Kuusi ydinprosessia FPC-tuotannossa: kolme enemmän vaihetta kuin jäykät piirilevyt lisäämään joustavuutta

Jun 05, 2026 Jätä viesti

 

Alustan esikäsittely: Vahvemman sidoksen varmistaminen kuparifolion ja alustan välillä

 

Vaikka tavallisten jäykkien PCB-levyjen substraatti ja kuparikalvo sitoutuvat tiukasti, FPC-levyjen PI-substraatilla on sileä pinta, joka vaatii erityiskäsittelyä lujan kuparikalvon kiinnittymisen varmistamiseksi. Esikäsittelyn aikana PI-kalvoon syövytetään pieniä kuoppia käyttämällä kemiallista liuosta (kuten natriumhydroksidia), jota seuraa adheesiota edistävä aine (samanlainen kuin "liima") ja lopuksi kuumapuristus kuparikalvon sitomiseksi alustaan. FPC-tehtaalla tehdyt kokeet osoittavat, että esikäsitellyn kuparikalvon tarttuvuus voi olla 0,8 N/mm, kaksinkertainen käsittelemättömään kalvoon verrattuna, mikä tekee siitä vähemmän alttiita irtoamiselle taivutuksen aikana.

 

Esikäsittelyn lämpötilan ja ajan tarkka hallinta on ratkaisevan tärkeää. Liiallinen lämpötila (yli 120 astetta) voi aiheuttaa PI-substraatin muodonmuutoksia, kun taas riittämätön lämpötila johtaa huonoon käsittelyn suorituskykyyn. Tuotantolinja stabiloi esikäsittelylämpötilan 100 ± 2 asteeseen 3 minuutin ajaksi, mikä paransi kuparifolion tarttuvuuden sakeuden yli 95 %:iin.

 

Piirien valmistus: Piirien syövyttäminen "elastiselle kalvolle"

 

FPC-piirien valmistus on samanlaista kuin jäykkien PCB-levyjen valmistus, johon liittyy fotolitografia ja syövytys, mutta se on haastavampaa. Koska PI-substraatti laajenee ja supistuu lämmön vaikutuksesta, altistuksen aikana tarvitaan tyhjiöadsorptiota substraatin kiinnittämiseksi tasaiseksi ja piirin muodonmuutosten estämiseksi. Korkean -tiheyden FPC (0,1 mm:n viivaväli) käyttämällä erittäin-tarkkaa valotuskonetta, jossa on tyhjiöadsorptioalusta, saavutti viivapoikkeaman hallinnan ±10 μm:ssä, mikä on 60 % parannus tavallisiin valotuskoneisiin verrattuna ±25 μm:iin.

 

Syövytyksen aikana hapanta liuosta (kuten rautakloridia) käytetään poistamaan ylimääräinen kuparikalvo säilyttäen tarvittavat viivat. FPC-levyjen syövytysnopeus on 30 % hitaampi kuin jäykkien piirilevyjen, koska liian nopea etsaus voi aiheuttaa jäysteitä viivan reunoilla. Tietyn FPC:n riviväli on 0,08 mm. Pienentämällä etsausnopeutta (1 m/min arvosta 0,7 m/min), viivan reunan karheus pieneni 5 µm:stä 2 µm:iin, mikä esti oikosulkua vierekkäisten viivojen välillä.

 

Kansikalvon laminointi: Linjoille "suojapuku"

 

Päällyskalvon laminointi on FPC:ille ainutlaatuinen prosessi. Ensin peitekalvolle levitetään kerros lämpökovettuvaa liimaa. Sitten kansikalvo kohdistetaan linjojen kanssa kohdistusreikien kautta ja lopuksi se puristetaan yhteen kuumapuristimella (lämpötila 160 astetta, paine 0,5 MPa, aika 30 sekuntia). Ilmakuplia tulee välttää laminoinnin aikana, sillä muuten linjat kostutuvat ja hapettuvat. Eräs FPC-valmistaja käyttää "askel{7}}askel-laminointimenetelmää: ensin alhaisen-lämpötilan esipuristus (100 astetta) poistaa ilman, ja sitten korkean lämpötilan laminointi vähentää kuplien määrää 5 prosentista 0,5 prosenttiin."

 

Peitekalvon paksuus on erittäin tärkeä. Ohuet peitekalvot (25 μm) tarjoavat paremman joustavuuden, mutta hieman vähemmän suojan; paksummat peitekalvot (50 μm) tarjoavat vahvan suojan, mutta lisäävät jännitystä taivutettaessa. Älykellot FPC:t käyttävät yleensä 35 μm paksuja kansikalvoja tasapainon saavuttamiseksi joustavuuden ja suojan välillä.

 

Lävistys ja muotoilu: Leikkaaminen vaadittuun muotoon

 

FPC:t on leikattava tiettyihin muotoihin laitteen rakenteen mukaan, yleensä käyttämällä stanssausta tai laserleikkausta. Lävistys soveltuu massatuotantoon ±0,1 mm:n tarkkuudella. Esimerkiksi stanssausta käytetään matkapuhelinten FPC-laitteiden massatuotantoon, jolloin saavutetaan 50 kappaleen tehokkuus minuutissa. Laserleikkaus soveltuu pieniin eriin tai monimutkaisiin muotoihin ±0,05 mm:n tarkkuudella. Esimerkiksi lääketieteellisten laitteiden epäsäännöllisen muotoiset FPC:t leikataan laserilla-, jotta ne vastaavat täydellisesti laitteen kaarevaa rakennetta.

 

Leikkausreunojen on oltava sileitä ja vailla jäysteitä; muuten taivuttaminen repii kansikalvon. Tietyn FPC:n laserleikkausparametrit optimoitiin (teho 10W, nopeus 50mm/s), jolloin reunan karheus Ra on pienempi tai yhtä suuri kuin 1 μm, mikä on 67 % parannus optimoimattomaan 3 μm:iin.

 

Pintakäsittely: Vaaditaan sekä juotettavuutta että hapettumisenkestävyyttä.

 

FPC-juoteliitokset vaativat pintakäsittelyn, tavallisesti upotuskullausta ja tinausta. Upotuskultakerrokset ovat ohuita (0,05-0,1 μm), eivät vaikuta joustavuuteen ja sopivat hienojakoisiin juotosliitoksiin (esim. 0,3 mm:n siruihin). Tinapinnoituskerrokset ovat hieman paksumpia (1-3 μm), halvempia, mutta voivat tuottaa tinaviiksiä (hienoja tinakiteitä) taivutettaessa. Paistolämpötilaa tinauksen jälkeen (125 astetta, 2 tuntia) on säädettävä peltiviiksen kasvun estämiseksi. Tietty autojen FPC-anturi tinattiin, ja paistamisen jälkeen tinaviiksen pituus säädettiin alle 5 μm:n, mikä täytti autojen elektroniset turvallisuusstandardit.

 

Vahvistusprosessi: Jäykän levyn lisääminen kriittisille alueille

 

Vaikka FPC on joustava, alueet, joissa komponentit juotetaan, vaativat tietyn jäykkyyden; Muuten juottamisen aikana tapahtuu muodonmuutoksia. Siksi FPC:n takaosaan kiinnitetään liimalla 0,1–0,5 mm paksu vahvistuslevy (materiaalit voivat olla PI:tä, teräslevyä tai epoksihartsilevyä). Vahvistuslevyn asentopoikkeama ei saa ylittää ±0,1 mm, muuten se tukkii juotosliitokset. Eräässä älykkään rannekorussa juotostuotos nousi 90 %:sta 99 %:iin sen jälkeen, kun akun juotosliitoksiin oli kiinnitetty 0,3 mm paksu PI-vahvistuslevy.