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、覆蓋層的絲網漏印、光致涂覆層等三大類，最近又有了更新的技術，擴大了選擇范圍。

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

2．FPC覆蓋膜
? ? ? ?3．FPC光致涂覆層

1．FPC覆蓋層的絲網潺印

漏印覆蓋層比層壓覆蓋膜機械特性差，但材料費、加工費要低。使用最多的是不需要進行反復彎曲的民用產品和汽車上的柔性印制板。其工藝和使用的設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，前者固化時間短、方便，但一般機械特性和耐性化學藥品性能差。如果用于彎曲或苛刻的化學條件下有時會不妥，特別要避免用于化學鍍金，因為鍍液會從窗口的端部滲入到覆蓋層下，嚴重的會造成覆蓋層剝離。熱固型油墨由于固化需要20～30min，所以連續固化的烘道也比較長，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用最早使用最多的技術。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的黏結膜，由覆銅箔層壓板制造廠銷售供應。供貨時，膠黏劑膜上貼有一層離型膜(或紙)，半固化狀態的環氧樹脂類膠黏劑在室溫條件下會逐步固化，所以應低溫冷藏保管，印制電路制造廠在使用之前應一直保存在5℃左右的冷藏庫房內或者在使用之前由制造廠發送。一般材料制造廠保證3～4個月的使用期，如果在冷藏條件下可以使用6個月。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，當然這種膠黏劑的層壓溫度必須很高。

對于覆蓋膜的加工一個最重要的問題是膠黏劑的流動性管理。材料制造廠在覆蓋膜出廠之前，把膠黏劑的流動性調整在一個特定的范圍，在適當的溫度冷藏保管條件下，可以保證3～4個月的使用壽命，但在有效期內，膠黏劑的流動性并不是固定不變的，而是隨著時間而逐步變小。一般剛出廠的覆蓋膜由于膠黏劑流動性很大，在層壓時，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，其流動性極小甚至沒有，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度高的覆蓋膜。

覆蓋膜要進行開窗口加工，但從冷藏庫取出以后不能立即進行加工，特別當環境溫度高而溫差大的時候，表面會凝結水珠，當基底膜是聚酰亞胺時，短時間內也會吸潮，對后工序會產生影響。所以一般卷狀覆蓋膜都是密封在聚乙烯塑料袋中，從冷藏庫中取出后不應馬上打開密封袋，而應在袋中放數小時，當溫度達到室溫后，才可以從密封袋中把覆蓋膜取出進行加工。

覆蓋膜開窗口使用數控鉆銑床或沖床，數控鉆銑旋轉速度不能太大，這樣的運行費用高，大批量生產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行加工。半固化的膠黏劑容易附著在鉆頭上，造成質量差。所以要對其進行比銅箔板鉆孔時應更頻繁地檢驗，并掃除鉆孔時所產生的碎屑。用沖孔法加工覆蓋膜的窗口時可用簡易沖模，直徑3mm以下的批量孔的加工使用沖模沖切。窗口的孔大時用沖模，中小批量的小孔用數控鉆孔和沖模并用進行加工，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，要對線路表面進行清洗處理，以去除表面污染和氧化。表面清洗用化學方法。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好也不是件容易的事。目前大批量生產各廠還是依靠人工來進行對位疊層，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行準確定位，確認后進行臨時固定。實際上如果柔性印制板或覆蓋膜任何一方尺寸發生變化，就無法準確定位。如果條件允許可以把覆蓋膜分割成若干片后，再進行疊片定位。如果強制把覆蓋膜拉長進行對位，會造成膜更加不平整，使尺寸發生更大的變化，這是使制板產生皺折的重要原因。

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

定好位的覆蓋膜還要進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℃，時間為1．5～2h(一個循環時間)。為了提高生產效率有幾種不同的方案，最常用的是用熱壓機。把臨時固定好覆蓋膜的印制板放入壓機的熱板之間，分段重疊，同時加熱加壓。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行加熱可以達到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?？紤]到使膠黏劑能充分填入到線路圖形空隙采用真空壓機是比較理想的，其設備價格高，壓制周期稍長。但從合格率和生產效率方面來考慮還是合算的。引入真空壓機的實例也在不斷增加。

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

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油墨型。實際上阻焊干膜與液態油墨還是有所差別的，干膜型和液態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。當然具體的工藝條件會有所不同。．干膜首先要進行貼膜，把全部線路圖用干膜覆蓋起來，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。

油墨型是采用絲網漏印或噴涂法把油墨涂布在線路圖形上。絲網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，甚至出現跳印，為了提高可靠性，還應改變漏印方向后進行第二次漏印。噴涂法在印制板的工藝上還是比較新的技術，可以利用噴嘴調整噴涂厚度，而且調整范圍也較廣，涂布均勻，幾乎沒有涂布不到的部位，并且可以連續進行涂布，適用于大批量生產。

絲網漏印使用的油墨有環氧樹脂型和聚酰亞胺型，都是雙組分，使用前與固化劑混合，根據需要加入溶劑調整黏度，印刷后需進行干燥，雙面線路可以光涂布一面進行臨時干燥后，反過來再涂布另一面并進行臨時干燥，曝光、顯影之后再進行干燥固化。

光致涂覆層的圖形曝光需要有一定精度的定位機構，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。如在圖形曝光時所討論的，裝置的機械能力如果有保證，這種精度要求是可以達到的。但是柔性印制板在經過多道工藝加工處理后，由于其自身的尺寸產生伸縮或部分變形精度就很難達到較高的要求。

顯影工藝沒有什么大的難題，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，還必須進行后固化。固化溫度會因樹脂不同，而有所不同，必須在烘箱中固化20～30min。