FPC多层板的设计与制作工艺控制
发布日期: 2023-08-21浏览: 283

近几年中,FPC凭借其自身特点,在滑盖手机和折叠式手机的设计中,扮演着越来越重要的角色。

滑盖手机板与折叠手机多层板订单数量不断增多,FPC的厂商如何控制品质,在工艺中做好此类产品致关重要。

一、前言

随着电子产品的小型化、高速化、数字化,在个人通讯终端、山寨手机以及3G通讯的飞速发展和情报信息终端(电脑、电视、电话、传真)网络化的需求下,以适合通讯端手机产业的滑盖式手机和折叠式手机中要求的FPC寿命及阻抗要求越来越细化,而在生产FPC的厂商中,如何去控制在工艺中做好此类产品是致关重要的。

FPC(Flexible Printed Circuit即可桡性印刷电路板,也可称之为FWPC)的特点主要有以下几个方面:

(1)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;

(2) 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;

(3) 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;

(4) 密封性好:采用低张力密封设计,可耐受恶劣环境;

(5) 传输特性稳定:导线间距可按电气参数自由设计,一般版图定稿;

(6) 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;

(7) 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。

近几年中,FPC凭借其自身特点,在滑盖手机和折叠式手机的设计中,扮演着越来越重要的角色。人们对其寿命的要求也越来越严格。也因此,近来我司滑盖手机板与折叠手机多层板订单数量增多,为了加强品质及对人员的培训,特针对滑盖手机板与折叠式手机的多层板的设计排版理念、选材及生产过程中工艺维护等方面进行控制,以减少不良的发生,增加一次合格率的百分比。

二、制作要求:

1、设计选材

第一步很重要。如果客户没有体现或指定用什么基材的话,则应该考虑压延铜,因为它的耐弯性比电解铜要好。但基材有胶与无胶对弯折性能又有着比较大的影响,一般来说无胶基材的耐弯性比有胶基材的耐弯性要好。

基材的分类:

1.1 铜箔:

1.1.1 压延铜。

压延铜是将电解阴极铜淀熔炼成条状物,经延压成形,由于熔炼之故,成分较单一且结晶分布均匀。因结晶方向平行于软板,所以适用于频率高的讯号的传递。压延铜特性比电解铜好。其厚度有1/4OZ、1/3OZ、1/2OZ、1OZ、2OZ几种。

1.1.2 电解铜:

电解铜箔是利用电镀原理使铜离子沉积在转动之平滑阴极鼓轮上,然后将铜箔从阴极滚轮上分离而得到有光面和毛面的铜箔,经过表面处理后可使用。电解铜箔与阴极鼓接触面非常光滑,但是另外一面因与镀液接触,在高电流密度作用下会粗糙。此粗糙面经表面处理后可增加表面接触面积而有 利于提高与保护膜之附着性。其厚度有1/4OZ、1/3OZ、1/2OZ、1OZ、2OZ几种。

压延铜与电解铜之性能对比:

铜性 成本

屈挠性

应用产品型态

产品类型

压延铜

(RA,Rolled Annealed)

折挠,动态

通讯、NB Hinge

Handset、DVD

电解铜

(ED,Electro-deposited)

静态,组合反折一次

汽车产业、游戏机

高延展性电解铜

(High Eensitv)

静态为主,动态视情况而定

PDP、LCD

1.2 PI:

常采用PI(聚醺亚胺)﹑PET(聚乙稀)或GE(玻璃纤维)。其中PI性能最好,价格也较高。 厚度有1/2mil、1mil、2mil几种。

1.3 设计时选材搭配

因滑盖手机性能要求较高,在材料的选择上不管是基材还是CVL都应该朝“薄”的方向去考虑。

1.4 设计排版

1.4.1 弯折区域线路要求:

a)需弯折部分中不能有通孔;

b)线路的最两侧需追加保护铜线,如果空间不足,应选择在弯折部分的内R角追加保护铜线;

c)线路中的连接部分需设计成弧线。

1.4.2 弯折区域(air gap)要求:弯折区域需做分层,将胶去掉,便于分散应力的作用。弯折的区域在不影响装配的情况下,越大越好。

2、制作工艺

当材料选好后,从制作工艺中去控制滑盖板和多层板就显得更为重要。要增加弯折次数,在制作时特别是沉电铜工序就要特别控制。一般的滑盖板与多层板的分层板都是有寿命要求的,手机行业一般最低要求弯折达到8万次。

因FPC采用的一般工艺为整板电镀工艺,不像硬板会经过一次图电,所以在电镀铜时铜厚不要求镀得太厚,面铜一般为0.1~0.3 mil最为合适。(在电镀铜时孔铜和面铜的沉积比约为1:1)但为了保证孔铜质量及SMT高温时孔铜与基材不分层,以及装在产品上的导电性和通讯性,铜厚厚度要求达到0.8~1.2mil或以上。

在这种情况下就会产生一个问题,或许有人会问,面铜要求只有0.1~0.3mil,而(不加基材铜)孔铜要求在0.8~1.2mil以上是怎么做到的呢?这需要增加一道工序:一般FPC板的工艺流程图(假如只要求镀0.4~0.9mil)为:开料→钻孔→沉铜(黑孔)→电铜(0.4~0.9mil)→图形→后工序。

而要制作有耐弯要求的工艺流程如下:开料→钻孔→沉铜(黑孔)→ 一电(电 0.1~0.3mil)→通孔制作→二电(0.4~0.9mil)→图形→后工序。