FPC生产工艺全流程详解

FPC生产制作繁琐而且难度较大,与普通PCB比较,FPC单位面积电路的造价高很多,但是,由于FPC优异的柔性、轻薄和可靠性等特性,给众多领域的设备和产品提供了更广泛的实现空间和新的设计方案,比如沉金板在电子、汽车领域有非常大的用途。

FPC单双面板的生产流程如下:

单面板:开料→烘烤→贴干膜 →曝光→ 显影 →蚀刻 → 脱膜→ 前处理 → 贴覆盖膜 → 压合 → 固化→表面处理→ 电测 → 装配 → 压合 → 固化→ 文字 → 外形→ 终检→包装 出货

双面板:开料→ 烘烤→ 钻孔→ 黑孔 → VCP→ 前处理→ 贴干膜 →曝光→ 显影 → 蚀刻 → 脱膜 → 前处理→ 贴覆盖膜 → 压合 → 固化→ 表面处理→ 电测→ 装配 → 压合 → 固化→ 文字 →外形→ 终检→包装 出货

对比可以发现,因为单面板只有一层线路不需要导通孔,所以生产流程中就少了钻孔以及孔金属化的过程,其余的生产流程大致相同,下面将对每个生产工序做个简单介绍:

开料:按照工单尺寸要求将成卷材料裁切成所需要的尺寸,主要设备就是自动开料机和手动裁切机;

烘烤:烘干基材内的水分,避免对后续生产产生涨缩、分层等影响,主要设备是烤箱,工作参数为温度120℃,2H;

钻孔:在基板上钻出工艺孔和导通孔,为后续工艺或孔金属化创造条件,同时也进行各种辅材胶或补强板的孔加工,主要设备就是钻机;

黑孔:通过黑孔制程直接在孔壁PI上沉积一层导电碳粉,代替传统沉铜,为后续镀铜创造条件,主要设备为黑孔线;

VCP:就是垂直连续电镀(Vertical conveyor plating),通过电镀铜的方式将孔壁及面铜厚度加厚至工单(客户)要求的范围,工作原理为法拉第定理(镀层厚度与电流密度、电镀时间成正比),主要设备为VCP线;

干膜前处理:化学清洗或喷砂处理的方式清洁板面,去除氧化、表面粗化,主要设备有化学清洗线和喷砂线;

贴干膜:在铜箔表面贴上一层感光干膜,作为线路转移的基础(在万级无尘车间内完成),主要设备为自动贴膜机;

曝光:根据工单对应的菲林曝光,将电路图形底片的图像转移至干膜上(在万级无尘车间内完成),主要设备为自动曝光机;

显影:利用碳酸钠药水把未曝光的干膜溶解,形成干膜图形;

蚀刻:把未受干膜保护的铜箔咬蚀,形成电路;

退膜:除去保护线路上的已曝光过的干膜,显影蚀刻退膜设备为水平DES线;

贴覆盖膜膜前处理:与干膜前处理作用和方式相同;

贴覆盖膜:将覆盖膜对准标识线贴在板子上,并用高热对覆盖膜进行预固定,覆盖膜对电路起到绝缘、保护作用(在万级无尘车间内完成),主要设备有自动覆盖膜贴合机、烙铁、熨斗等;

压合,固化:通过高温高压压合、其后高热烘烤,使覆盖膜与板间的热固胶固化,达到两者紧密结合的目的,固化工作参数为温度150℃,1H,主要设备有快压机和烤箱;

表面处理:FPC表面处理主要做沉金或镀金,按客户要求,利用化学或电镀原理,将镍金等金属沉积至FPC裸露的焊盘上,保护焊盘及维护其可焊性,主要设备为化金线和镀金线;

电测:通过测试治具或设备检查板件不同网路之间有无开短路、四线不良等,主要设备为电测机和飞针测试机;

装配:按对位标示线或孔位,通过手工治具、设备等方法将补强或电磁膜贴到产品上,主要设备有自动补强贴合机,烙铁、熨斗等,装配后的压合和固化作用和方式与贴覆盖膜后的压合和固化相同;

文字:通过网印原理将文字油墨印刷到产品上,主要印刷产品型号、生产周期、客户要求的各类元件标识等,主要设备有丝印机、烤箱、文字喷码机等;

外形:通过冲床模具冲裁或激光切割形成客户最终产品外形,主要设备有冲床,激光切割机等;

终检:通过人工目视、CCD、设备等全检产品外观,表面状况,将良品与不良品分开,并对产品进行可靠性检测,确认是否满足客户要求,主要设备有CCD、AVI、可靠性检测设备等;

包装出货:按客户的要求进行包装出货,主要包装方式有真空包装,微粘膜包装,托盘包装等,主要设备有自动分堆机、真空包装机等。

从以上各个生产工序的简介不难看出FPC生产也需要在各种不同的技术和流程中互相配合,制作过程繁琐而且难度较大,所以与普通PCB比较,FPC单位面积电路的造价高很多,并且所花费的时间也更多,但是,由于FPC优异的柔性、轻薄和可靠性等特性,给众多领域的设备和产品提供了更广泛的实现空间和新的设计方案,越来越受到广大方案工程师的青睐

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