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1、FPC应用、材料、结构及制程,Contents,FPC概述,1,FPC原材料,2,FPC结构组成,3,FPC空板流程及制程,4,FPC组装流程及制程,5,Contents,FPC概述,1,FPC原材料,2,FPC结构组成,3,FPC空板流程及制程,4,FPC组装流程及制程,5,FPC概述,FPC是Flexible Printed Circuit的缩写,也称Flex,即柔性印刷电路板. 指在以PET或PI为基材的铜箔上, 形成线路的可绕折性印刷电路板, 能够适当的承载各式各样的主被动元件及配件, 透过适当组装设计, 被广泛的应用于电子产品的各模块互连.,什么是FPC?,FPC的特征与用途,Adv
2、antage体积小 Small Size重量轻 Light Weight可折叠做3D立体安装 Flex-for-Installation可做动态挠屈 Dynamic Flexibility,ApplicationHandset Note-Book / TabletNet-Book / E-Reader DCSLCM / HDDDVD / CD-ROMPrinter / Scanner Auto-Mobile,FPC概述,FPC的应用,HDD,液晶电视,相机,手机,NB,MP3/MP4,汽车,平板计算机,FPC概述,FPC的应用注意事项,FPC概述,避免折压刮划伤,移转运输最好使用Tray盘;不
3、可用手直接接触产品,尤其是手指或PAD部位,以免油脂污染造成焊锡性或导通性问题;手指及PAD部位不可折弯以免造成金属镀层及铜面断裂其它部位如有作弯折加工时不可死折以免造成线路断裂或阻值升高尽快上线使用,避免表面处理部分产生氧化或腐蚀变质;因软板有吸湿性且相对硬板在尺寸稳定性上稍差容易因为外界环境不良而产生涨缩变形故未上线使用时,请不要拆开包装袋,且需保存在恒温恒湿的空间.,Contents,FPC概述,1,FPC原材料,2,FPC结构组成,3,FPC空板流程及制程,4,FPC组装流程及制程,5,FPC原材料,FCCL,CVL,Stiffener,Adhesive,Conductor-Cu,Ba
4、se Film PI (Polyimide),Adhesive,1. 双面铜箔基材Double-Sided C.C.L,2.单面铜箔基材Single-Sided C.C.L,Adhesive,3.纯铜箔Pure Copper,Conductor-Cu,Base Film PI (Polyimide),Conductor-Cu,铜箔基材简称FCCL: Flexible Copper Clad Laminates,FPC原材料,4. 依结构分类,FPC原材料,A. 有胶铜(3 Layer或 3L) :,B. 无胶铜(2 Layer或 2L) :,PI 与 铜箔是以接着剂贴合,故常称为有胶铜(Adh
5、esives CCL), 使用的接着剂主要分为压克力(Arylic) 和环氧树脂 (Epoxy)二种.,不使用接着剂贴合PI 与铜箔, 又常称为无胶铜(Adhesiveless CCL或 Non-adhesive CCL).,铜箔基材简称FCCL: Flexible Copper Clad Laminates,5. 依导体层特性分类,FPC原材料,A. ED 铜( Electrolysis Desposition Copper Foil ),B. RA 铜( Roll Anneal Copper Foil ),铜材溶解于稀硫酸,配成硫酸铜溶液.在高电场的作用下,使铜附着于金属滚筒(阴极轮)上.
6、金属滚筒旋转,铜剥离金属滚铜形成薄铜箔卷出.对着滚筒的面叫做光面(Drum Side),背对滚筒的面叫做毛面(Matte Side),铜剥离滚筒表面,这种铜箔叫做电解铜箔.,剖面图,将铜块经多次重复辊轧后再经高温回火韧化处理而成.其结晶为片状组织,柔软度特别好,非常适合制作软板.另外因其表面平滑适合制作高频高速细线路.,电解铜箔,压延铜箔,EDHTE,RAHA,铜箔基材简称FCCL: Flexible Copper Clad Laminates,6. 铜箔导体层特性,FPC原材料,FPC原材料,7. 不同导体层类型选择逻辑,ED,覆盖膜简称CVL: Cover-lay (or Cover-La
7、yer),FPC原材料,1. ZDT常用的为薄膜型、LPI, 网板印刷型较少, PICL还在研发中2. 有挠折需求的位置须用薄膜型.,主要作用: 保护线路、绝缘、电性需求、绕折需求,主要成分: 环氧树脂(亚克力)、增韧剂、填充剂、硬化剂、促进剂,接着剂: Adhesive,FPC原材料,主要作用: 将FPC或配件进行粘接叠合,Dielectric Substrate,Adhesive,加强片: Stiffener,FPC原材料,主要作用: 局部区域焊接支撑、增加补强、补偿软板厚度,PI,FR4,钢片,Contents,FPC概述,1,FPC原材料,2,FPC结构组成,3,FPC空板流程及制程,
8、4,FPC组装流程及制程,5,FPC产品结构基本组成,铜箔,覆盖膜,单面板,双面板,加强片,配件,Stiffener,Adhesive,FPC产品类型 (依导体层),单面板(Single side) =单面CCL(线路)+保护膜(CVL) 单层导体上涂一层接着剂(或无接着剂)再加上一层介 电层所组成 特点:配线密度不高,耐挠折性很好,CVL胶层,CVL PI层,CCL Copper层,CCL 胶层,CCL PI层,化金或镀金表面处理,FPC产品类型 (依导体层),双面板(Double side) =双面CCL(线路)+上下层保护膜(CVL) 双面板底材两面皆有铜箔,且要经过镀通孔制程使上 下两
9、层导通(其柔软度较单面板差),上CVL,双面CCL,下CVL,上下层之导通孔,FPC产品类型 (依导体层),单加单复合板 = 单面CCL+纯胶+单面CCL+上下层 保护膜(CVL) 将两个单面铜箔以纯胶贴合在一起后,再经过镀 通孔制程使两层导通(需挠折之区域纯胶要挖除),无胶区(需动态挠折),上下层之导通孔,纯胶,单面CCL,单面CCL,上CVL,下CVL,单加单区,多层板(Multilayer) = 多个单面CCL(或双面板)+纯胶+保护膜 (CVL)压合而成,钻孔镀铜后各导电层相通. 可增加线路密度提高可靠度,但因层数多,其 可挠性较差(纯胶开口设计区域挠折性佳),纯胶-1,单面CCL-1
10、,上CVL1,纯胶-2,单面CCL-2,上CVL2,单面CCL-3,下CVL-3,纯胶-3,单面CCL-4,下CVL-4,四层铜箔之导通孔,无胶区(需动态挠折),FPC挠折区域,FPC挠折区域,刚性区域,可实现不同装配条件下的三维组装,具有轻薄短小的特点,能减少电子产品的组装尺寸、重量、及连线错误.,软硬结合板(Flex-rigid ) = 单面或双面FPC+多层硬板粘接或焊压接而 成,软硬板上的线路通过金属化孔连接,Contents,FPC概述,1,FPC原材料,2,FPC结构组成,3,FPC空板流程及制程,4,FPC组装流程及制程,5,Polyimide,Adhesive,Copper,P
11、olyimide,Copper,Adhesive,Polyimide,CVL(Coverlay),CCL (Copper Clad Laminate),CVL(Coverlay),NC Drilling机械钻孔,D/F Lamination & Exposure & DES压膜/曝光/DES,D/F Lamination& Exposure压膜/曝光,Developing &Etching & Stripping显影/蚀刻/剥膜,Lamination & Backing压合/烘烤,Laser Drilling激光钻孔,Plasma电浆除胶,Copper Plating镀铜,AOI自动光学检,C
12、VL Top & Bot. StackCVL T & B贴合,Cutting裁切,Bare Flex Inspection空板外检,D/F Lamination &Exposure & Develop压膜/曝光/显影,Surface Treatment表面处理,Silkscreen,/Silver Ink / Solder Mask Printing印刷文字/银浆/防焊,Blanking & Punching分条/预冲,OSP抗氧化,Accessory Stack贴配件,E-test空板电测,空板制造流程,裁切 铜箔来料为Panel形式, 依据排版, 需将其裁为需要的尺寸.,裁切后叠板,机械钻
13、孔 为满足产品后续制程的需求,依据设计需要钻出导通孔,非导通孔.,Input / 输入,Output / 输出,激光鉆孔 CO2激光是利用高能量的红外线来照射和穿透PI或黑化面薄铜等物质,该物质将强烈吸收这些高能量的红外线而转变为热能并引起升温而熔化和燃烧,从而形成气态逸散离去,形成盲孔.,After work,激光钻孔/CO2 laser Drilling,Before work,Cu,Target pad,PI,cu,cu,cu,说明: CO2激光只可激光PI或经黑化处理的铜面, 一般应用于铜面开窗(去掉铜露出PI)激光PI, UV激光则可不用开铜窗,直接在铜面激光.,铜面开窗,Cu,Cu
14、,PI,FCCL Sheet,D/F Laminate / 干膜,Exposure / 曝光,Developing / 显影,Etching / 蚀刻,D/F Stripping / 剥膜,曝光设计好的电路板,经过压膜后,使用紫外线曝光,将线路移转到干膜上.软板的工作底片以负片制作,透明区域就是线路及留铜的部分.,显影经过曝光的干膜,会聚合硬化,未曝光部分则否.使用特定药水冲洗,会冲洗掉未经曝光硬化的干膜,露出材料上的铜层,让蚀刻药水能接触铜面.,剥膜蚀刻完成后的线路板,留有硬化的干膜,可使用特定的药水冲洗基板,利用药水特性,清除附着在线路板上的干膜,露出完整的铜层线路.,蚀刻显影完成的基板,
15、经过药水的冲洗,会将没有干膜保护的部分铜层蚀刻去除,留下有硬化干膜保护的线路.,电浆除胶 活性等离子对被清洗物进行物理轰击与化学反应双重作用,使被清洗物表面物质变成粒子和气态物质,经过抽真空排出,达到清洗目的.,通孔/Through Hole,盲孔/Blind Hole,Input / 输入,Output / 输出,镀铜 钻孔完成后,上下层间的导体并未导通,需在孔内壁上附着铜层,以导通.,Input / 输入,Output / 输出,盲孔,通孔,压膜 在镀通孔完成后,以热滚轮加压贴合的方式,在已经清洁完成的材料表面,贴合上一层干膜(Dry Film),作为蚀刻阻剂,由于干膜对光线中的紫外线敏感
16、,必须在黄光室中作业,以避免干膜在制作前就发生变化.,曝光 干膜在UV光的照射下, 将底片上的线路影像转移.在后制程经过药液作用形成所需之线路.,Input 输入,Output 输出,Negative,UV Light,Dry Film,Copper,DES (显影/蚀刻/剥膜) DES将干膜形成之线路影像信息,转移到铜箔上形成线路.,Input / 输入,Output / 输出,AOI检查 已形成线路的铜箔要经过AOI系统扫描检测线路缺失.,Input / 输入,Output / 输出,假贴合 为了保护线路,在导体上制作绝缘层.使用加工后的绝缘覆盖膜(一层树脂及一层绝缘膜),对准位置后,预先
17、贴合在线路上.,压合 将CCL与CVL,加强片等在高温高压下压紧密贴合一起.,压合,烘烤,化金 利用化学反应原理将镍合金沉积到铜面上.,前处理,化镍浸金,热水洗,镀金 利用电镀反应原理将镍和金镀在铜面上.,Gold Plating Area / (镀金区),Copper Area / (裸铜区),显影式防焊 在线路形成后的板面上,覆盖一层感光型阻焊油墨,可在后序制程中达到保护板面、防止线路、铜面氧化及具有阻焊、限焊之功能.,印刷,前处理,曝光,烘烤,显影,刮刀,Ink,Silk Screen,FPC,Printing Theory / 印刷原理,文字 指电路板成品表面所加印的文字符号或数字,是
18、用以指示组装各种零件的位置.如R:代表电阻器、C:电容器,一般以环氧树脂漆为之.常用之颜色有白色、黑色.,网印机,模拟图,文字烘烤,银浆 & 防焊 指电路板成品表面所加印的银浆和防焊, 通常作为EMI和辅助导通,多数为搭配使用.,前处理,Output1 (Silver Ink) / 输出1(银浆),Output2 (Solder Mask)/ 输出2(防焊),分条 分条是将大Panel分成小Panel, 便于后面的SMT, 同时切断电镀线.,Input / 输入,Output / 输出,预冲 预冲是因为某些零件距外型太近, 打件后无法冲型, 所以在打件前先将该区域冲出.,Wood Set,Me
19、tal Set,Metal Set,电测 以探针治具及测试机台,测量每片电路板是否有断路或短路等不良情况.,飞针电测,一般电测机台,贴配件 以治具贴合背胶,加强片,钢片,弹片等辅助产品.,Input / 输入,Output / 输出,OSP (Organic Solderability Preservatives ) 使用有机保焊机附着于铜面上,以增加焊锡附着力,及避免铜面氧化.,空板检 依据IPC-6093, 目视外观检察.,CCD手指检查,外检,Contents,FPC概述,1,FPC原材料,2,FPC结构组成,3,FPC空板流程及制程,4,FPC组装流程及制程,5,组装制造流程,1,1,3,2,4,5,6,7,8,Process Flow,Apply PSA贴胶,PunchingSMT冲型,Assembly配件装配,E- Test成品电测,FQC终检,Packing包装,贴泡棉、背胶、弹片、折线,组装制造流程,ICT测、功能测,The EndThank You!,
