Προεπεξεργασία υποστρώματος: Διασφάλιση ισχυρότερης συγκόλλησης μεταξύ φύλλου χαλκού και υποστρώματος
Ενώ το υπόστρωμα και το φύλλο χαλκού των συνηθισμένων άκαμπτων PCB συνδέονται σφιχτά, το υπόστρωμα PI των FPC έχει λεία επιφάνεια, που απαιτεί ειδική επεξεργασία για να διασφαλιστεί η σταθερή πρόσφυση του φύλλου χαλκού. Κατά τη διάρκεια της προεπεξεργασίας, μικροσκοπικές κοιλότητες χαράσσονται στο φιλμ PI χρησιμοποιώντας ένα χημικό διάλυμα (όπως υδροξείδιο του νατρίου), ακολουθούμενο από έναν προαγωγέα πρόσφυσης (παρόμοιο με την "κόλλα") και τέλος, θερμή πίεση για να κολλήσει το φύλλο χαλκού στο υπόστρωμα. Πειράματα σε ένα εργοστάσιο FPC δείχνουν ότι η πρόσφυση του προεπεξεργασμένου φύλλου χαλκού μπορεί να φτάσει τα 0,8 N/mm, διπλάσια από αυτή του μη επεξεργασμένου φύλλου, καθιστώντας το λιγότερο επιρρεπές σε αποκόλληση κατά την κάμψη.
Ο ακριβής έλεγχος της θερμοκρασίας και του χρόνου προεπεξεργασίας είναι ζωτικής σημασίας. Η υπερβολική θερμοκρασία (πάνω από 120 μοίρες) μπορεί να προκαλέσει παραμόρφωση του υποστρώματος PI, ενώ η ανεπαρκής θερμοκρασία έχει ως αποτέλεσμα κακή απόδοση επεξεργασίας. Μια γραμμή παραγωγής σταθεροποίησε τη θερμοκρασία προεπεξεργασίας στους 100 βαθμούς ±2 βαθμούς για 3 λεπτά, βελτιώνοντας τη συνοχή της πρόσφυσης του φύλλου χαλκού σε πάνω από 95%.
Circuit Fabrication: Etching Circuits on a "Elastic Film"
Η κατασκευή κυκλωμάτων για FPC είναι παρόμοια με αυτή των άκαμπτων PCB, που περιλαμβάνει φωτολιθογραφία και χάραξη, αλλά είναι πιο δύσκολη. Επειδή το υπόστρωμα PI διαστέλλεται και συστέλλεται με τη θερμότητα, απαιτείται προσρόφηση υπό κενό κατά την έκθεση για να σταθεροποιηθεί το υπόστρωμα επίπεδο και να αποφευχθεί η παραμόρφωση του κυκλώματος. Ένα FPC υψηλής-πυκνότητας (0,1 χιλιοστά απόσταση μεταξύ των γραμμών) που χρησιμοποιεί μια μηχανή έκθεσης υψηλής
Κατά τη χάραξη, χρησιμοποιείται ένα όξινο διάλυμα (όπως ο χλωριούχος σίδηρος) για την αφαίρεση της περίσσειας του φύλλου χαλκού, διατηρώντας τις απαιτούμενες γραμμές. Η ταχύτητα χάραξης για τα FPC είναι 30% μικρότερη από ό,τι για τα άκαμπτα PCB, επειδή η υπερβολικά γρήγορη χάραξη μπορεί να προκαλέσει γρέζια στα άκρα της γραμμής. Ένα συγκεκριμένο FPC έχει απόσταση γραμμών 0,08 mm. Μειώνοντας την ταχύτητα χάραξης (από 1m/min σε 0,7m/min), η τραχύτητα της ακμής της γραμμής μειώθηκε από 5μm σε 2μm, αποτρέποντας βραχυκυκλώματα μεταξύ γειτονικών γραμμών.
Πλαστικοποίηση φιλμ εξωφύλλου: Giving the Lines a "Protective Suit"
Η πλαστικοποίηση μεμβράνης κάλυψης είναι μια κρίσιμη διαδικασία μοναδική για τα FPC. Αρχικά, ένα στρώμα θερμοσκληρυνόμενης κόλλας εφαρμόζεται στο φιλμ κάλυψης. Στη συνέχεια, η μεμβράνη καλύμματος ευθυγραμμίζεται με τις γραμμές μέσω οπών τοποθέτησης και, τέλος, συμπιέζεται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας θερμή πρέσα (θερμοκρασία 160 μοίρες, πίεση 0,5 MPa, χρόνος 30 δευτερόλεπτα). Οι φυσαλίδες αέρα πρέπει να αποφεύγονται κατά τη διάρκεια της πλαστικοποίησης, διαφορετικά οι γραμμές θα γίνουν υγρές και θα οξειδωθούν. Ένας κατασκευαστής FPC χρησιμοποιεί μια μέθοδο "βήμα-βήμα-ελασματοποίησης": πρώτα, το προπατώντας χαμηλή-θερμοκρασία (100 μοίρες ) αφαιρεί τον αέρα και, στη συνέχεια, η πλαστικοποίηση σε υψηλή{12} θερμοκρασία μειώνει το ποσοστό φυσαλίδων από 5% σε 0,5%.
Το πάχος της μεμβράνης κάλυψης είναι πολύ σημαντικό. Οι λεπτές μεμβράνες κάλυψης (25μm) προσφέρουν καλύτερη ευελιξία αλλά ελαφρώς λιγότερη προστασία. παχύτερες μεμβράνες κάλυψης (50μm) παρέχουν ισχυρή προστασία αλλά αυξάνουν την καταπόνηση όταν λυγίζουν. Τα έξυπνα ρολόγια FPC χρησιμοποιούν συνήθως φιλμ κάλυψης πάχους 35μm για να επιτύχουν μια ισορροπία μεταξύ ευελιξίας και προστασίας.
Διάτρηση και διαμόρφωση: Κοπή στο απαιτούμενο σχήμα
Τα FPC πρέπει να κοπούν σε συγκεκριμένα σχήματα σύμφωνα με τη δομή της συσκευής, συνήθως χρησιμοποιώντας διάτρηση με μήτρα ή κοπή με λέιζερ. Το Die punching είναι κατάλληλο για μαζική παραγωγή με ακρίβεια ±0,1mm. Για παράδειγμα, το die punching χρησιμοποιείται για τη μαζική παραγωγή FPC κινητών τηλεφώνων, επιτυγχάνοντας απόδοση 50 τεμαχίων ανά λεπτό. Η κοπή με λέιζερ είναι κατάλληλη για μικρές παρτίδες ή πολύπλοκα σχήματα, με ακρίβεια ±0,05mm. Για παράδειγμα, τα FPC με ακανόνιστο σχήμα για ιατρικές συσκευές κόβονται με λέιζερ-για να ταιριάζουν απόλυτα με την καμπύλη δομή της συσκευής.
Οι κομμένες άκρες πρέπει να είναι λείες και χωρίς γρέζια. Διαφορετικά, η κάμψη θα σκίσει το φιλμ του καλύμματος. Οι παράμετροι κοπής με λέιζερ ενός συγκεκριμένου FPC βελτιστοποιήθηκαν (ισχύς 10W, ταχύτητα 50mm/s), με αποτέλεσμα μια τραχύτητα άκρης Ra μικρότερη ή ίση με 1μm, βελτίωση 67% σε σχέση με τα μη βελτιστοποιημένα 3μm.
Επεξεργασία επιφάνειας: Απαιτούνται τόσο συγκολλησιμότητα όσο και αντοχή στην οξείδωση.
Οι αρμοί συγκόλλησης FPC απαιτούν επιφανειακή επεξεργασία, συνήθως με εμβάπτιση με χρυσό και επικασσιτέρωση. Οι στρώσεις χρυσού εμβάπτισης είναι λεπτές (0,05-0,1μm), δεν επηρεάζουν την ευκαμψία και είναι κατάλληλες για λεπτές-αρμούς συγκόλλησης βήματος (π.χ. τσιπς βήματος 0,3 mm). Τα στρώματα επίστρωσης κασσίτερου είναι ελαφρώς παχύτερα (1-3μm), χαμηλότερα σε κόστος, αλλά μπορεί να παράγουν μουστάκια από κασσίτερο (λεπτούς κρυστάλλους κασσίτερου) όταν λυγίζουν. Η θερμοκρασία ψησίματος μετά την επικάλυψη (125 βαθμοί, 2 ώρες) πρέπει να ελέγχεται για να καταστείλει την ανάπτυξη του μουστάκι από κασσίτερο. Ένας συγκεκριμένος αισθητήρας αυτοκινήτου FPC επικασσιτερώθηκε και μετά το ψήσιμο, το μήκος του κασσίτερου μουστάκι ελεγχόταν κάτω από 5μm, πληρώντας τα πρότυπα ηλεκτρονικής ασφάλειας του αυτοκινήτου.
Διαδικασία Ενίσχυσης: Προσθήκη άκαμπτης πλάκας σε κρίσιμες περιοχές
Ενώ το FPC είναι ευέλικτο, οι περιοχές όπου συγκολλούνται τα εξαρτήματα απαιτούν έναν ορισμένο βαθμό ακαμψίας. Διαφορετικά, θα συμβεί παραμόρφωση κατά τη συγκόλληση. Επομένως, μια ενισχυτική πλάκα (τα υλικά μπορεί να είναι PI, φύλλο χάλυβα ή σανίδα εποξειδικής ρητίνης), πάχους 0,1-0,5 mm, στερεώνεται στο πίσω μέρος του FPC χρησιμοποιώντας κόλλα. Η απόκλιση θέσης της ενισχυτικής πλάκας δεν πρέπει να υπερβαίνει τα ±0,1 mm, διαφορετικά θα εμποδίσει τους αρμούς συγκόλλησης. Σε ένα έξυπνο βραχιόλι, μετά την τοποθέτηση μιας ενισχυτικής πλάκας PI πάχους 0,3 mm στους αρμούς συγκόλλησης της μπαταρίας, η απόδοση συγκόλλησης αυξήθηκε από 90% σε 99%.