國產(chǎn)軟板FPC封裝流程簡介

一、FPC概述

FPC（Flexible Printed Circuit），即柔性印刷電路板，又稱軟性線路板、撓性線路板，是一種以聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材制成的具有高度可靠性和絕佳可撓性的印刷電路板。它具有配線密度高、重量輕、厚度薄、可自由彎曲、折疊、卷繞，能在三維空間隨意移動及伸縮等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、手機(jī)、筆記本、IPAD、醫(yī)療、汽車電子、軍工等眾多產(chǎn)品中 。

二、國產(chǎn)FPC封裝流程主要環(huán)節(jié)

1. 材料準(zhǔn)備

o    基材選擇：

§  常用的基材為聚酰亞胺（PI）和聚酯（PET）。PI基材具有較好的耐高溫性、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械性能，適用于對可靠性要求較高的應(yīng)用場景；PET基材相對成本較低，柔韌性也較好，可用于一些對成本較為敏感的產(chǎn)品?；牡暮穸群托阅苤苯佑绊慒PC的最終質(zhì)量和應(yīng)用范圍。例如在一些需要承受較大彎折次數(shù)的設(shè)備連接部位，可能會選擇柔韌性更好的薄型PI基材 。

o    導(dǎo)電層材料：

§  主要采用銅箔作為導(dǎo)電層。銅箔的厚度、純度等特性對FPC的導(dǎo)電性能有重要影響。在一些需要高精度信號傳輸?shù)腇PC中，可能會選用高純度、薄型的銅箔，以確保信號傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。

o    其他輔材：

§  如膠紙的選擇也很關(guān)鍵。對于普通不需要表面貼裝技術(shù)（SMT）的板，可采用不耐高溫的膠紙（如側(cè)鍵板類）；而需要SMT的則必須選用耐高溫膠紙（如按鍵板均需SMT）。導(dǎo)電材料方面，普通導(dǎo)電膠適用于導(dǎo)電性要求不高的（如普通的按鍵板類），導(dǎo)電性能較好但價(jià)格較高的導(dǎo)電膠適用于導(dǎo)電性能要求較高且一定要使用膠紙類的（如特殊的按鍵板等）；導(dǎo)電布的導(dǎo)電性能可以，但粘性不是很理想，一般適用于按鍵板類；導(dǎo)電純膠是高強(qiáng)度導(dǎo)電性能物質(zhì)，一般用于貼鋼片，但因其價(jià)格高不建議使用 。

2. 開料

o    柔性材料通常以滾筒方式包裝，開料時(shí)依據(jù)制造指示（MI）尺寸將大尺寸的材料分裁成需求的尺寸。這一過程需要精確控制尺寸精度，以確保后續(xù)工序的順利進(jìn)行。例如，如果開料尺寸不準(zhǔn)確，在后續(xù)的鉆孔、貼膜等工序中可能會出現(xiàn)對位不準(zhǔn)的問題，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。

3. 鉆孔

o    在基材上進(jìn)行數(shù)控加工，鉆出通孔或定位孔。這些孔的作用是便于后續(xù)鍍銅后實(shí)現(xiàn)兩面銅材導(dǎo)通。鉆孔的精度要求很高，包括孔的直徑、位置精度等。例如，在一些高密度FPC中，孔的直徑可能非常小，需要先進(jìn)的鉆孔設(shè)備和工藝來確保鉆孔質(zhì)量，避免出現(xiàn)鉆孔偏位、孔徑偏差等問題，否則會影響到電路的連通性和信號傳輸。

4. 黑孔/電鍍

o    剛鉆好孔的板子，上下銅層是不導(dǎo)通的。首先經(jīng)過黑孔工藝，形成導(dǎo)電層，然后在導(dǎo)電層上通過電化學(xué)方式鍍上孔銅，實(shí)現(xiàn)上下銅層導(dǎo)通。電鍍的質(zhì)量會影響到孔的導(dǎo)電性和整個(gè)FPC的電氣性能。如果電鍍不均勻，可能會導(dǎo)致部分區(qū)域電阻過大，影響信號傳輸質(zhì)量。

5. 貼膜/曝光

o    在電鍍好的板面上壓上感光膜，將線路圖形用光刻的方式轉(zhuǎn)移到感光膜上。這一過程中，感光膜的質(zhì)量和貼膜的工藝都很重要。如果感光膜貼合不緊密或者存在氣泡等缺陷，會影響到線路圖形轉(zhuǎn)移的準(zhǔn)確性，進(jìn)而影響最終的電路圖案精度。

6. 顯影/蝕刻/退膜

o    顯影：

§  顯影工序是顯影掉沒有光刻的干膜，露出線路圖形以外的銅箔部分。顯影液的濃度、溫度以及顯影時(shí)間等因素都會影響顯影效果。如果顯影不完全，可能會導(dǎo)致多余的銅箔未被去除，影響電路圖案；如果顯影過度，則可能會損害到線路圖形部分的銅箔。

o    蝕刻：

§  采用化學(xué)藥水將顯影后露出的銅箔蝕刻掉。蝕刻過程需要精確控制蝕刻藥水的濃度、蝕刻時(shí)間等參數(shù)，以確保只蝕刻掉不需要的銅箔，而保留線路圖形部分的銅箔。蝕刻不均勻可能會導(dǎo)致線路寬度不一致，影響FPC的電氣性能。

o    退膜：

§  通過氫氧化鈉等化學(xué)試劑去掉線路圖形的干膜，露出最終線路圖形。退膜的徹底性也很關(guān)鍵，如果有殘留的干膜，可能會影響到后續(xù)的表面處理和焊接等工序。

7. 覆蓋膜的應(yīng)用

o    覆蓋膜用于保護(hù)線路，提高FPC的耐用性。覆蓋膜的貼合工藝需要保證貼合緊密，無氣泡、褶皺等缺陷，否則可能會影響到線路的防護(hù)效果，在長期使用過程中可能導(dǎo)致線路損壞。

8. 表面處理

o    表面處理是為了提高FPC的耐用性和可焊性，使FPC能夠更好地適應(yīng)各種復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境。常見的表面處理方式有電鍍錫鉛、噴錫、化學(xué)錫、電鍍硬鎳金、電鍍軟鎳金、化學(xué)鎳金、有機(jī)保焊劑等。不同的表面處理方式適用于不同的應(yīng)用需求，例如在需要良好焊接性能的部位可能會采用電鍍錫鉛或化學(xué)錫處理，而在需要高可靠性和抗氧化性能的部位可能會采用電鍍硬鎳金或化學(xué)鎳金處理。

三、質(zhì)量控制貫穿整個(gè)流程

在國產(chǎn)FPC封裝的每一道工序中，質(zhì)量控制都至關(guān)重要。從原材料的檢驗(yàn)，到每一道工序后的檢測，都需要嚴(yán)格把關(guān)。例如，在開料后要檢查材料的尺寸精度、表面質(zhì)量等；鉆孔后要檢查孔的質(zhì)量；在貼膜、曝光、顯影、蝕刻等工序后要檢查線路圖案的精度；電鍍后要檢測電鍍層的厚度、均勻性等；覆蓋膜貼合后要檢查貼合質(zhì)量；表面處理后要檢測可焊性等性能指標(biāo)。只有嚴(yán)格控制每一道工序的質(zhì)量，才能生產(chǎn)出符合要求的FPC產(chǎn)品。

四、FPC柔性電路板清洗：

柔性電路板上存在多種多樣的污染物，能夠歸成離子型與非離子型這兩大類。離子型污染物在接觸到環(huán)境中的濕氣后，在通電時(shí)會發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀的結(jié)構(gòu)體，導(dǎo)致出現(xiàn)低電阻通路，使柔性電路板的功能受損。非離子型污染物能夠穿透 PCB 的絕緣層，在 PCB 板表層下產(chǎn)生枝晶。除了離子型和非離子型污染物之外，還有粒狀污染物，像焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵以及塵埃等，這些污染物會引發(fā)焊點(diǎn)質(zhì)量下降、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等各種不良現(xiàn)象。

一般來說，人們覺得清洗表面貼裝組件相當(dāng)困難，這是因?yàn)橛袝r(shí)表面貼裝元件和柔性電路板之間的托高高度很低，形成了極其微小的間隙，有可能截留助焊劑，致使在清洗過程中難以將助焊劑去除。其實(shí)，如果在選擇清洗工藝和設(shè)備時(shí)加以留意，并且讓焊接和清潔工藝得到恰當(dāng)?shù)目刂?，那么清洗表面貼裝組件就不應(yīng)存在問題，即便是使用了具有侵蝕性的助焊劑。然而必須要強(qiáng)調(diào)的是，在使用侵蝕性水溶性助焊劑時(shí)，良好的工藝控制是必不可少的。

鑒于柔性電路板電子制程精密焊后清洗的不同需求，合明科技在水基清洗領(lǐng)域擁有頗為豐富的經(jīng)驗(yàn)，針對具有低表面張力、低離子殘留、需配合不同清洗工藝使用的情況，自主研發(fā)出了相對完整的水基系列產(chǎn)品，精細(xì)化地對應(yīng)涵蓋了從半導(dǎo)體封裝到 PCBA 組件終端，其中包含水基清洗劑和半水基清洗劑，堿性水基清洗劑以及中性水基清洗劑等。具體體現(xiàn)為，在同等清洗力的條件下，合明科技的兼容性更為優(yōu)良，兼容的材料更為廣泛；在同等兼容性的前提下，合明科技的清洗劑可清洗的錫膏種類更多（經(jīng)過測試的錫膏品牌有 ALPHA、SMIC、INDIUM、SUPER-FLEX、URA、TONGFANG、JISSYU、HANDA、OFT、WTO 等；經(jīng)過測試的焊料合金包括 SAC305、SAC307、6337、925 等不同成分），清洗的速度更快，離子殘留更低、干凈程度更好。