线距不准等。
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去膜// Strip 目的
以NaOH将留在线路上之干 膜完全去除,线路即成型

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已蚀刻
已去膜

注意事项:
速度(根据容液的浓度); 温度 检查去膜是否干净,有 无残留并量线宽线距

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貼保護膜// Coverlayer Assembly

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目的:
在线路板的表面贴上保护膜 (如图),防止线路被氧化及划伤, 同時起阻焊及絕緣﹐增加擾折性的 作用。

外观检验:
1.铜箔上不可氧化。 2.coverlay裸露边缘及铺强边缘不可有毛 边。 3.coverlay及铺强内不可有杂质。 4.铺强不可有漏贴之情形。 5.使用机器作业之产品,需检验其不可以 有气泡,贴合不良,组合移位之情形。
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壓合// Lamimation

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目的:
断线等不良。 热压作业包括传统压合,冷压,快速 压合,烘干等几个步骤;热压的目的是使保护膜或铺 强板完全粘合在扳子上,通过对温度,压力,压合时 间,副资材的层叠组合方式等的控制以实现良好之附 着性的目的,并尽量降低作业中出现的压伤,气泡, 皱折,溢胶,

注意事项:
温度 时间 压力
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貼補強// Stiffener Assembly

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目的:
根据客户图纸需要, 在相应地方(如ZIF) 贴补强,起加强硬度 用。 注意事項﹕
1﹕補強板移位

2﹕補強板是否牢固

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電鍍錫鉛// Tin/Lead Plating

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目的:
通过电镀形式在铜面上镀上 一层光亮的锡铅,主要目的为 提供Soldering Interface(焊 錫面)。

流程:
化学清洗、微蚀(酸洗) 、水 洗、预浸、电镀、水洗、中 和(防氧化)、水洗、烘干。

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電鍍?

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目的:
通過電流沉積的方式﹐ 在銅面上沉積 所需要鎳層和?層﹐以達到美觀﹐抗腐 蝕的效果。

電?線流程及各步作用
酸洗(除油)→水洗→水洗 →微蝕→水洗→ 水洗→活化→水洗 →鍍鎳→水洗→水洗 →活 化→水洗→鍍? →熱水洗 →水洗 →ST--1 → 水洗 → 水洗

流程:

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電鍍?

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a. 除油;清潔板面, 將板面的氧化﹔污滯清潔干淨﹐增加表面的 結合力。 b. 微蝕;清潔板面;粗化銅箔表面,以增加鍍層的附著性. c. 活化;清潔板面;除去氧化層,保護鎳槽。 d. 鍍鎳﹔鍍上所需的鎳層﹐此時需注意鎳層的厚度﹔電流密 度﹔時間﹔槽液溫度﹔藥水參數等。 e. 檸檬酸活化; 清潔板面﹐保護?槽。 f. 鍍?﹔此時需注意﹕?層厚度﹐電流密度﹔時間﹐溫度﹔ 藥水參數﹔有無在范圍內。

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電鍍?
品質管控重點﹕
1﹕鍍層厚度是否達標。 2﹕?面顏色是否達標﹐且均勻一致。 3﹕附著力是否達標。

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印刷// Solder Mask Printing

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目的:
一网印的基本原理:
用聚脂或不锈钢网布当成载体,将正负片的 图案以直接乳胶或间接板模式转移到网布上形 成网板,作为对面印刷的工具。

印刷所用之油墨分类及其作用
防焊油墨----绝缘,保护线路 文字--------记号线标记等 银浆--------防电磁波的干扰 可剥胶------抗电镀

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印刷// Solder Mask Printing

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目的:
一网印的基本原理: 用聚脂或不锈钢网布当成载体,将正负片的 图案以直接乳胶或间接板模式转移到网布上形 成网板,作为对面印刷的工具。

注意事项:
油墨粘度 刮刀角度 刮刀压力 刮刀速度

常见缺陷:
检查其日期型号版本等,文字模糊 文字错误、少印、絲印偏移、网是 否损坏、油墨是否烘干、油墨残留 及油墨附著力。
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分割// Pre-Cutting

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目的
1. 将已压合结束的软板18*24 12*18分割成条状以满足冲切 时需要 2. 护膜的开口

注意事项:
1.对准定位孔 2.加盖塑料盖板 3.压力

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沖切外形// Contour Punch

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目的:
将多片之工作排板,依照客户 规格分切或切SLOT内槽。

外形要求:
挠性印制线路板应满足客户图 纸上规定的尺寸要求

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沖切外形// Contour Punch
常见不良: 冲偏,压伤,冲反,毛边,翘铜,FPC破损等现象。 制程管控重点:模具的正确性,方向性,尺寸准确性。

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作业要点:
1﹑手对裁范围不可超过对裁线宽度。 2﹑对裁后位待测之产品,必须把其导电线裁断。 3﹑冲制及测试时上位孔不可孔破 4﹑产品表面不可有刮伤,皱折等。 5﹑冲偏不可超出规定范围。 6﹑正确使用同料号的模具。 7﹑不可有严重的毛边或拉料,撕裂或不正常凹击点或残胶及铺强偏移, 离型纸脱落现象。 8﹑安全作业,依照安全作业手册作业。

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電性能測試//(E-test)

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目的:
利用测试仪器对线路板的 导通性及电性能进行测试, 确保线路板的电性能百分 之百正确。

注意事项:
测试机压力 探针型号

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成品檢驗// FQC

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目的:
全面的对柔性线 路板的外观进行 检验

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成品品質保證// FQA

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目的:
站在客户的立场上对产 品按AQL进行全面抽检, 對產品的全尺寸作檢測, 並與實驗室協作進行相 關功能及可靠性試驗, 並向客戶提交出貨報告、 PPAP相關資料。

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包裝出貨// Packing
将产品按一定的数量, 形式,包装起来送交 客户手中

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出貨檢驗// OQA
在出貨前對產品的包裝方 式﹑數量﹑標識作抽查﹐ 以保証包裝及出貨的品質。

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设备示例介绍

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軟性電路板 生產工藝流程
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開始
覆蓋 膜 裁切

銅箔 裁切
覆蓋 膜 沖型

N C 鑽孔

黑孔 鍍銅

表面 處理

乾膜 曝光

覆蓋 膜 鑽孔

壓 合

貼覆 蓋膜

表面 處理 鍍錫

AOI 線檢

顯影 蝕刻

衝孔

表面 處理
背膠 裁切

噴錫
背膠 鑽孔 背膠 沖型

印刷

結束

軟板 貼膠 衝型 組裝 檢查 變革? Challenge 挑戰?Create 創新 ? Credit 測 電 誠信 Clear 明確 ? Change

沖條

銅箔 裁 切机

銅箔半成品 (片Pnl)

銅箔原材料 We make the world flexible. (捲Reel)

利用裁切機, 將成捲之銅箔 裁成所需尺寸 之銅箔片狀 半成品。

裁刀

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覆蓋膜 裁 切机

利用裁切機,將成捲之覆蓋膜 裁成所需尺寸之片狀半成品。

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覆蓋膜 原材料 (捲Reel)

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鑽孔 ↓上砌板0.8mm ↑下砌板1.5mm

机械 鑽孔机

鑽孔

←銅箔*10 Pnl

We make the world flexible. 銅箔 銅箔 黏膠 黏膠 絕緣PI 絕緣PI

銅箔

黏膠

六軸鑽孔機 鑽孔平台

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黑孔(碳)

銅箔

黑孔线 鍍銅线
銅箔

鍍銅 (上下銅箔導通) make the銅箔 We world flexible. 銅箔

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乾膜
乾膜

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銅箔

銅箔

曝光

乾膜压合机 曝光机
上底片
銅箔 乾膜 下底片
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曝光

利用顯影劑使曝光後 之乾膜產生化學變化, 形成線路.
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DES机
利用蝕刻劑腐蝕掉不需 要之銅,剩餘銅線路. 再將乾膜洗掉.

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自動光學檢測儀器 檢查線路有無短路 斷路…等缺失。

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AOI 檢测机

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表面 處理机

利用輕微腐蝕劑, 將銅表面清潔, 以利下一工站之作業。
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在銅箔線路上, 覆蓋一層保護膜, 以避免銅線路氧化 或短路。

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貼覆 蓋膜机

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壓 合机

利用高溫高壓,將銅箔與覆蓋膜 完全密合。
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衝孔机

為方便後續工站作業, 在銅箔上衝定位孔.
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鍍錫线

將外漏銅箔之線路鍍上 錫,可避免氧化及易於 焊接零件。
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將外漏銅箔之線路焊上 錫,可避免氧化及易於 焊接零件。

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噴錫线
銅箔
強風噴回

錫液
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印刷机

在半成品上印文字油墨, 或銀漿或防焊油墨。
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冲床

利用刀模將一大片半成品裁成2-3條, 方便後製程之貼膠或電測。

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貼膠 電測机

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利用電測治具, 測試線路之機能。
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衝床

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利用鋼模將半成品 衝成1 Pcs。

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軟板 檢查
外觀檢查。

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