柔性印制板制造的FPC覆蓋膜加工工藝介紹

柔性印制板制造工藝所特有的工藝之一就是覆蓋層的加工工序。覆蓋層的加工方法有覆蓋膜、覆蓋層的絲網(wǎng)漏印、光致涂覆層等三大類，最近又有了更新的技術(shù)，擴(kuò)大了選擇范圍。

FPC覆蓋膜的加工的加工分為三部分:
? ? ? ?1．FPC覆蓋層的絲網(wǎng)潺印

2．FPC覆蓋膜
? ? ? ?3．FPC光致涂覆層

1．FPC覆蓋層的絲網(wǎng)潺印

漏印覆蓋層比層壓覆蓋膜機(jī)械特性差，但材料費(fèi)、加工費(fèi)要低。使用最多的是不需要進(jìn)行反復(fù)彎曲的民用產(chǎn)品和汽車上的柔性印制板。其工藝和使用的設(shè)備與剛性印制板阻焊膜的印刷基本相同，但所使用的油墨材料是完全不同的。要選用適合柔性印制板的油墨，市售的油墨中有UV固化型和熱固化型，前者固化時(shí)間短、方便，但一般機(jī)械特性和耐性化學(xué)藥品性能差。如果用于彎曲或苛刻的化學(xué)條件下有時(shí)會(huì)不妥，特別要避免用于化學(xué)鍍金，因?yàn)殄円簳?huì)從窗口的端部滲入到覆蓋層下，嚴(yán)重的會(huì)造成覆蓋層剝離。熱固型油墨由于固化需要20～30min，所以連續(xù)固化的烘道也比較長(zhǎng)，一般都使用間歇式烘箱。

2．FPC覆蓋膜

覆蓋膜是柔性印制板覆蓋層應(yīng)用最早使用最多的技術(shù)。是在與覆銅箔層壓板基底膜相同薄膜上涂布與銅箔板相同的膠黏劑，使其成為半固化狀態(tài)的黏結(jié)膜，由覆銅箔層壓板制造廠銷售供應(yīng)。供貨時(shí)，膠黏劑膜上貼有一層離型膜(或紙)，半固化狀態(tài)的環(huán)氧樹脂類膠黏劑在室溫條件下會(huì)逐步固化，所以應(yīng)低溫冷藏保管，印制電路制造廠在使用之前應(yīng)一直保存在5℃左右的冷藏庫(kù)房?jī)?nèi)或者在使用之前由制造廠發(fā)送。一般材料制造廠保證3～4個(gè)月的使用期，如果在冷藏條件下可以使用6個(gè)月。丙烯酸類膠黏劑在室溫條件下幾乎不固化，即使不在冷藏條件下保管，存放半年以上仍可使用，當(dāng)然這種膠黏劑的層壓溫度必須很高。

對(duì)于覆蓋膜的加工一個(gè)最重要的問(wèn)題是膠黏劑的流動(dòng)性管理。材料制造廠在覆蓋膜出廠之前，把膠黏劑的流動(dòng)性調(diào)整在一個(gè)特定的范圍，在適當(dāng)?shù)臏囟壤洳乇９軛l件下，可以保證3～4個(gè)月的使用壽命，但在有效期內(nèi)，膠黏劑的流動(dòng)性并不是固定不變的，而是隨著時(shí)間而逐步變小。一般剛出廠的覆蓋膜由于膠黏劑流動(dòng)性很大，在層壓時(shí)，膠黏劑容易流出而污染端子部位和連接盤。到了使用壽命末期的膠黏劑，其流動(dòng)性極小甚至沒(méi)有，如果層壓溫度和壓力不高，就不能得到填滿圖形空隙和粘接強(qiáng)度高的覆蓋膜。

覆蓋膜要進(jìn)行開窗口加工，但從冷藏庫(kù)取出以后不能立即進(jìn)行加工，特別當(dāng)環(huán)境溫度高而溫差大的時(shí)候，表面會(huì)凝結(jié)水珠，當(dāng)基底膜是聚酰亞胺時(shí)，短時(shí)間內(nèi)也會(huì)吸潮，對(duì)后工序會(huì)產(chǎn)生影響。所以一般卷狀覆蓋膜都是密封在聚乙烯塑料袋中，從冷藏庫(kù)中取出后不應(yīng)馬上打開密封袋，而應(yīng)在袋中放數(shù)小時(shí)，當(dāng)溫度達(dá)到室溫后，才可以從密封袋中把覆蓋膜取出進(jìn)行加工。

覆蓋膜開窗口使用數(shù)控鉆銑床或沖床，數(shù)控鉆銑旋轉(zhuǎn)速度不能太大，這樣的運(yùn)行費(fèi)用高，大批量生產(chǎn)一般不采用這種方法。把帶有離型紙的覆蓋膜10～20張重疊在一起，用上下蓋墊板固定后再進(jìn)行加工。半固化的膠黏劑容易附著在鉆頭上，造成質(zhì)量差。所以要對(duì)其進(jìn)行比銅箔板鉆孔時(shí)應(yīng)更頻繁地檢驗(yàn)，并掃除鉆孔時(shí)所產(chǎn)生的碎屑。用沖孔法加工覆蓋膜的窗口時(shí)可用簡(jiǎn)易沖模，直徑3mm以下的批量孔的加工使用沖模沖切。窗口的孔大時(shí)用沖模，中小批量的小孔用數(shù)控鉆孔和沖模并用進(jìn)行加工，覆蓋膜的加工如圖10-8所示。

把已開好窗口孔的覆蓋膜去掉離型膜后，貼在已蝕刻好電路的基板上，疊層之前，要對(duì)線路表面進(jìn)行清洗處理，以去除表面污染和氧化。表面清洗用化學(xué)方法。去掉離型膜后的覆蓋膜上有許許多多各種形狀的孔，完全成了沒(méi)有骨架的薄膜，特別難于操作，就是利用定位孔要與線路上的位置重疊對(duì)好也不是件容易的事。目前大批量生產(chǎn)各廠還是依靠人工來(lái)進(jìn)行對(duì)位疊層，操作人員首先把覆蓋膜窗口孔與線路圖形的連接盤和端子進(jìn)行準(zhǔn)確定位，確認(rèn)后進(jìn)行臨時(shí)固定。實(shí)際上如果柔性印制板或覆蓋膜任何一方尺寸發(fā)生變化，就無(wú)法準(zhǔn)確定位。如果條件允許可以把覆蓋膜分割成若干片后，再進(jìn)行疊片定位。如果強(qiáng)制把覆蓋膜拉長(zhǎng)進(jìn)行對(duì)位，會(huì)造成膜更加不平整，使尺寸發(fā)生更大的變化，這是使制板產(chǎn)生皺折的重要原因。

暫時(shí)固定覆蓋膜可使用電烙鐵或做簡(jiǎn)易壓合，這是完全依靠人工進(jìn)行操作的工序，為了提高生產(chǎn)效率，各廠都想了不少辦法。

定好位的覆蓋膜還要進(jìn)行加熱加壓使膠黏劑完全固化與線路成為一體。這一工序的加熱溫度是160～200℃，時(shí)間為1．5～2h(一個(gè)循環(huán)時(shí)間)。為了提高生產(chǎn)效率有幾種不同的方案，最常用的是用熱壓機(jī)。把臨時(shí)固定好覆蓋膜的印制板放入壓機(jī)的熱板之間，分段重疊，同時(shí)加熱加壓。加熱方式有蒸汽、熱媒體(油)、電加熱等。蒸汽加熱成本低，但溫度基本上是160℃。電加熱可以加熱到300℃以上，但溫度的分布不均勻。外部熱源把硅油加熱，以硅油為媒體方式進(jìn)行加熱可以達(dá)到200℃，而且溫度分布均勻，最近使用這種加熱方式的逐步多起來(lái)?？紤]到使膠黏劑能充分填入到線路圖形空隙采用真空壓機(jī)是比較理想的，其設(shè)備價(jià)格高，壓制周期稍長(zhǎng)。但從合格率和生產(chǎn)效率方面來(lái)考慮還是合算的。引入真空壓機(jī)的實(shí)例也在不斷增加。

層壓疊板方式對(duì)于膠黏劑填充到線路間的狀態(tài)和成品柔性印制板的耐彎曲性能都會(huì)有很大的影響。疊片材料有市售的通用品，考慮到批量生產(chǎn)的成本，各柔性板廠都自制疊片材料。根據(jù)柔性印制板的構(gòu)造和所使用的材料，疊板用材料和結(jié)構(gòu)也有所不同。

3．FPC光致涂覆層

光致涂覆層基本工藝與剛性印制板用的光致阻焊膜相同。使用的材料同樣也是干膜型和液態(tài)油墨型。實(shí)際上阻焊干膜與液態(tài)油墨還是有所差別的，干膜型和液態(tài)型的涂布工藝雖然完全不同，但曝光及其以后的工序基本可以使用相同的裝置。當(dāng)然具體的工藝條件會(huì)有所不同。．干膜首先要進(jìn)行貼膜，把全部線路圖用干膜覆蓋起來(lái)，普通的貼干膜法在線路之間容易有氣泡殘留，所以要用真空貼膜機(jī)。

油墨型是采用絲網(wǎng)漏印或噴涂法把油墨涂布在線路圖形上。絲網(wǎng)漏印是使用比較多的涂布方法，與剛性印制板工藝相同。但一次漏印涂布的油墨厚度比較薄，基本上是10～15um，由于線路的方．向性，一次印刷油墨厚薄不均勻，甚至出現(xiàn)跳印，為了提高可靠性，還應(yīng)改變漏印方向后進(jìn)行第二次漏印。噴涂法在印制板的工藝上還是比較新的技術(shù)，可以利用噴嘴調(diào)整噴涂厚度，而且調(diào)整范圍也較廣，涂布均勻，幾乎沒(méi)有涂布不到的部位，并且可以連續(xù)進(jìn)行涂布，適用于大批量生產(chǎn)。

絲網(wǎng)漏印使用的油墨有環(huán)氧樹脂型和聚酰亞胺型，都是雙組分，使用前與固化劑混合，根據(jù)需要加入溶劑調(diào)整黏度，印刷后需進(jìn)行干燥，雙面線路可以光涂布一面進(jìn)行臨時(shí)干燥后，反過(guò)來(lái)再涂布另一面并進(jìn)行臨時(shí)干燥，曝光、顯影之后再進(jìn)行干燥固化。

光致涂覆層的圖形曝光需要有一定精度的定位機(jī)構(gòu)，如果盤的大小是100um左右，覆蓋層的位置精度至少是30～40弘m。如在圖形曝光時(shí)所討論的，裝置的機(jī)械能力如果有保證，這種精度要求是可以達(dá)到的。但是柔性印制板在經(jīng)過(guò)多道工藝加工處理后，由于其自身的尺寸產(chǎn)生伸縮或部分變形精度就很難達(dá)到較高的要求。

顯影工藝沒(méi)有什么大的難題，精密圖形要充分注意顯影條件，顯影液與抗蝕圖形顯影液一樣都是碳酸鈉水溶液，即使小批量生產(chǎn)也要避免與圖形顯影共用同一顯影液。??? 為了使顯影后的光致涂覆層樹脂完全固化，還必須進(jìn)行后固化。固化溫度會(huì)因樹脂不同，而有所不同，必須在烘箱中固化20～30min。