FPC (flexibilní deska plošných spojů) je typ vysoce spolehlivé a flexibilní desky plošných spojů vyrobené z tenkých polyimidových nebo polyesterových filmů. Vyznačuje se vysokou hustotou zapojení, nízkou hmotností, tenkostí a vynikající flexibilitou v ohybu.
Než odhalíme tajemství výroby FPC, musíme vědět, že materiály tvořící flexibilní plošný spoj (FPC) jsou izolační fólie, vodič a lepidlo. Izolační fólie tvoří základní vrstvu obvodu a lepidlo spojuje měděnou fólii s izolační vrstvou. U vícevrstvých konstrukcí je spojena s vnitřními vrstvami. Používají se také jako ochranné kryty k izolaci obvodu před prachem a vlhkostí a ke snížení napětí během ohýbání. Měděná fólie tvoří vodivou vrstvu. V některých flexibilních obvodech se používají tuhé součásti vyrobené z hliníku nebo nerezové oceli, které zajišťují rozměrovou stabilitu, fyzickou oporu součástek a vodičů a odlehčení napětí. K propojení tuhých součástek s flexibilním obvodem se používají lepidla. Dalším materiálem, který se někdy používá v flexibilních obvodech, je lepicí vrstva, která je potažena lepidlem na obou stranách tenké izolační vrstvy. Lepicí vrstva poskytuje ochranu před životním prostředím, elektronickou izolaci, eliminuje potřebu další vrstvy fólie a umožňuje vytváření vícevrstvých obvodů s menším počtem vrstev lepidla. Izolační fóliové materiály se dodávají v mnoha typech, ale nejpoužívanější jsou polyimidové a polyesterové materiály. Ve Spojených státech používá 80 % všech výrobců flexibilních obvodů polyimidové fólie, zatímco přibližně 20 % používá polyesterové fólie. Polyimidové materiály jsou nehořlavé, rozměrově stabilní, mají vysokou pevnost v tahu a odolávají teplotám pájení. Polyester, známý také jako polyethylentereftalát (PET), má podobné fyzikální vlastnosti jako polyimid, včetně nízké dielektrické konstanty a minimální absorpce vlhkosti. Není však vhodný pro aplikace při vysokých teplotách, protože jeho bod tání je 250 °C a teplota skelného přechodu (Tg) je 80 °C. Tato omezení omezují jejich použití v aplikacích, které vyžadují rozsáhlé pájení od konce ke konci. V aplikacích při nízkých teplotách vykazují tuhost. Přesto jsou stále vhodné pro použití v produktech, jako jsou telefony a další předměty, které nemusí být vystaveny drsnému prostředí. Polyimidové izolační fólie se obvykle kombinují s polyimidovými nebo akrylovými lepidly, zatímco polyesterové izolační materiály se kombinují s polyesterovými lepidly. Mezi výhody kombinace těchto materiálů s podobnými vlastnostmi patří rozměrová stabilita po pájení nebo vícenásobných cyklech laminace. Mezi další důležité vlastnosti lepidel patří nízká dielektrická konstanta, vysoký izolační odpor, vysoká teplota skelného přechodu a nízká míra absorpce vlhkosti. Měděná fólie je vhodná jako vodič pro použití v flexibilních obvodech. Lze ji vyrobit galvanickým pokovováním nebo elektrolytickým nanášením (ED).
Strana měděné fólie vyrobené elektrolytickým nanášením má lesklý povrch, zatímco druhá strana má v důsledku zpracování matný vzhled. Jedná se o flexibilní materiál, který lze vyrábět v různých tloušťkách a šířkách. Matná strana ED měděné fólie je často podrobena speciálním úpravám pro zlepšení jejích adhezních vlastností. Kromě své flexibility má kovaná měděná fólie také vlastnosti tvrdosti a hladkosti, díky čemuž je vhodná pro aplikace, které vyžadují dynamické ohýbání. Lepidlo lze kromě lepení izolačních fólií k vodivým materiálům použít také jako povlakovou vrstvu pro ochranné a krycí účely. Hlavní rozdíl mezi těmito dvěma spočívá v použité metodě aplikace. Povlak lepidla na izolační fólii má za cíl vytvořit strukturu vrstvených obvodů. Pro nanášení povlaku lepidla se používá technika sítotisku. Ne všechny vrstvené struktury obsahují lepidlo a ty bez lepidla tvoří tenčí obvody s větší flexibilitou. Ve srovnání s vrstvenými strukturami na bázi lepidla vykazuje lepší tepelnou vodivost. Díky tenké a flexibilní povaze flexibilních obvodů bez lepidla a eliminaci tepelného odporu lepidla lze jej použít v pracovních prostředích, kde nelze použít vrstvené struktury na bázi lepidla. Dále se prosím řiďte našimi kroky a připravte se na dešifrování výrobního procesu desek FPC (flexibilních plošných spojů).
Výrobní proces FPC (flexibilní desky plošných spojů)
Řezání materiálu
Aby se minimalizoval odpad, každý výrobní proces FPC zahrnuje počáteční řezání základního materiálu. Přesné řezání během zpracování materiálu pomáhá předcházet plýtvání způsobenému přebytečným materiálem. Chemické čištění Tento krok je primárně zaměřen na odstranění oxidové vrstvy na vodivém základním materiálu a povrchu měděné fólie. Pokud se oxidová vrstva nečistí, může během používání vést k neustálé oxidaci FPC, což má za následek zkrácení životnosti. Čištění je proto nezbytné pro zajištění dlouhodobé spolehlivosti a stability desky plošných spojů a snížení ztrát způsobených oxidací.Vnitřní vrstva antikorozní suché fólie (FPC)
Nejprve se na fólii vytvoří vzor obvodu. Poté se fólie s antikorozní suchou fólií (fotocitlivou fólií) zarovná se základním materiálem a pomocí osvitového zařízení se vzor obvodu z fólie exponuje na základní materiál. Tím se vzor obvodu přenese na měděnou fólii.Leptání kyselinou (leptání FPC)
Při výrobě měkkých FPC desek se pro chemické leptání běžně používají kyselé roztoky, jako je kyselina chlorovodíková nebo kyselina sírová. Pro leptání tvrdých obvodů se však často používají alkalické roztoky, jako je čpavková voda, protože snáze vykazují kyselé vlastnosti.Chemické čištění
Tento krok má za cíl zabránit zachycení zbývajícího roztoku z leptání v obvodu a odstranit veškeré nečistoty na povrchu FPC plazmovým čištěním.Zarovnání krycí fólie vnitřní vrstvy
Před výše uvedenými kroky je třeba krycí fólii pro měkkou desku odpovídajícím způsobem vytvarovat a zarovnat s FPC. Poté se krycí fólie předběžně připevní k kontaktním ploškám pomocí páječky.Laminace
Během výrobního procesu se laminace obvykle dělí na rychlou laminaci a pomalou laminaci. Rychlá laminace se běžně používá pro počáteční laminaci a maximální povolená tloušťka se určuje na základě standardních referencí. Po dokončení laminace se produkt zkontroluje, zda se neobjevují bubliny nebo přetékání lepidla.Pečení
Tento krok zahrnuje ošetření vysokou teplotou, které usnadňuje roztékání a vyrovnání lepidla mezi deskou plošných spojů a krycí fólií, čímž se zajišťuje dokonalejší spojení. Lepidlo se roztaví a vyplní mezery mezi měděnou fólií a krycí fólií, čímž je po vypálení při vysoké teplotě pevně spojí.
Tisk znaků na FPC plošné spoje
Proces výroby flexibilní desky plošných spojů (FPC) zahrnuje také přenos znaků z fólie na síto a použití síta k tisku znaků na FPC. Tento proces zahrnuje také kontrolu výsledků tisku, aby se zajistilo, že nechybí žádné nebo nedostatečně vytištěné znaky.Povrchová úprava FPC (flexibilní desky plošných spojů) slouží základnímu účelu zajištění dobré pájitelnosti nebo elektrických vlastností. Vzhledem k tomu, že měď se v přírodním prostředí obvykle vyskytuje ve formě oxidů ve vzduchu, je nepravděpodobné, že by dlouho zůstala v původním měděném stavu, a proto je nutné ji ošetřit jinými způsoby. Běžné procesy povrchové úpravy FPC jsou následující:
Horkovzdušné vyrovnávání (HASL)
Horkovzdušné vyrovnávání, také známé jako horkovzdušné vyrovnávání pájky (běžně známé jako HASL), je proces, při kterém se roztavená pájka (olovo) nanese na povrch desky plošných spojů a poté se zahřeje a stlačí horkým vzduchem, čímž se vytvoří vrstva povlaku, která je odolná vůči oxidaci mědi a zároveň zajišťuje dobrou pájitelnost. Během horkovzdušného vyrovnávání se na spoji pájky a mědi vytvoří intermetalická sloučenina mědi a cínu. Deska plošných spojů je během horkovzdušného vyrovnávání ponořena do roztavené pájky; vzduchový nůž vyfoukne tekutou pájku do plochého stavu před jejím ztuhnutím; vzduchový nůž minimalizuje srpkovitý tvar pájky na povrchu mědi a zabraňuje tvorbě můstků pájky.Organické konzervační látky pro pájitelnost (OSP)
OSP je proces povrchové úpravy FPC, který splňuje požadavky směrnice RoHS. Jednoduše řečeno, OSP je chemická metoda, při které se na čistém holém měděném povrchu vytváří organický film. Tento film má antioxidační, tepelně odolné a vlhkostně odolné vlastnosti, které chrání měděný povrch před dalším korozivním poškozením (oxidací nebo sulfidací) za normálních podmínek prostředí. Při následných procesech pájení za vysokých teplot však musí být tento ochranný film snadno a rychle odstraněn tavidlem, aby se na odkrytém čistém měděném povrchu mohl okamžitě vytvořit pevný pájený spoj.Bezproudové niklování a zlato na celé desce (ENIG)
ENIG na celé desce plošných spojů (Full-Board ENIG) zahrnuje nanesení vrstvy niklu a následně vrstvy zlata na povrchový vodič desky plošných spojů. Hlavním účelem niklování je zabránit difúzi mezi zlatem a mědí. Existují dva typy současných ENIG procesů: měkké zlato (čisté zlato, s nelesklým vzhledem) a tvrdé zlato (hladký a tvrdý povrch, odolný proti opotřebení, obsahující kobalt a další prvky, s lesklým vzhledem). Měkké zlato se používá hlavně pro spojování vodičů v pouzdrech čipů, zatímco tvrdé zlato se používá hlavně pro nepájená elektrická propojení.Imerzní zlato (ENIG)
Imerzní zlato zahrnuje potažení měděného povrchu silnou vrstvou elektrovodivé slitiny niklu a zlata, která poskytuje deske plošných spojů dlouhodobou ochranu. Imerzní zlato má navíc lepší toleranci vůči podmínkám prostředí ve srovnání s jinými procesy povrchové úpravy. Imerzní zlato navíc může zabránit rozpouštění mědi, což je výhodné pro bezolovnatou montáž.Imerzní cín (ENIG)
Protože všechny současné pájky jsou na bázi cínu, tenká vrstva se hodí k jakémukoli typu pájky. Imerzní cín vytváří plochou intermetalickou sloučeninu mědi a cínu, která mu poskytuje vynikající pájitelnost, podobně jako při vyrovnávání horkým vzduchem, bez problémů s rovinností spojených s vyrovnáváním horkým vzduchem. Desky s pokoveným ponořením by se neměly skladovat příliš dlouho a musí být sestaveny v pořadí, v jakém byly ponořeny do cínu.Imerzní stříbro (ENIG)
Imerzní stříbro je proces, který spadá mezi organické pokovování a chemické niklování/zlacení. Proces je jednoduchý a rychlý. I když je stříbro vystaveno horkému, vlhkému a znečištěnému prostředí, může si stále udržet dobrou pájitelnost, ale může ztratit svůj lesk. Imerzní stříbro nemá stejnou úroveň fyzické pevnosti jako chemické niklování/zlacení, protože pod stříbrem není žádná vrstva niklu.Chemický nikl palladium zlato (ENIG)
Chemické nikl-palladiové zlato, ve srovnání s imerzním zlatem, přidává vrstvu palladia mezi nikl a zlato. Palladium může zabránit korozi způsobené vytěsňovacími reakcemi a připravit ho na zlacení. Zlato pevně pokrývá palladium a poskytuje dobrý kontaktní povrch.Galvanické pokovování tvrdým zlatem
Galvanické pokovování tvrdým zlatem se používá ke zlepšení odolnosti proti opotřebení a ke zvýšení počtu vkládání a vyjímání výrobků.Závěrečná kontrola
Toto je poslední klíčový krok ve výrobním procesu flexibilních plošných spojů (FPC), kde všechny desky FPC musí projít kontrolou ve výrobní hale, aby byla zajištěna kvalita a výkon. V současné době se kontrola kvality FPC v tuzemsku silně spoléhá na ruční vizuální kontrolu, která je nákladná a neefektivní. Pro testování a ověření výkonu FPC však můžeme použít následující metody.Elektrické testování (FPC)
Test elektrické kontinuity: Používá se k ověření, zda jsou vodiče a připojovací body v flexibilním plošném spoji (FPC) správně připojeny. Tento test obvykle využívá metody, jako je test kontinuity nebo testování hřebíků, ke kontrole konektivity obvodu. Test odporu: Používá se k měření hodnoty odporu cest obvodu v FPC. Tento test zajišťuje, že odpor vodičů spadá do specifikovaného rozsahu, aby byl zaručen stabilní přenos signálu. Test izolace: Používá se k detekci izolace mezi vodiči v FPC a mezi vodiči a substrátem. Tento test zajišťuje, že v FPC nedochází ke zkratům v obvodu ani k problémům s únikem proudu za podmínek vysokého napětí.Testování spolehlivosti (FPC)
Zkouška životnosti v ohybu: Opakovaným ohýbáním FPC se simulují podmínky ohybu ve skutečných aplikacích. Tato zkouška umožňuje posoudit ohybové vlastnosti a trvanlivost FPC během dlouhodobého používání. Zkouška tepelných cyklů: FPC prochází cyklickými změnami mezi prostředím s vysokou a nízkou teplotou, aby se simuloval dopad teplotních změn na FPC. Tato zkouška umožňuje vyhodnotit spolehlivost a stabilitu FPC za podmínek změn teploty. Zkouška cyklů vlhkosti: FPC prochází cyklickými změnami mezi prostředím s vysokou teplotou a vysokou vlhkostí, stejně jako s prostředím s nízkou teplotou a nízkou vlhkostí, aby se simulovaly vlivy vlhkosti a teploty na FPC. Tato zkouška umožňuje posoudit trvanlivost a spolehlivost FPC ve vlhkém prostředí.Zkoušky vlivů na životní prostředí (FPC)
Zkoušky odolnosti proti korozi: Vystavení flexibilní desky plošných spojů (FPC) různým korozivním médiím za účelem vyhodnocení její odolnosti vůči chemické korozi. Tento test zajišťuje stabilitu a spolehlivost FPC ve specifických prostředích. Zkoušky při vysokých teplotách: Umístění FPC do prostředí s vysokou teplotou za účelem otestování jejího výkonu a stability za podmínek vysokých teplot. Tento test hodnotí toleranci FPC ve vysokoteplotním prostředí. Zkoušky při nízkých teplotách: Umístění FPC do prostředí s nízkou teplotou za účelem otestování jejího výkonu a stability za podmínek nízkých teplot. Tento test hodnotí toleranci FPC v prostředí s nízkými teplotami. Tyto testovací metody a nástroje mohou pomoci výrobcům při hodnocení a validaci výkonu, spolehlivosti a stability FPC (flexibilních desek plošných spojů), aby se zajistila jejich správná funkce a dlouhodobá trvanlivost v reálných aplikacích. Při provádění testů se doporučuje zvolit vhodné testovací metody a nástroje na základě specifických požadavků a aplikačního prostředí FPC a dodržovat příslušné testovací normy a specifikace. Stručně řečeno, výroba FPC (flexibilních desek plošných spojů) je složitý a klíčový proces, který vyžaduje pozornost věnovanou mnoha aspektům. Pochopením základních principů, výběrem vhodných materiálů a procesů, zohledněním konstrukčních faktorů, zavedením přísné kontroly kvality a testováním a ověřováním výkonu FPC můžeme zajistit výrobu vysoce kvalitních, spolehlivých a stabilních FPC produktů. Prostřednictvím neustálého zlepšování a inovací můžeme neustále zvyšovat efektivitu a kvalitu výroby FPC, uspokojovat požadavky trhu a udržovat si konkurenční výhodu. Doufáme, že tento článek pomůže čtenářům lépe porozumět důležitým aspektům výroby FPC a inspiruje je k dalšímu zkoumání a aplikaci technologie FPC. V případě potřeby mohou čtenáři provést další výzkum a odkázat se na zdroje a materiály v souvisejících oborech, aby prohloubili své znalosti a praktické zkušenosti s výrobou FPC .
Budova A19 a C2, čtvrť Fuqiao č. 3, ulice Fuhai, čtvrť Bao'an, Šen-čen, Čína 
+86 0755 2306 7700
Jazyk
