优秀毕业设计柔性印刷电路板生产技术与工艺管理

目录摘要 1第一章绪论 21.1课题开发背景 21.2研究现状及开展趋势 21.3论文结构 3第二章FPC开发技术及相关理论 42．1简介 42.1.1概述 42.1.2FPC的构造 42.1.3挠性线路板〔挠性印制板〕 52.1.4刚挠性印制板 52.2柔性电路FPC的功能 62.2.1FPC的挠曲性和可靠性 62.2.2FPC的经济性 62.2.3FPC的本钱 72.2.4FPC产品特点 82.3FPC的应用领域 9第三章FPC的生产流程 113.1FPC生产线的工艺流程 113.2FPC生产线上的各个工序的流程 123.2.1下料 123.2.2钻孔 123.2.3化学清洗 133.2.4贴干膜 133.2.5曝光 143.2.6显影 153.2.7蚀刻 153.2.8去膜 163.2.9贴保护膜 163.2.10层压 163.2.11电镀锡铅 173.2.12空板电测 193.2.13冲型 193.2.14FQC 203.2.15包装 203.3FPC常见的问题 20第四章FPC的工艺管理 224.1概述 224.2生产工艺管理 224.2.1生产工艺管理系统简介 224.2.2如何加强工艺管理 23结束语 25致谢 26参考文献 27摘要21世纪是以电子产品为代表的IT行业迅速开展的时代，尤其是近几年来,电子产品已经遍布军事装备、计算机、通信设备、移动存储设备、移动通讯设备等相关领域,甚至延伸到我们日常生活中的各个领域。“科技是第一生产力〞，当今时代，随着人们生活水平的提高，对物质方面随之也有了一定程度要求，特别是电子产品方面，不仅讲究实用美观，在产品的体积、集成度、功能等方面的要求也越来越高。消费类电子以每年数代的开展速度更新,作为电子产品的重要组成局部印制电路板也在不断地完善、更新中。其实在印制电路板出现之前，电子元器件之间的互连都是依靠电线直接连接实现的，而现在，电路面板只是作为有效的实验工具而存在，印制电路板在电子工业中已经占据了绝对统治的地位。印制电路板，又称印刷电路板，是电子元器件电气连接的提供，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体。它的开展已有100多年的历史了，它的设计主要是幅员设计，采用电路板的主要优点是大大减少布线和装配的过失，提高了自动化水平和生产劳动率。印制电路板的创造者是奥地利人保罗爱斯勒〔PaulEisler〕，他于1936年在一个收音机装置内采用了印刷电路板。1943年，美国人将该技术大量使用于军用收音机内。1948年，美国正式认可这个创造用于商业用途。自20世纪50年代中期起，印刷电路板技术才开始被广泛采用。本文以宁波华远电子科技为依据，向大家作简单的介绍：FPC(柔性印刷电路板)以及FPC在生产过程中的各个工序及其工艺管理，并提出适当的管理改善方法，使企业提高生产效率。关键词：FPC；FPC生产流程；FPC工艺管理

第一章绪论1.1课题开发背景近些年来,电子产品已经普遍出现在各个领域,消费类电子产品以每年数代的开展速度更新,作为电子产品的重要组成局部印制电路板也在不断地完善、更新。在印制电路板出现之前，电子元器件之间的互连都是依靠电线直接连接实现的。而现在，由于印制电路板的出现，以其便捷、微小、高性能、高密度的特点，在电子工业中已经占据了绝对统治的地位。甚至于在70年代的国外创造了一种柔性线路板〔FlexiblePrintedCircuits〕，简称FPC。这种柔性板把铜导体包封在薄膜之间，免受周围环境中潮气、尘埃、盐雾和霉菌的侵蚀，大大提高了可靠性。同时，由于以薄膜代替层压板为基材，所以它的重量仅为印刷线路板的1/7左右，而且柔韧性很好，使用中可以弯曲、折叠，十分灵活方便。柔性版问世以后，开展速度很快，年增长率为25%，是印刷线路板中增长最快的一种，为电子工业产品的小型化、薄型化、高效能以及保证在恶劣坏境下可靠地工作，提供了新的电路材料。而且做为电子专业的学生，以便于我们更好的了解电子专业以及电子产品，学校组织我们去宁波华远电子科技顶岗实习，理论与实践充分结合，亲身经历，切实体会，使我们有了更形象生动的了解。宁波华远电子科技是以诚信为本、以科技创新、以效劳取胜的标准高效运作的高科技公司，它的目标是一流的FPC企业，以“诚信、创新、和谐、共赢〞为经营理念，以满足多变的市场环境，多样的顾客要求而不断努力，最大程度地到达顾客的价格满足、交货满足、质量满足，成为FPC〔柔性印刷电路〕的一流企业。经过为期半年的实习，使我对FPC有了初步了解，它广泛应用于我们的生活中，如、电脑与液晶荧幕等电子产品中，从而也学到了很多，受益匪浅。1.2研究现状及开展趋势FPC是一种古老的电子互连技术，发源地在美国。电子产品轻、簿、短、小的需求潮流，使FPC迅速参军品转到了民用，特别是消费品领域，形成近年来涌现出来的几乎所有的高科技电子产品都大量采用了挠性印制品。日本走在了世界各国前面，并大力开展了FPC技术。目前，就技术水平、产量、产值上日本均已跃升为世界老大。20世纪80年代，中国局部刚性PCB的企业，研究所开始研发、生产，主要用于军工产品、电脑、照相机等产品上。挠性印制板生产显得零星、分散、神秘，未形成量产。而日本、美国、中国台湾在中国建厂不少。世界最大的挠性板公司日本NipponMektron在珠海，日本第二大公司Fujikura在上海。而且中国的技术现状为：〔1〕中国FPC大量生产是近三四年间才形成的，目前到达月产一万平方米产量〔含单、双、多层〕是大厂，国内企业屈指可数，如伯乐、安捷利、元盛、典邦等。〔2〕水平高、生产量大的集中在中国台湾、日本、美国在华投资的独资企业里，集中在长三角、珠三角。〔3〕生产工艺多为片式加工，国内成功的Roll-to-roll卷式连续生产线未见到有报导。〔4〕生产挠性板基材的厂家屈指可数，亦就几家，都是胶粘剂型，无胶粘剂型未见到有报导，处于研发状态。主要是聚酰亚胺和聚酰挠性基材两大类。国内挠性覆铜板基材处于起步、上水平、上批量阶段。〔5〕宣称能作多层挠性板的企业有很多，但形成量产供货，能作FPC的企业是少数。〔6〕目前高难度量产的FPC线宽/mm~0.10mm(3mil~4mil),孔径0.1mm~0.2mm,多层，主要应用在、数码相机上。当然高密度柔性印刷电路板成为各种类型控制系统的重要的组装件，使柔性印制电路板应用获得长足的开展，迫使原低产量、高本钱、高技术含量转化为常用技术时，面对全球经济化的趋势下，就必须考虑低本钱、高产量化的问题，以满足市场迅猛增长的需要。我国是FPC产业近年来在世界上开展速度最快的国家。近几年整机电子产品所用的印制电路板，转向应用FPC的非常迅速。一个具有开展前景的FPC企业，不但要掌握有较难度的FPC制造技术，而且FPC企业还需要一个团队，同样需要将FPC的市场、管理、技术、采购诸方面的人才组合才能成功。而且FPC与刚性PCB相比，FPC在技术开发、新型材料应用开发上，起到更加重要的作用，这也是在近几年FPC及其基板材料，出现了令人瞩目的、飞跃性技术进步的原因所在。1.3论文结构第一章为绪论，主要介绍本课题的开发背景与开发意义以及论文结构。第二章为开发技术及相关理论，如：柔性印刷电路(FPC)简介及应用。第三章为详细地阐述柔性印刷电路(FPC)制作工程中各个工序的工艺流程。第四章为柔性印刷电路(FPC)在生产过程中的工艺管理。最后对该论文作出了总结、分析，以及对老师的致谢和参考文献。第二章FPC开发技术及相关理论2．1简介2.1.1概述FPC：柔性电路板(柔性PCB)，简称"软板",又称"柔性线路板",也称"软性线路板、挠性线路板"或"软性电路板、挠性电路板",英文是"FPCPCB"或"FPCB,FlexibleandRigid-Flex"，具有配线密度高、重量轻、厚度薄、配线空间限制较少、灵活度高等优点，完全符合电子产品轻薄短小的开展趋势，因此广泛应用于PC及周边产品、通讯产品、显示器和消费性电子产品等领域。FPC关键原材料供给：FCCL、铜箔、PI。FPC产品与技术：软硬板、双面覆晶薄膜软板〔DoubleSideCOF〕、高密度互连软板(HDIFPC)、COF软板、IC构装载板。柔性线路板始于70年代的国外，这种柔性板把铜导体包封在薄膜之间，免受周围环境中潮气、尘埃、盐雾和霉菌的侵蚀，大大提高了可靠性。同时，由于以薄膜代替层压板为基材，所以它的重量仅为印刷线路板的1/7左右，而柔性很好，使用中可以弯曲、折叠，十分灵活方便。柔性版问世以后，开展速度很快，年增长率为25%，是印刷线路板中增长最快的一种，为电子工业产品的小型化、薄型化、高效能以及保证在恶劣坏境下可靠地工作，提供了新的电路材料。柔性印刷电路板尺寸小，可塑性强以及适应稳定用途，有助于加强许多产品的性能，它可以装在狭小的空间中，可以使产品改变配制和小型化，柔性印刷电路板除了用于消费电子产品外，更适合于不稳定场合的产品使用，因为它可以经受频繁的变曲循环而不破坏，目前迅速增长的用途包括硬磁盘驱动器、计算机用打字机以及文字处理系统等。如以下图所示：图2.1FPC样板2.1.2FPC的构造按照导电铜箔的层数划分，分为单层板、双层板、多层板、双面板等。单层板的结构：这种结构的柔性板是最简单结构的柔性板。通常基材+透明胶+铜箔是一套买来的原材料，保护膜+透明胶是另一种买来的原材料。首先，铜箔要进行刻蚀等工艺处理来得到需要的电路，保护膜要进行钻孔以露出相应的焊盘。清洗之后再用滚压法把两者结合起来。然后再在露出的焊盘局部电镀金或锡等进行保护。这样，大板就做好了。一般还要冲压成相应形状的小电路板。也有不用保护膜而直接在铜箔上印阻焊层的，这样本钱会低一些，但电路板的机械强度会变差。除非强度要求不高但价格需要尽量低的场合，最好是应用贴保护膜的方法。双层板的结构：当电路的线路太复杂、单层板无法布线或需要铜箔以进行接地屏蔽时，就需要选用双层板甚至多层板。多层板与单层板最典型的差异是增加了过孔结构以便连结各层铜箔。一般基材+透明胶+铜箔的第一个加工工艺就是制作过孔。先在基材和铜箔上钻孔，清洗之后镀上一定厚度的铜，过孔就做好了。之后的制作工艺和单层板几乎一样。双面板的结构：双面板的两面都有焊盘，主要用于和其他电路板的连接。虽然它和单层板结构相似，但制作工艺差异很大。它的原材料是铜箔，保护膜+透明胶。先要按焊盘位置要求在保护膜上钻孔，再把铜箔贴上，腐蚀出焊盘和引线后再贴上另一个钻好孔的保护膜即可。如以下图所示：=-1&pn=9&rn=1&di=4582379475&ln=2000&fr=&fmq=&ic=0&s=0&se=1&sme=0&tab=&width=&height=&face=0&is=&istype=2"图2.2FPC2.1.3挠性线路板〔挠性印制板〕挠性线路板〔挠性印制板〕：英文FlexiblePrintedCircuit，缩写FPC，俗称软板。PC-T-50中对挠性线路板的定义是使用挠性的基材制作的单层、双层或多层线路的印制电路板，可以有覆盖层〔阻焊层〕，也可以没有覆盖层〔阻焊层〕。国标GB/T2036-94?印制电路术语?2.11对挠性印制板〔FPC〕的解释是：用挠性基材制成的印制板，可以有或无挠性覆盖层。它可以自由弯曲、卷绕、折叠，可依照空间布局要求任意安排，并在三维空间任意移动和伸缩，从而到达元器件装配和导线连接的一体化。该种电路不但可随意弯曲，而且重量轻，体积小，散热性好，安装方便，冲破了传统的互连技术概念。FPC还具有良好的散热性和可焊性以及易于装连、综合本钱较低等优点，软硬结合的设计也在一定程度上弥补了柔性基材在元件承载能力上的略微缺乏。2.1.4刚挠性印制板刚挠性印制板：英文Rigid-FlexPrintedCircuit，〔FPC〕又称软硬结合板。刚挠性印制板是由刚性和挠性基板有选择的层压在一起组成，结构紧密，以金属化孔形成导电连接，每块刚扰结合印制板上有一个或多个刚性区和一个或多个挠性区。国标GB/T2036-942.11?印制电路术语?对刚挠性印制板〔FPC〕的解释是：利用挠性基材并在不同区域与刚性基材结合而制成的印制板，在刚挠结合区，挠性基材与刚性基材的导电图形通常都要进行互连。2.2柔性电路FPC的功能2.2.1FPC的挠曲性和可靠性目前FPC有：单面、双面、多层柔性板和刚柔性板四种。①单面柔性板是本钱最低，当对电性能要求不高的印制板。在单面布线时，应中选用单面柔性板。其具有一层化学蚀刻出的导电图形，在柔性绝缘基材面上的导电图形层为压延铜箔。绝缘基材可以是聚酰亚胺，聚对苯二甲酸乙二醇酯，芳酰胺纤维酯和聚氯乙烯。②双面柔性板是在绝缘基膜的两面各有一层蚀刻制成的导电图形。金属化孔将绝缘材料两面的图形连接形成导电通路，以满足挠曲性的设计和使用功能。而覆盖膜可以保护单、双面导线并指示元件安放的位置。③多层柔性板是将3层或更多层的单面或双面柔性电路层压在一起，通过钻孑L、电镀形成金属化孔，在不同层间形成导电通路。这样，不需采用复杂的焊接工艺。多层电路在更高可靠性，更好的热传导性和更方便的装配性能方面具有巨大的功能差异。在设计布局时，应当考虑到装配尺寸、层数与挠性的相互影响。④传统的刚柔性板是由刚性和柔性基板有选择地层压在一起组成的。结构紧密，以金属化孑L形成导电连接。如果一个印制板正、反面都有元件，刚柔性板是一种很好的选择。但如果所有的元件都在一面的话，选用双面柔性板，并在其反面层压上一层FR4增强材料，会更经济。⑤混合结构的柔性电路是一种多层板，导电层由不同金属构成。一个8层板使用FR-4作为内层的介质，使用聚酰亚胺作为外层的介质，从主板的三个不同方向伸出引线，每根引线由不同的金属制成。康铜合金、铜和金分别作独立的引线。这种混合结构大多用在电信号转换与热量转换的关系及电性能比拟苛刻的低温情况下，是惟一可行的解决方法。可通过内连设计的方便程度和总本钱进行评价，以到达最正确的性能价格比。FPC的经济性如果电路设计相对简单，总体积不大，而且空间适宜，传统的内连方式大多要廉价很多。如果线路复杂，处理许多信号或者有特殊的电学或力学性能要求，柔性电路是一种较好的设计选择。当应用的尺寸和性能超出刚性电路的能力时，柔性组装方式是最经济的。在一张薄膜上可制成内带5mil通孔的12mil焊盘及3mil线条和间距的柔性电路。因此，在薄膜上直接贴装芯片更为可靠。因为不含可能是离子钻污源的阻燃剂。这些薄膜可能具有防护性，并在较高的温度下固化，得到较高的玻璃化温度。柔性材料比起刚性材料节省本钱的原因是免除了接插件。高本钱的原材料是柔性电路价格居高的主要原因。原材料的价格差异较大，本钱最低的聚酯柔性电路所用原材料的本钱是刚性电路所用原材料的1．5倍；高性能的聚酰亚胺柔性电路那么高达4倍或更高。同时，材料的挠性使其在制造过程中不易进行自动化加工处理，从而导致产量下降；在最后的装配过程中易出现缺陷，这些缺陷包括剥下挠性附件、线条断裂。当设计不适合应用时，这类情况更容易发生。在弯曲或成型引起的高应力下，常常需选择增强材料或加固材料。尽管其原料本钱高，制造麻烦，但是可折叠、可弯曲以及多层拼板功能，会使整体组件尺寸减小，所用材料随之减少，使总的组装本钱降低。柔性电路产业正处于规模小但迅猛开展之中。聚合物厚膜法是一种高效、低本钱的生产工艺。该工艺在廉价的柔性基材上，选择性地网印导电聚合物油墨。其代表性的柔性基材为PET。聚合物厚膜法导体包括丝印金属填料或碳粉填料。聚合物厚膜法本身很清洁，使用无铅的SMT胶黏剂，不必蚀刻。因其使用加成工艺且基材本钱低，聚合物厚膜法电路是铜聚酰亚胺薄膜电路价格的1/10；是刚性电路板价格的1/2～1/3。聚合物厚膜法尤其适用于设备的控制面板。在移动和其他的便携产品上，聚合物厚膜法适合将印制电路主板上的元件、开关和照明器件转变成聚合物厚膜法电路。既节省本钱，又减少能源消耗。一般说来，柔性电路确实比刚性电路的花费大，本钱较高。柔性板在制造时，许多情况下不得不面对这样一个事实，许多的参数超出了公差范围。制造柔性电路的难处就在于材料的挠性。2.2.3FPC的本钱尽管有上述的本钱方面的因素，但柔性装配的价格正在下降，变得和传统的刚性电路相接近。其主要原因是引入了更新的材料，改良了生产工艺以及变更了结构。现在的结构使得产品的热稳定性更高，很少有材料不匹配。一些更新的材料因铜层更薄而可以制出更精密线条，使组件更轻巧，更加适合装入小的空间。过去，采用辊压工艺将铜箔黏附在涂有胶黏剂的介质上，如今，可以不使用胶黏剂直接在介质上生成铜箔。这些技术可以得到数微米厚的铜层，得到3m．1甚至宽度更窄的精密线条。除去了某些胶黏剂以后的柔性电路具有阻燃性能。这样既可加速uL认证过程又可进一步降低本钱。柔性电路板焊料掩膜和其他的外表涂料使柔性组装本钱进一步地降低。在未来数年中，更小、更复杂和组装造价更高的柔性电路将要求更新颖的方法组装，并需增加混合柔性电路。对于柔性电路工业的挑战是利用其技术优势，保持与计算机、远程通信、消费需求以及活泼的市场同步。另外，柔性电路将在无铅化行动中起到重要的作用。FPC是FlexiblePrintedCircuit的简称，又称软性线路板、柔性印刷电路板,挠性线路板，简称软板或FPC，具有配线密度高、重量轻、厚度薄的特点。主要使用在、笔记本电脑、PDA、数码摄录相机、LCM等很多产品。FPC软性印制电路是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路。2.2.4FPC产品特点〔1〕FPC的优点柔性好：可任意弯曲变形，盘绕半径小，可沿X﹑Y﹑Z三个方向自由移动；占用空间小：既轻又薄，使仪器仪表的狭窄空间得到充分利用，满足了电子产品微型轻小的要求；重量轻：软板是根据载流量而不是机械强度来设计的，故重量较轻；密封性好：采用低张力密封设计，可耐受恶劣环境；传输特性稳定：导线间距可按电气参数自由设计，一般幅员定稿；装配的工艺性好：产品自由端接和整体端接性能良好，适应于焊接﹑插接，以及立体布线和三维空间连接等；绝缘性能好：软板采用的基材PI和PET类等高分子材料有较高的绝缘强度，而且一般线路均有覆盖膜保护，故大大提高了绝缘性能；散热性能好，可利用F-PC缩小体积；实现轻量化、小型化、薄型化，从而到达元件装置和导线连接一体化。〔2〕FPC的缺点当然，FPC也具有很多缺点，例如机械强度小，易龟裂；制程设计困难；重加工的可能性低；工艺设计比拟复杂、困难，客户产品结构变化多样，要求各不相同，不能达成稳定的工艺；返工的可能性低，特别在压制、蚀刻、电镀等；检查困难,无法单一承载较重的部品，线细、孔铜等给检测带来不便；软板较薄，容易产生折皱、伤痕、卷曲、压伤等；产品的本钱较高，原材料的PI主要还是靠进口日本、美国、台湾等地的FPC应用领域、MP3、MP4播放器、便携式CD播放机、家用VCD、DVD、数码照相机、及电池、医疗、汽车，航天及军事领域。〔3〕FPC成为环氧覆铜板重要品种具有柔性功能、以环氧树脂为基材的挠性覆铜板(FPC)，由于拥有特殊的功能而使用越来越广泛，正在成为环氧树脂基覆铜板的一个重要品种。但我国起步较晚有待迎头赶上。环氧挠性印制线路板自实现工业生产以来，至今已经历了30多年的开展历程。从20世纪70年代开始迈入了真正工业化的大生产，直至80年代后期，由于一类新的聚酰亚胺薄膜材料的问世及应用，挠性印制电路板使FPC出现了无粘接剂型的FPC(一般将其称为“二层型FPC〞)。进入90年代世界上开发出与高密度电路相对应的感光性覆盖膜，使得FPC在设计方面有了较大的转变。由于新应用领域的开辟，它的产品形态的概念又发生了不小的变化，其中把它扩展到包括TAB、COB用基板的更大范围。在90年代的后半期所兴起的高密度FPC开始进入规模化的工业生产。它的电路图形急剧向更加微细程度开展，高密度FPC的市场需求量也在迅速增长。图2.3FPC成为环氧覆铜板2.3FPC的应用领域利用FPC可大大缩小电子产品的体积，适用电子产品向高密度、小型化、高可靠方向开展的需要。因此，FPC在航天、军事、移动通讯、手提电脑、计算机外设、PDA、数码相机等领域或产品上得到了广泛的应用。其广泛应用在：1、笔记本电脑、液晶显示器、光驱、硬盘2、打印机、机、扫描仪、传感器3、、电池、对讲机、天线、双卡、排线4、各种高档照相机、数码相机、数码摄像机、DV5、录像机磁头、激光光头、CD-ROM、VCD、CD、DVD6、航天、卫星/医疗器械、仪表、汽车仪表7、光条、LEDFPC闪灯、玩具、项圈、灯饰8、LED铝基板、电源铝基板、大功率LED、铜基板图FPC的应用〔1〕图FPC的应用〔2〕图FPC的应用〔3〕第三章FPC的生产流程FPC生产线的工艺流程〔1〕单面板流程：下料—钻孔—贴干膜—曝光—显影—蚀刻—去膜—化学清洗—贴保护膜—层压—贴补强—层压—电镀锡铅/热风整平—自动认位打孔—丝网印刷—分割—冲切外形—电检—终检—出货抽检—包装出货以下图为单面板直观图：FPC断面图〔1〕〔2〕双面板流程：下料—钻孔—黑孔—镀铜—干膜前处理—干膜压合—LDI曝光—显影—蚀刻—去膜—AOI检验—CVL前处理—CVL贴合—CVL压合—CVL烘烤—镀金前处理—镀金—镀金后处理—冲孔—成型—电测—压合—装配—FQC—FQA—包装出货下料下料/裁切LDI曝光显影干膜压合黑孔镀铜干膜前处理钻孔蚀刻去膜AOI检验CVL前处理CVL贴合CVL压合CVL烘烤镀金前处理镀金镀金后处理检验图3.2FPC流程图(2)〔3〕柔性印刷线路板：FPCB，全称为FlexPrintCircuitBoard,它将干膜贴在挠性基板上，经曝光，显影，蚀刻后在基板上产生导通线路，在电子产品中起导通和桥梁的作用。如以下图所示：图3.3FPCB(3)3.2FPC生产线上的各个工序的流程3.2.1下料下料及开料，指根据工艺要求及尺寸规格用切纸机将撞齐的印张裁切成所需要画面规格的工程。3.2.2钻孔钻孔是将电路板以CNC钻孔机钻出层间电路的导通孔道及焊接零件的固定孔。钻孔时用插梢透过先前钻出的靶孔将电路板固定于钻孔机床台上，同时加上平整的下垫板〔酚醛树酯板或木浆板〕与上盖板〔铝板〕以减少钻孔毛头的发生。钻孔是将正面线路层PAD复制至另一空层。比对客户钻孔符号对照表及相关零件图，逐一更改钻孔D-CODE大小。零件之定位孔、零件孔及导通孔=实际大小+0.05MM。在钻孔过程中还应注意得事项有删除SMT及手指PAD。最小、最大钻孔尺0.2MM-6.0MM。防止零件偏位，应完全相符，参照版面设计标准，制样时暂不执行。开孔：常用的双层FPC中由于上下两层之间会有导通连接，这种连接方式就是蚀刻PI基材开孔、开槽。FPC开孔的目的：(1)、形成元件导体线路。 (2)、形成层间互连线路或印制线路。图3.4冲孔3.2.3化学清洗流程：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—出料考前须知：温度喷嘴压力微蚀液浓度图3.5化学清洗线3.2.4贴干膜目的：以热压滚轮将干膜均匀覆盖于铜箔基板上，以提供影像转移之用。考前须知：温度〔110+-5%〕压力〔30-35PSI〕〕常见干膜规格：1mil、、、图3.6贴干膜机3.2.5曝光曝光就是通过干膜的作用使线路图形转移到板子上面，曝光通常是采用感光法进行的，感光法就是利用紫外曝光机使预先已涂布在铜箔外表上的抗蚀剂层形成FPC线路图形。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成底片，经由照相曝光原理，到达影像转移的效果。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。图3.7图3.8曝光表3.1曝光灯源的选择3.2.6显影目的：利用干膜经曝光后，产生感光反响局部或未感光反响局部〔此必须依感光膜之特性〕。可溶解于特殊溶剂内，到达制作出需求的图型〔线路〕，显影液为碱性。考前须知：浓度温度速度常用药液：Na2CO3表3.2显影3.2.7蚀刻蚀刻是在一定的温度条件下〔45-50〕℃蚀刻药液经过喷头均匀喷淋到铜箔的外表，与没有蚀刻阻剂保护的铜发生氧化复原反响，而将不需要的铜反响掉，露出基材再经过脱模出力后使线路成形。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。考前须知：喷嘴压力温度速度常见缺陷：蚀刻缺乏、蚀刻过量、开路、短路、缺损、线宽、线距不准等。图3.9蚀刻流程图3.2.8去膜目的：以NaOH将留在线路上之干膜完全去除，线路即成型。考前须知：温度速度检查去膜是否干净，有无残留，并量线宽、线距3.2.9贴保护膜目的：在线路板的外表贴上保护膜，防止线路被氧化及划伤，起保护作用图3.10贴保护膜3.2.10层压目的：将已贴上的保护膜，通过高温，高压的压合使保护膜和基材紧密结合在一起考前须知：温度时间压力抽真空图3.11层压3.2.11电镀锡铅目的：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SolieringInterface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①电镀〔1)FPC电镀的前处理柔性印制板FPC经过涂覆盖层工艺后露出的铜导体外表可能会有胶黏剂或油墨污染，也还会有因高温工艺产生的氧化、变色，要想获得附着力良好的紧密镀层必须把导体外表的污染和氧化层去除，使导体外表清洁。但这些污染有的和铜导体结合十分牢固，用弱的清洗剂并不能完全去除，因此大多往往采用有一定强度的碱性研磨剂和抛刷并用进行处理，覆盖层胶黏剂大多都是环氧树脂类而耐碱性能差，这样就会导致粘接强度下降，虽然不会明显可见，但在FPC电镀工序，镀液就有可能会从覆盖层的边缘渗入，严重时会使覆盖层剥离。在最终焊接时出现焊锡钻人到覆盖层下面的现象。可以说前处理清洗工艺将对柔性印制板F{C的根本特性产生重大影响，必须对处理条件给予充分重视。(2)FPC电镀的厚度电镀时，电镀金属的沉积速度与电场强度有直接关系，电场强度又随线路图形的形状、电极的位置关系而变化，一般导线的线宽越细，端子部位的端子越尖，与电极的距离越近电场强度就越大，该部位的镀层就越厚。在与柔性印制板有关的用途中，在同一线路内许多导线宽度差异极大的情况存在这就更容易产生镀层厚度不均匀，为了预防这种情况的发生，可以在线路周围附设分流阴极图形，吸收分布在电镀图形上不均匀的电流，最大限度地保证所有部位上的镀层厚薄均匀。因此必须在电极的结构上下功夫。在这里提出一个折中方案，对于镀层厚度均匀性要求高的部位标准严格，对于其他部位的标准相对放松，例如熔融焊接的镀铅锡，金属线搭(焊)接的镀金层等的标准要高，而对于一般防腐之用的镀铅锡，其镀层厚度要求相对放松。(3)FPC电镀的污迹、污垢刚刚电镀好的镀层状态，特别是外观并没有什么问题，但不久之后有的外表出现污迹、污垢、变色等现象，特别是出厂检验时并未发现有什么异样，但待用户进行接收检查时，发现有外观问题。这是由于漂流不充分，镀层外表上有残留的镀液，经过一段时间慢慢地进行化学反响而引起的。特别是柔性印制板，由于柔软而不十分平整，其凹处易有各种溶液“积存?，而后会在该部位发生反响而变色，为了防止这种情况的发生不仅要进行充分漂流，而且还要进行充分枯燥处理。可以通过高温的热老化试验确认是否漂流充分。②化学镀当要实施电镀的线路导体是孤立而不能作为电极时，就只能进行化学镀。一般化学镀使用的镀液都有强烈的化学作用，化学镀金工艺等就是典型的例子。化学镀金液就是pH值非常高的碱性水溶液。使用这种电镀工艺时，很容易发生镀液钻人覆盖层之下，特别是如果覆盖膜层压工序质量管理不严，粘接强度低下，更容易发生这种问题。置换反响的化学镀由于镀液的特性，更容易发生镀液钻入覆盖层下的现象，用这种工艺电镀很难得到理想的电镀条件。③热风整平热风整平原本是为刚性印制板PCB涂覆铅锡而开发出来的技术，由于这种技术简便，也被应用于柔性印制板FPC上。热风整平是把在制板直接垂直浸入熔融的铅锡槽中，多余的焊料用热风吹去。这种条件对柔性印制板FPC来说是十分苛刻的，如果对柔性印制板FPC不采取任何措施就无法浸入焊料中，必须把柔性印制板FPC夹到钛钢制成的丝网中间，再浸入熔融焊料中，当然事先也要对柔性印制板FPC的外表进行清洁处理和涂布助焊剂。由于热风整平工艺条件苛刻也容易发生焊料从覆盖层的端部钻到覆盖层之下的现象，特别是覆盖层和铜箔外表粘接强度低下时，更容易频繁发生这种现象。由于聚酰亚胺膜容易吸潮，采用热风整平工艺时，吸潮的水分会因急剧受热蒸发而引起覆盖层起泡甚至剥离，所以在进行FPC热风整平之前，必须进行枯燥处理和防潮管理。图3.12电镀机2空板电测空板电测的目的是电性功能测试,检查成品板之线路系统是否完整,有、无断、短路现像。方法：利用多测点的测试机测试，采用特定接点的针盘对板子进行电测，到达断、短路之线路测试目的。测试机示意图：显示屏幕。计算机主机。压床系统。启动开关。急停开关。测试治具。各功能卡储放位置。测试方法：一般测试之方法可分为专用型、泛用型、飞针型。专用型(Dedicated)：仅适用于一种料号，不同料号的板子就无法测试，而且无法回收使用,在测试密度方面，由于探针头粗细的关系，较适合运用于〞pitch以上的板子。泛用型(Universal)：泛用型测试具有极多测点的标准Grid固定大型针盘，可分别按不同料号而制作活动式探针的针盘，量产时只要改换活动针盘，就可以对不同料号量产测试.。飞针型(FlyingProbe)：飞针测试的原理很简单，仅仅需要两根探针作x、y、z的移动来逐一测试各线路的两个端点，因此不需要另外制作昂贵的治具.但是由于是端点测试，因此测速极慢，约为10~40points/sec，所以较适合样品及小量产；在测试密度方面，飞针测试可适用于极高密度板〞)。测试作业如以下图:图3.13电测流程图3.2.13冲型作为FPC后段工站中非常重要的工站，冲型工站显得犹为重要而模具更是举足轻重，因模具设计、制作不合理的状况时常发生，从而影响品质、影响进度、影响交期。PFC模具设计应注意以下几点:①模具钢材的选用②模具厂制作工艺水平③模具的结构设计④模具穴数的多少⑤模具定位PIN的布局⑥模具的预涨预缩。如模具钢材的选用：目前市场钢材很多，国产的，进口的种类繁多，但大局部厂家都使用进口的，如：日本HITACHI，瑞典ASSAB等，普通反映效果都较好，作为FPC模具选用肯定是优质模具专用钢材，要求硬度较高，淬透性好，线切割应力小，如日本：SKD61，SKD11。模具厂制作工艺：由于FPC要求的形状精度和位置精度要求都很高，所以对模具的本身的加工工艺提出的高要求，一般来讲都要求慢走丝进行线切割，线切割的质量是影响模具使用效果的重要因素之一，这跟机器的等级和工人的技术水平密切相关，而模具的组立过程那么是工艺过程后段重点，相当关键。而同时还应该考虑的是热处理时模具公模，母模要求相差8-10度，便于修模。3.2.14FQCFQC是将冲型好的FPC板进行检测，检测是否有开短路及其他严重的问题。FQC是有检验员对成品进行检测。FQA是对QC检验完的成品进行定量的抽查，检测QA是否有漏检的成品，以免成品流入到客户手中，以免客户对其进行投诉。3.2.15包装由于FPC特容易损伤，因此生产和包装时必须格外小心。有以下几种常用的包装方式：第一种方式：塑胶袋包装，又称柔韧袋包装；适用产品：面积较大，外形简单且无SMT要求的单面板。第二种方式：气泡膜包装；适用产品：须过SMT且单片出货的双面板。第三种方式：真空包装；适用产品：须过SMT且连片〔set〕出货的双面板，或者连片(set)出货的屏蔽板。第四种方式：PET膜包装；适用产品：镂空板等。第五种方式：吸塑盘包装；适用产品：已SMT好元件的单PCS产品。以下图为FPC的成品：图3.14FPC成品3.3FPC常见的问题常见的不良有：〔1〕残铜，线路间残铜，残铜间距。〔2〕线路刮伤，刮伤深度f,线路厚度t,刮伤须符合标准是f≦1/3t。〔3〕异物，线路区导电性异物依残铜规格〔4〕渗镀，线路与CVL间渗镀不超过0.3mm线路与基材间不能有渗镀。〔5〕破裂：撕裂/破裂不允收，冲型时造成倒角处目视不可见之轻微切口允收。〔6〕孔偏：因钻孔或覆盖膜贴偏造成之孔偏〔7〕气泡：热固胶加强片气泡面积≦加强片面积的10%。用其它胶粘接时气泡面积≦1/3加强片面积。〔8〕缺口:加强片缺口长度≦1mm。受力位置拉带边缘缺口须是圆弧形状,缺口半径须小于0.2mm;非受力位置尖角形缺口宽度深度小于0.2mm允收。〔9〕零件破损：在不影响功能的前提下,零件破损在零件宽度,厚度的1/4以下,长度的1/2以下允收。〔10〕焊盘〔除外表贴焊盘外〕的重叠，意味孔的重叠，在钻孔工序会因为在一处屡次钻孔导致断钻头，导致孔的损伤。多层板中两个孔重叠，如一个孔位为隔离盘，另一孔位为连接盘〔花焊盘〕，这样绘出底片后表现为隔离盘，造成的报废。〔11〕字符的乱放：字符盖焊盘SMD焊片，给印制板的通断测试及元件的焊接带来不便。字符设计的太小，造成丝网印刷的困难，太大会使字符相互重叠，难以分辨。

第四章FPC的工艺管理4.1概述“管理〞一词之定义乃是经由他人智能与努力来完成任务，然而身为管理者欲经由他人之智能努力来完成任务，到达工厂整体目标，就必须领导部属拟定工作方案，结合组织，选用适当人员划分权责，负起沟通协调之责，以作为推开工作方案之工具，并于工作中监督控制及告一段落检讨得失、归属、责任、追踪考核。因此在程序上就是方案、组织、用人、领导、控制，生产管理亦乎如此。4.2生产工艺管理4.2.1生产工艺管理系统简介〔1〕生产工艺管理系统概念生产工艺管理系统是一个易于使用的管理软件，具有很强的灵活性，能满足石油、电子等各个生产企业的要求。生产工艺管理系统主要用于装置开停工、生产装置达标、生产工艺、临时工艺卡、临时标准等的信息采集、处理、传输、存储以及为决策支持层提供生产工艺方面的数据依据，真正实现了企业数据的共享。〔2〕生产工艺管理系统功能1.生产技术文件管理完成装置生产过程中的消耗及达标等管理情况的工作。该局部主要包括以下功能：材料、能源消耗；水、汽等消耗；装置达标情况；技术分；技术总结。2.工艺数据管理完成管理装置操作情况的工作。该局部主要包括以下功能：工艺条件和生产流程。3.装置开停工方案管理完成装置开工、停工方案等的管理工作。该局部主要包括以下功能：开工、停工方案申请；开工、停工方案审批；装置开工、停工方案历史记载。4.临时工艺、临时标准管理完成临时工艺、临时标准等的管理工作。该局部主要包括以下功能：临时工艺卡片编制；临时标准申请；临时标准审批。5.统计报表管理完成生产工艺统计、报表等的管理工作。该局部主要包括以下功能：技术月报；装置操作数据月报；装置操作数据季报；装置操作数据年报；装置达标数据表；能源月报。6.综合查询管理完成生产工艺管理部门对其他相关部门的数据查询工作。该局部包括以下功能：调度早报、生产调度；方案统计报表；质检上报报表；质量日报、馏出口质量早报、馏出口合格率；质量化验数据；装置泄露率、设备完好率、仪表三率；装置排污合格率、污水含油；主要财务指标情况表。7.B/S查询根据用户输入的查询条件查询生产工艺管理情况数据。包括生产技术文件、生产工艺数据、装置开停工方案、临时工艺、临时标准、报表等数据。8.系统信息管理处理支持生产工艺管理系统的各种编码数据及相关根底数据。4.2.2如何加强工艺管理1.正确的工艺设计是确保产品质量,提高经济效益的关键,工艺是产品生产的主要依据,科学合理的工艺是生产优质产品的决定因素,是客观规律的反映,也是工人在生产中正确进行加工操作的依据。合理的工艺,必须经过反复试验和正确设计来确定。从抽样茧,到贯彻措施等一系列工艺设计程序都必须经过细致的调查,反复试验和积极探索来到达设计正确,起到指导生产的作用,促进产质量,效益的提高。实践证明,工艺设计是缫丝生产中的先决条件,是缫丝生产技术的综合反映,正确的设计,是确保产品质量,提高效益的前提.2.开展工艺研究,积极探索新工艺,是攻克技术难关,提高产品质量,加强技术改良的必要途径工艺研究是工艺管理中一项重要工作,它在工艺试样设计的根底上,针对生产关键和质量薄弱环节,组织技术人员,探索工艺规律,改良工艺条件,进行技术攻关,对提高产品质量,加快技术改良有着十分重要的意义。3.加强工艺检查,促进技术水平的不断提高工艺检查是工艺管理方面的必要补充,是衡量设计水平上下和车间执行情况,考核试样和实缫差距的手段。通过工艺检查,发现问题,采取措施,及时解决,促进技术管理水平的提高。工艺检查必须按照庄口工艺要求,每天对生产工艺进行测查,贯彻自查和抽查相结合的原那么,严格工艺规律,对于不执行工艺和执行工艺差的车间和工人,除思想上进行教育,技术上进行帮助外,还必须采用必要的经济手段进行惩罚,提高试实缫符合率和工艺符合率,稳定生产,提高产品质量,促进技术水平的不断提高。总之,只有加强工艺管理,抓好工艺设计,开展工艺研究,积极探索新工艺,加强工艺检查,才能促进生产技术进步,加快