Pretratarea substratului: Asigurarea unei legături mai puternice între folie de cupru și substrat
În timp ce substratul și folia de cupru ale PCB-urilor rigide obișnuite se leagă strâns, substratul PI al FPC-urilor are o suprafață netedă, necesitând un tratament special pentru a asigura o aderență fermă a foliei de cupru. În timpul pretratării, gropi mici sunt gravate în filmul PI folosind o soluție chimică (cum ar fi hidroxid de sodiu), urmată de un promotor de aderență (similar cu „clei”) și, în final, presare la cald pentru a lega folia de cupru de substrat. Experimentele la o fabrică de FPC arată că aderența foliei de cupru pretratate poate ajunge la 0,8 N/mm, de două ori mai mare decât a foliei netratate, făcând-o mai puțin predispusă la detașare în timpul îndoirii.
Controlul precis al temperaturii și timpului de pretratare este crucial. Temperatura excesivă (peste 120 de grade) poate provoca deformarea substratului PI, în timp ce o temperatură insuficientă duce la o performanță slabă a tratamentului. O linie de producție a stabilizat temperatura de pretratare la 100 grade ± 2 grade timp de 3 minute, îmbunătățind consistența aderenței foliei de cupru la peste 95%.
Fabricarea circuitelor: Gravarea circuitelor pe un „film elastic”
Fabricarea circuitelor pentru FPC-uri este similară cu cea a PCB-urilor rigide, implicând fotolitografie și gravare, dar este mai dificilă. Deoarece substratul PI se extinde și se contractă cu căldură, este necesară adsorbția în vid în timpul expunerii pentru a fixa substratul plat și a preveni deformarea circuitului. Un FPC de înaltă-densitate (0,1 mm distanță între linii) care folosește o mașină de expunere de-înaltă precizie cu o platformă de adsorbție în vid a realizat controlul abaterii liniei cu ±10μm, o îmbunătățire cu 60% față de ±25μm a mașinilor de expunere obișnuite.
În timpul gravării, se folosește o soluție acidă (cum ar fi clorură ferică) pentru a îndepărta excesul de folie de cupru, păstrând liniile necesare. Viteza de gravare pentru FPC-uri este cu 30% mai mică decât pentru PCB-urile rigide, deoarece gravarea excesiv de rapidă poate provoca bavuri pe marginile liniei. Un anumit FPC are o distanță între linii de 0,08 mm. Prin reducerea vitezei de gravare (de la 1 m/min la 0,7 m/min), rugozitatea marginii liniei a fost redusă de la 5μm la 2μm, prevenind scurtcircuitele între liniile adiacente.
Laminarea filmului de copertă: oferirea liniilor un „costum de protecție”
Laminarea filmului de acoperire este un proces critic unic pentru FPC. Mai întâi, pe filmul de acoperire se aplică un strat de adeziv termorigid. Apoi, filmul de acoperire este aliniat cu liniile prin orificiile de poziționare și, în final, este presat împreună cu o presă fierbinte (temperatura 160 grade, presiune 0,5 MPa, timp 30 secunde). Trebuie evitate bulele de aer în timpul laminării, în caz contrar, liniile vor deveni umede și se vor oxida. Un producător de FPC folosește o metodă de „laminare-cu-pas cu-: în primul rând, pre-apăsarea la -temperatură scăzută (100 de grade ) elimină aerul, apoi laminarea-la temperatură ridicată reduce rata de bule de la 5% la 0,5%.
Grosimea foliei de acoperire este foarte importantă. Filmele de acoperire subțire (25μm) oferă o flexibilitate mai bună, dar o protecție puțin mai mică; foliile de acoperire mai groase (50μm) oferă o protecție puternică, dar cresc stresul atunci când sunt îndoite. Smartwatch-urile FPC folosesc de obicei folii de acoperire cu grosimea de 35 μm pentru a atinge un echilibru între flexibilitate și protecție.
Perforare și formare: tăiere în forma necesară
FPC-urile trebuie tăiate în forme specifice în funcție de structura dispozitivului, utilizând în mod obișnuit ștanțarea cu matriță sau tăierea cu laser. Perforarea matrițelor este potrivită pentru producția de masă, cu o precizie de ± 0,1 mm. De exemplu, perforarea matrițelor este utilizată pentru producția în masă a FPC-urilor pentru telefoane mobile, realizând o eficiență de 50 de bucăți pe minut. Tăierea cu laser este potrivită pentru loturi mici sau forme complexe, cu o precizie de ±0,05 mm. De exemplu, FPC-urile cu formă neregulată pentru dispozitive medicale sunt tăiate cu laser-pentru a se potrivi perfect cu structura curbată a dispozitivului.
Marginile tăiate trebuie să fie netede și fără bavuri; în caz contrar, îndoirea va rupe folia de acoperire. Parametrii de tăiere cu laser ai unui anumit FPC au fost optimizați (putere 10W, viteză 50mm/s), rezultând o rugozitate a muchiei Ra Mai mică sau egală cu 1μm, o îmbunătățire cu 67% față de 3μm neoptimizat.
Tratarea suprafeței: Sunt necesare atât lipirea, cât și rezistența la oxidare.
Îmbinările de lipit FPC necesită tratament de suprafață, în mod obișnuit placare cu aur prin imersie și staniu. Straturile de aur de imersie sunt subțiri (0,05-0,1 μm), nu afectează flexibilitatea și sunt potrivite pentru îmbinările de lipire cu pas fin- (de exemplu, așchii cu pas de 0,3 mm). Straturile de placare cu staniu sunt puțin mai groase (1-3μm), costuri mai mici, dar pot produce mustăți de staniu (cristale fine de staniu) atunci când sunt îndoite. Temperatura de coacere după placarea cu tablă (125 de grade, 2 ore) trebuie controlată pentru a suprima creșterea mustaței. Un anumit senzor auto FPC a fost placat cu tablă, iar după coacere, lungimea mustații de tablă a fost controlată la sub 5 μm, respectând standardele de siguranță electronică auto.
Proces de armare: Adăugarea unei plăci rigide în zonele critice
În timp ce FPC este flexibil, zonele în care componentele sunt lipite necesită un anumit grad de rigiditate; în caz contrar, se va produce deformare în timpul lipirii. Prin urmare, o placă de armare (materialele pot fi PI, tablă de oțel sau placă de rășină epoxidică), cu o grosime de 0,1-0,5 mm, este atașată la spatele FPC folosind adeziv. Deviația de poziție a plăcii de armare nu trebuie să depășească ±0,1 mm, altfel va obstrucționa îmbinările de lipit. Într-o brățară inteligentă, după atașarea unei plăci de armare PI de 0,3 mm grosime la îmbinările de lipire a bateriei, randamentul de lipit a crescut de la 90% la 99%.