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1、深圳市中软信达电子有限公司 FPC工艺流程介绍及优化设计 工程部 李爱琪 罗学武 FPC一般双面板工艺流程图 开料钻孔沉 镀铜贴干膜曝光 显影 蚀刻 去 膜 前处理 保护膜贴合 CVL 压合 冲 孔丝 印 阻 焊曝光 显影 烘烤 表面处理 化学镍金 电镀镍金 电镀纯锡 丝印字符 开短路测试 贴热压补强 外形冲切功能测试及 外观检查 包装出货 线 路 检 查 贴冷压补强胶纸 SMT 贴合单件弹片钢 片类辅料 双面板流程举例 四层板流程举例 模具开立设计 FPC的成本 一般FPC的成本有以下几个方面构成 1 主料 铜箔 保护膜 补强及背胶等 2 辅料 干膜 菲林片 钢网 纯胶片 电子元器件等 3
2、表面处理 化学镍金 电镀镍金 电镀纯锡等 4 拼版利用率 5 板子构成 单面 双面 多层等 6 特殊要求 线路的宽细 过孔的大小 表面处理的厚度 特 殊材料的贴附等 7 人工成本 8 FPC上附加件成本 泡棉 元器件 1 主材 基材铜箔 1 FCCL Flexible Copper Clad Laminate 1 FCCL Flexible Copper Clad Laminate 在基底膜上塗附Epoxy 環氧樹脂 或Acrylic 丙烯酸 類粘接劑 製成覆銅箔層壓板 CCL 3L 或基底膜直接與銅箔結合製成覆銅箔層壓板 CCL 2L PI polyimide AD adhesive Cu
3、copper 2 Layer 3 Layer singlesingledoubledouble 2 銅箔的种类2 銅箔的种类 用于软板的铜箔和硬板所用的有所不同 软板需要弯折或长期反复不停的进 行弯曲 其铜箔有压延铜箔和电解铜箔之分 其长方向和宽度方向的机械 性能 特別是弯曲性能有很 大的差异 一般纵向耐弯曲 性能优于横向 其他说明 低 越厚越高 电解铜箔电解铜箔 高 越薄越高 压延铜箔压延铜箔 SEM 耐弯曲性 成本和厚度关系 項目項目 业界内对铜箔的选取没有特殊的需求 目前2种铜箔差异在耐弯曲性能及厚 度成本上 故对铜箔的选取需综合考量成本 铜厚及产品用途 1 基材结构 1 主材 基材铜箔
4、 1OZ1 2OZ1 3OZ1OZ1 2OZ1 3OZ 一般高高很高成本对比 无胶无胶 滑盖机 无胶无胶转轴 有胶有胶有胶 有胶 双面板 有胶 有胶 无胶无胶 有胶 有胶 无胶无胶单面板 电解铜压延铜 材料类型 项目 3 常用基材铜箔的性价比3 常用基材铜箔的性价比 1 基材结构 1 主材 基材铜箔 备注 同种厚度铜箔的无胶铜比有胶铜成本贵 1 主材 覆盖膜 1 覆盖膜结构1 覆盖膜结构 一般覆蓋膜由基底層和粘接剂組成 基底层同FCCL為PI或PET等 粘接剂 同3L的FCCL为Acrylic或Epoxy 因粘接剂室溫時为半固化狀态 故粘接剂 上貼上一層離型膜 紙 PI Cover lay结构
5、 Adhesive 型膜 1 主材 覆盖膜 2 覆盖膜选材及性价比2 覆盖膜选材及性价比 环氧系列胶高 丙希酸低 胶越厚越高 环氧系列胶高 丙希酸低 环氧系列胶高 丙希酸低 成本对比 25UM 15UM15UM 丙希酸系列胶厚 15um 25um 25UM 15UM 15UM 环氧系列胶厚 15um 25um 1OZ特殊FPC1 2OZ双面单 1 3OZ 单面板 产品类型 覆盖膜胶厚 备注 环氧系列胶因比丙希酸系列胶结合力更好与抗热冲击力更强所成本更高 1 主材 补强材 一般高一般高价格 组装于需要焊接的焊盘 背面起到固定作用 另 对于连接器类产品尽量 选用FR4补强 对散热有要求的 普通排线
6、插接手 指 不需焊接 插接头手指适用范围 材料稳定性好不易变形 散热性能良好 导电性能良好 散热性能一般 导电性能一般 耐高温 但长时 间高温下容易变 形 性能 T 0 1 0 15 0 2 以 0 05递增 0 1 T 0 3 0 05递增 T 0 3 0 10递增 T 0 1递增 T 0 075 0 1 0 025递增 厚度 T 单位 mm FR4补强钢片补强覆铜板PI补强 材料类型 项目 3 用补强材的选用及性价比用补强材的选用及性价比 1 主材 胶材 很高一般高一般一般成本对比 钢片补强需 与接地导通 PI FR4等补强 粘合剂 SMT产品非SMT产品非SMT产品适用范围 导电热固化型
7、胶 耐高温 SMT 粘性较差 耐热冲击 粘性好 剥离强度好 耐热冲击 粘性好 性能 4012 7或25505050胶厚 um 导电热固胶 纯胶 1mil或 1 2mil 3M9077TESA 49723M467 材料类型 一般参数 4 常规双面胶及纯胶的选择及性价比常规双面胶及纯胶的选择及性价比 1 主材 其它辅材 高低成本对比 接地 屏蔽 粘接性更好 导 电性阻值小于1欧 姆 但本身材料 成本高且需热压 工艺较复杂 粘接性 柔韧性较好 导 电性能阻值在3欧姆以 上 性能稳定 不易氧化 性能 电磁波保 护膜 热固性导电胶 冷压导电胶 材料类型 参数 5 其它不常规辅材及性价比 2 辅料 干膜
8、菲林片 钢网 纯胶片 电子元器件 等 此类选材根据我司内部性价比选材 3 表面处理 化学镍金 电镀镍金 电镀纯锡等 低高中成本对比 电镀锡层焊接可 靠性最好 但纯 锡表面不比镀金 耐磨损 且很易 氧化不比金面好 所现很少选用 一般锡厚 200u 400u 可以用在插头部分以提 高耐磨性能 但因为是 要通电 FPC板需预留 工艺导线 电镀结束后 才能去除 工序上比较 麻烦 一般镍厚 40 80u 金厚 2 3u 大多用在常规的SMT焊接 不需 预留工艺导线 加工简单 效率 高 成本低 较适合大批量生产 一般镍厚 40 80u 金厚 1 2u 性能 电镀纯锡电镀镍金化学镍金 表面处理 类型 参数
9、4 拼版利用率 1 FPC外形的设计 FPC外形尽可能以形状规则为前提 如方形 S形 Z形 L形 避免 出现形状怪异的外形 这样设计拼版时很难达到较好的利用率 如下图单件所占面积 225 18 12 5 多出部位 占空间 单支 总拼版 拆分多出部位后的拼版 拼版图一面积 200 24 8 33 拼版图二面 积 185 240 0 77 9 1 所建议外形若有异形部位拆分后提高拼版利用率 但中间需再焊接一 起会有焊接不良此情况还请酌情综合评估 拼版图一拼版图二 FPC的拼版结构X1000第一版拼版结构 250 175MM 252PCS 修改前线路 2 FPC外形的改小提高拼版数量 FPC的拼版结
10、构X1000第二版拼版结构 250 190MM 540PCS 修改后线路 5 板子构成 单面 双面 多层等 层数尽可能少材料成本就 越低 滑盖区域的布线尽可能走在一面这样即可增加弯寿命又节省成本 6 特殊要求 线路的宽细 过孔的大小 表面处理的厚度 特 殊材料的贴附等 7 人工成本 主要人工成本在后制程辅助端 辅料设计贴合个数少与便 于条贴以减少人工成本 8 FPC上附加件成本 泡棉 元器件 泡棉厚度0 5MM越厚越贵 胶纸类带撕手位成本比不带手柄高10 元器件不常规越贵 不常规厚度 成本越高 金厚厚度增 加成本增 加 金厚每 增加0 5u 化 金成本增加 约20 钻刀越小成本越高 并寿命越短
11、且制程 对位难度越大效率 越低 线路越细良率越低成本越 高 成本对比 通常厚 度 NI 40 80u AU 1 2U 通常钻刀 0 2MM及 以上 单面及双面最小线宽线距 小于0 075 0 075MM 双层 及双层以上小于 0 1 0 1MM良率越低 性能 特殊材料金镍厚度过孔大小线路的宽细 材料类型 参数 一 各种辅材的综合设计 参考如下整个辅料贴合流程 光辅料贴合就有10多个动作 并其中有些贴 合难度特高 如下 常见问题分析 常见问题分析 1 图1及图2中DOME片的包边设计 包边区域较小 人工包边时很容易翘起 使用包边后 我司流程增加 包边流程 贴弹片 贴胶纸 贴钢片 包边 贴胶纸 贴
12、钢片上胶纸只能单个人工贴 胶纸贴合的速度是FPC行业中所有辅料最难 贴的 容易贴偏位 返工也比较困难人工成本很高 不包边流程 贴弹片 贴钢片 胶纸直接就背在钢片上 图 1 图 2 标示1 常见问题分析 图 3 图 4 标示2 2 导电胶的设计 在图3及图4中导电胶整个FPC上贴3处导电胶 标示2导电胶的尺 寸3 3MM 导电胶小人工贴合成本高 有偏位还会影响其它不良 因导电胶贴偏位导致手机手感不良 我司被投诉多次 返工多次 其中我司FPC报废5K多 建议导电胶露铜区尽量避开按键焊盘位以免 贴偏到焊盘上导致手感不良如图5两块白色线区域 并减小导电胶的个 数 减小人工的操作次数 提高产品的品质保证
13、 图 5 标示3 两块白色露铜区 标示4 按键焊盘 常见问题分析 二 元器件选用 1 五金金属端子 贴五金金属端子即铜片时锡很容易从侧面爬出导致上到铜片侧面 锡如下图7所示造成不良 且焊接时易偏 返修率很高 所建议采用 其它设计方案制作 图6 图7 铜块侧面上锡不良 常见问题分析 2 连接器的选用 如下图9所示因HRS 广濑 连接器焊脚不易上锡易引起虚焊造成 功能不良 且部分锡焊接后PIN脚表面会发黑 引起外观不良 不良率 很高且返工焊接易变形 所建议方案设计时不采用HRS 广濑 连接 器 可采用可焊性良好的松下连接器 如下图8所示 图9 HRS 广濑 连接器 上锡焊接良好 图8 松下连接器
14、不易上锡引起虚焊 3 IC的选用 常见问题分析 内角IC因引脚很短很难上锡 且在SMT贴装时会因FPC平整度不及 PCB贴装时易产生虚焊 短焊 另因内角IC焊脚在器件里面外观很难用肉 眼看出不良 且目前公司没有AOI检测设备 品质很难掌控 所建议IC不 采用内脚 尽量采用外脚 并使用IC时能提供IC的烧录原程式便于测试 IC脚在器件里面 无法肉眼辩别上锡良好 常见问题分析 4 侧发光灯选用 焊脚异型 以上型号侧发光灯焊脚异型 上锡不良 推力达不到 易虚焊 一次性 通过良率20 返工率很高 建议不选用此器件改用焊脚正规器件 BL HJEGKB534S TRB 常见问题分析 三 DOME片设计 D
15、OMEFPC 贴合 1 DOME片反折PET设计 如下图所示 因设计DOME焊盘到边太近易进灰尘 所为了防尘DOME两 边多出PET 如下阴影区 反折FPC钢片的反面 因宽度较小PET且长反折 后老翘开 后再压回又翘起来回的动作产线很难操作影响非常低且品质得不到 保证 所此种设计很不理想 建议直接加大侧键的结构宽度来避免此种问题 常见问题分析 2 DOME防呆设计 如下图所示 DOME片各处外形设计调头贴合后都一致 唯一的区别是锅仔 中心到两边的距离相差1MM 如此完全靠人工辩别非常困难产线很容易贴错 所建议做防呆设计防止此类不良 比如调动其中一个孔 钢片也须同类设计 锅仔中心到两边距只相差1
16、MM 旋转180度后对比 可调动其中一个孔来防呆 常见问题分析 四 胶纸设计 1 背胶撕手位设计 如下图所示 背胶为手工贴合 FPC生产过程中背胶采用条贴或 整张贴合效率较高 背胶相对于FPC边缘 内缩 只能单件贴合 背胶延伸到FPC边 缘 可以条贴 条贴示意图 常见问 题 分 析 2 背胶贴合区域设计 如下图所示 背胶贴到板边 便于条贴提高效率 常见问 题 分 析 3 背胶数量及宽度设计 4 背胶及补强位置设计 常见问 题 分 析 如下图所示 胶纸离焊盘需在0 5MM以上 保证焊盘不易粘胶 补 强与元件同一面时须离焊盘2MM以上才能保证刷上锡膏 常见问 题 分 析 五 测试板的设计 如果测试板无需屏蔽或是没有地线屏蔽无 法接地建议取消屏蔽膜可以降低FPC成本 连接器反面的补强尽可能选择FR4材质可降 低补强板的成本 测试板共用化见表格 Microsoft Excel 工作表 常见问 题 分 析 六 侧按键板与双面闪光灯的设计 按键反面的补强尽可能采用FR4材质这样可以降 低补强板的成本 弯折区尽量只走单面线加强弯折柔软度 侧按键 面与闪光灯背面尽量不走线只留下焊盘与手指这 样可省掉一
