FC基础知识培训教材PPT课件.ppt
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1、第1页FPC 基础知识-定义b定义:FPCFlexible Printed Circuit柔性电路板又称挠性电路板;简称软板,以聚脂薄膜或聚酰亚胺为基材,通过蚀刻在铜箔上形成线路而制成的一种具有高度可靠性,绝佳挠曲性的印刷电路。什么叫FPC?第2页FPC 基础知识-产品特性b体积小、重量轻 满足高密度、小型化、轻量化、薄型化、高可靠方向发展的需要 b高度挠曲性 在三维空间内任意移动和伸缩,从而达到元件装配和导线连接一体化 第3页FPC 基础知识-产品用途b照相机、摄影机bCD-ROM、DVDb硬驱、笔记本电脑b电话、手机b打印机、传真机b电视机b医疗设备b汽车电子b航空航天及军工产品第4页FP
2、C 基础知识-产品用途第5页FPC 基础知识-产品用途第6页第7页第8页第9页软板的分类按导体层数可分为单面板、双面板、多层板按导体层数可分为单面板、双面板、多层板bb单面板:只有一面导体。单面板:只有一面导体。bb双面板:有上下共两面导体,两层导体之间要建立电气连接必须双面板:有上下共两面导体,两层导体之间要建立电气连接必须通过一个桥梁通过一个桥梁导通孔(导通孔(viavia)。导通孔是孔壁上镀铜的小洞,)。导通孔是孔壁上镀铜的小洞,它可以与两面的导线相连接。它可以与两面的导线相连接。bb 多层板:含有三层或以上的导体,布线更精密。多层板:含有三层或以上的导体,布线更精密。bb硬板的层数除了
3、单面板,基本都是偶数层,如硬板的层数除了单面板,基本都是偶数层,如2 2层、层、4 4、6 6、8 8层等,层等,很少有奇数层,主要是因为奇数层叠构不对称,容易板翘。而软很少有奇数层,主要是因为奇数层叠构不对称,容易板翘。而软板则不同,不存在板翘的问题,所以板则不同,不存在板翘的问题,所以3 3层、层、5 5层等都很常见。层等都很常见。第10页FPC 基础知识-构成示意图一、单面板一、单面板 聚酰亚胺(Polyimide)PI铜箔(copper)聚酰亚胺(Polyimide)PI补强板(Stiffener)胶(Adhesive)胶(Adhesive)导体层覆盖膜(Coverlay)基材(Bas
4、e material)第11页FPC 基础知识-构成示意图二、双面板二、双面板 聚酰亚胺(Polyimide)铜箔(Copper)聚酰亚胺补强板(Stiffener)镀铜铜箔(Copper)聚酰亚胺(Polyimide)铜箔(Copper)PolyimidePlated copper铜箔(Copper)胶(Adhesive)胶(Adhesive)胶(Adhesive)胶(Adhesive)胶(Adhesive)胶(Adhesive)导通孔覆盖膜(Coverlay)覆盖膜(Coverlay)基材(Base material)第12页铜箔分类铜箔分为电解铜和压延铜铜箔分为电解铜和压延铜电解铜,又叫
5、电解铜,又叫EDED铜,英文全称:铜,英文全称:Electro-Deposited copperElectro-Deposited copper压延铜,又叫压延铜,又叫RARA铜,英文全称:铜,英文全称:Rolled Annealed copperRolled Annealed copper二者的对比:二者的对比:压延铜压延铜 电解铜电解铜成本成本 高高 低低挠挠折性折性 好好 差差纯度纯度 99.9%99.8%99.9%99.8%微观结构微观结构 片状片状 柱状柱状所以动态弯折的应用必须要用压延铜,比如折叠、滑盖手机的连所以动态弯折的应用必须要用压延铜,比如折叠、滑盖手机的连接板,数码相机的
6、伸缩部位的连接板。而电解铜除了价格优势外,接板,数码相机的伸缩部位的连接板。而电解铜除了价格优势外,还有因其柱状结构,更适合微细线路的制作。还有因其柱状结构,更适合微细线路的制作。第13页铜箔制作 电解铜顾名思义就是通过电解的方法使电解液中的铜离子转电解铜顾名思义就是通过电解的方法使电解液中的铜离子转化成化成铜单质,而形成的铜箔铜单质,而形成的铜箔 。压延铜就是通过碾压铜胚而形成的铜箔。压延铜就是通过碾压铜胚而形成的铜箔。第14页铜箔(copper foil)软板的基铜厚一般常用的有软板的基铜厚一般常用的有1/3OZ1/3OZ,0.5OZ,1OZ0.5OZ,1OZ等厚度规格。非常规等厚度规格。
7、非常规的铜厚有的铜厚有1/4OZ,3/4OZ1/4OZ,3/4OZ和和2OZ2OZ等。等。1OZ1OZ约约35um35umOZ(OZ(中文名:盎司中文名:盎司),实际上是重量单位,等于,实际上是重量单位,等于1/161/16磅,约磅,约28.3528.35克克而在电路板行业里面,是把而在电路板行业里面,是把1OZ1OZ重量的铜平铺在一平方英尺的重量的铜平铺在一平方英尺的面积内对应的厚度定义为面积内对应的厚度定义为1OZ1OZ。所以客人有时要求铜是。所以客人有时要求铜是28.3528.35克,我克,我们第一时间就要想到这是要求们第一时间就要想到这是要求1OZ1OZ的铜。的铜。第15页PI膜(聚酰
8、亚胺)如前面的结构图,在基材和覆盖膜中都有一层起电气绝缘作用的如前面的结构图,在基材和覆盖膜中都有一层起电气绝缘作用的薄膜薄膜polyimidepolyimide,简称,简称PIPI膜,中文名称:聚酰亚胺。客人有时会膜,中文名称:聚酰亚胺。客人有时会提到材质提到材质KaptonKapton,其实也就是,其实也就是PIPI,只不过这是特指美国杜邦公司的,只不过这是特指美国杜邦公司的PIPI,KaptonKapton是杜邦公司为其生产的是杜邦公司为其生产的PIPI注册的商品名。注册的商品名。FPCFPC中一般常用的规格是:中一般常用的规格是:0.5mil 0.8mil 1mil 2mils0.5m
9、il 0.8mil 1mil 2milsMil(Mil(密耳)是一长度单位,等于密耳)是一长度单位,等于25.4um25.4um。电路板常用的单位及其换算:电路板常用的单位及其换算:英尺(英尺(foot)foot)简写为简写为英寸(英寸(inch)inch)简写为简写为”1 1=12=12”1mm=1000um 1mm=1000um1 1”=1000mil 1u=1000mil 1u”=0.0254um 1mm=39.4mil 1um=39.4u=0.0254um 1mm=39.4mil 1um=39.4u”第16页PET膜(聚酯)在在FPCFPC的定义中,我们还提到了一种物质的定义中,我们还
10、提到了一种物质聚酯。英文名聚酯。英文名PolyesterPolyester,简称,简称PETPET。它与。它与PIPI在软板中的作用是一样的,起机械支在软板中的作用是一样的,起机械支撑撑和电气绝缘作用。客人有时会提到一种材质和电气绝缘作用。客人有时会提到一种材质MylarMylar,其实也就是,其实也就是PETPET,只不过这是特指美国杜邦公司,只不过这是特指美国杜邦公司(Dupont)(Dupont)的的PETPET,MylarMylar是杜邦公是杜邦公司为其生产的司为其生产的PETPET注册的商品名。注册的商品名。与与PIPI相比,相比,PETPET的价格要便宜很多,但是它的尺寸稳定性不的
11、价格要便宜很多,但是它的尺寸稳定性不好,好,耐温性也较差,不适合耐温性也较差,不适合SMTSMT贴装或波峰焊接。一般只用于插拔的连贴装或波峰焊接。一般只用于插拔的连接排线。接排线。第17页FCCL(柔性覆铜板)FCCLFCCLFlexible Copper Clad Laminate,Flexible Copper Clad Laminate,柔性覆铜板,就是我们柔性覆铜板,就是我们常说常说的柔性基材。的柔性基材。柔性基材又可分为带胶基材和无胶基材。柔性基材又可分为带胶基材和无胶基材。带胶基材带胶基材:adhesive-coated laminate,:adhesive-coated lami
12、nate,成本低,应用广。长期工作成本低,应用广。长期工作温度约温度约105 105。无胶基材无胶基材:adhesiveless laminate,:adhesiveless laminate,成本高,柔韧性好,尺寸稳定性成本高,柔韧性好,尺寸稳定性高高,TgTg在在200200以上。长期工作温度可达以上。长期工作温度可达130 130。第18页FCCL(柔性覆铜板)第19页常规基材配置带胶基材带胶基材无胶基材无胶基材PIPIADADCUCUPIPICUCU0.5mil0.5mil12um12um13um13um1/3OZ1/3OZ0.5OZ0.5OZ0.5mil0.5mil1/3OZ1/3O
13、Z0.5OZ0.5OZ1mil1mil13um13um20um20um0.5OZ0.5OZ1OZ1OZ1mil1mil1/3OZ1/3OZ0.5OZ0.5OZ1OZ1OZ2mil2mil20um20um0.5OZ0.5OZ1OZ1OZ2mil2mil0.5OZ0.5OZ0.8mil0.8mil1/3OZ1/3OZ0.5OZ0.5OZ第20页FPC 基础知识-加工流程一、单面板流程一、单面板流程 下料(Cutting)贴膜(Dry film)钻孔(Drilling)曝光(Exposure)显影(Developing)蚀刻(Etching)剥膜(Stripping)第21页FPC 基础知识-加工流
14、程 补强(stiffener)表面处理(finish)层压(Laminating)出货(Delivery)包装(Packing)叠层(Lay up)层压(Laminating)丝印(Silkscreen)冲裁(Punching)第22页FPC 基础知识-加工流程二、双面板流程二、双面板流程 下料(Cutting)贴膜(Dry film)钻孔(Drilling)曝光(Exposure)显影(Developing)蚀刻(Etching)剥膜(Stripping)沉铜(Immersion copper)镀铜(Plating copper)与单面板的不同之处第23页FPC 基础知识-加工流程 补强(s
15、tiffener)表面处理(finish)层压(Laminating)出货(Delivery)包装(Packing)叠层(Lay up)层压(Laminating)丝印(Silkscreen)冲裁(Punching)第24页下料(cutting)bb由于买回来的材料(基材、覆盖膜)一般都是卷装的,幅宽由于买回来的材料(基材、覆盖膜)一般都是卷装的,幅宽250mm250mm,长度,长度100100米。而生产板的长度一般不超过米。而生产板的长度一般不超过300mm300mm,所以就需要将,所以就需要将长料用人工或机器裁成小块长料用人工或机器裁成小块,即生产板,工作板。即生产板,工作板。第25页钻孔
16、(drilling)bb在基材、覆盖膜或补强板上按要求钻出一定大小和数量的圆孔或在基材、覆盖膜或补强板上按要求钻出一定大小和数量的圆孔或槽孔。注意:方形孔或其它不规则形状的孔无法用钻孔实现,需槽孔。注意:方形孔或其它不规则形状的孔无法用钻孔实现,需要用钢模冲制或激光切割。要用钢模冲制或激光切割。第26页沉铜(Cu Immersion)bb一种自身的催化氧化还原反应。在沉铜过程中一种自身的催化氧化还原反应。在沉铜过程中CU2+CU2+离子得到电子离子得到电子还原为金属铜,沉积在表面和孔壁上。沉铜的厚度有限,约还原为金属铜,沉积在表面和孔壁上。沉铜的厚度有限,约0.5-0.5-2um.2um.主要
17、是在孔壁上形成一层薄薄的铜,为后续的电镀铜提供电主要是在孔壁上形成一层薄薄的铜,为后续的电镀铜提供电流通路。流通路。第27页电镀铜(copper plating)bb由于之前的沉铜厚度只有由于之前的沉铜厚度只有0.5-2um0.5-2um,太薄了,可靠性不足,所以需,太薄了,可靠性不足,所以需要继续通过电镀铜加厚,厚度可达要继续通过电镀铜加厚,厚度可达12-30um12-30um。第28页贴干膜(dry film lamination)bb将干膜(光致抗蚀膜)通过一定的压力、温度粘贴于基材上。将干膜(光致抗蚀膜)通过一定的压力、温度粘贴于基材上。bb注意事项:温度、压力、速度注意事项:温度、压
18、力、速度第29页曝光(exposure)bb利用光感应方式,将曝光光源通过制品线路形状的菲林(胶片),利用光感应方式,将曝光光源通过制品线路形状的菲林(胶片),照射到干膜上,使之感光。被光射到的干膜形成保护层,未被光照射到干膜上,使之感光。被光射到的干膜形成保护层,未被光射到的感光膜不会形成保护层,在显影工序会被显影掉,露出待射到的感光膜不会形成保护层,在显影工序会被显影掉,露出待蚀刻的铜。蚀刻的铜。怎么回事呢?第30页曝光示意图曝光菲林(胶片)曝光光源曝光工程铜箔基板胶片干膜第31页显影铜箔基板胶片干膜显影(developing)bb用显影液用显影液(碳酸钠碳酸钠)将未被光射到的干膜洗去,以
19、露出将未被光射到的干膜洗去,以露出待蚀刻或电镀或其他处理的铜面。待蚀刻或电镀或其他处理的铜面。bb注意事项:了解需使用化学药品的性质,并小心操作。注意事项:了解需使用化学药品的性质,并小心操作。THANK YOUSUCCESS2023/4/932可编辑第33页蚀刻(etching)蚀刻铜 箔基板胶片干膜bb将显影后产品上无干膜覆盖的铜箔蚀刻掉,以形成所将显影后产品上无干膜覆盖的铜箔蚀刻掉,以形成所需的线路需的线路 。bb注意事项:了解需使用化学药品的性质,并小心操作。注意事项:了解需使用化学药品的性质,并小心操作。第34页剥膜(stripping)剥膜铜箔基板胶片bb将蚀刻后剩下的干膜剥离,直
20、接露出来的铜即为所需将蚀刻后剩下的干膜剥离,直接露出来的铜即为所需的线路。的线路。bb注意事项:了解需使用化学药品的性质,并小心操作。注意事项:了解需使用化学药品的性质,并小心操作。第35页bb阻焊又称防焊,阻焊又称防焊,solder masksolder maskbb阻焊的作用:阻焊的作用:表面绝缘表面绝缘 保护线路,防止线路伤痕保护线路,防止线路伤痕 防止导电性异物掉入线路中引起短路防止导电性异物掉入线路中引起短路bb阻焊材质有两种:油墨和覆盖膜阻焊材质有两种:油墨和覆盖膜bb用于做阻焊的油墨,一般都是感光型的,称为液态感光油墨,用于做阻焊的油墨,一般都是感光型的,称为液态感光油墨,Liq
21、uid Photo-Imageable,Liquid Photo-Imageable,简称简称LPILPI。一般有绿色,黑色,白色,。一般有绿色,黑色,白色,红色,黄色,蓝色等。红色,黄色,蓝色等。bb覆盖膜,覆盖膜,coverlaycoverlay,一般有黄色(有的叫琥珀色,一般有黄色(有的叫琥珀色,Amber),Amber),黑色和黑色和白色。黑色的遮光性好,白色的反光率高,可以代替白色油墨用白色。黑色的遮光性好,白色的反光率高,可以代替白色油墨用于背光源软板。于背光源软板。阻焊第36页阻焊比较bb软板既可以用油墨阻焊,也可以用覆盖膜阻焊,那么二者之间优劣对比软板既可以用油墨阻焊,也可以用
22、覆盖膜阻焊,那么二者之间优劣对比如何呢?请见下表:如何呢?请见下表:成本成本耐折性耐折性对位精度对位精度最小阻最小阻焊桥焊桥最小开最小开窗窗特殊形状特殊形状的窗口的窗口油墨油墨低低差差高高0.15mm0.15mm0.2mm0.2mm可以可以覆盖膜覆盖膜高高好好低低0.2mm0.2mm0.5mm0.5mm不能做不能做“回回“形开形开窗窗第37页阻焊比较bb从上表可以看出,覆盖膜的耐折性是要优于油墨,所以软板上需要弯折从上表可以看出,覆盖膜的耐折性是要优于油墨,所以软板上需要弯折的部位都是用覆盖膜阻焊的。而油墨的对位精度高,焊盘密集的地方,的部位都是用覆盖膜阻焊的。而油墨的对位精度高,焊盘密集的地
23、方,如如BGABGA位置,就需要油墨阻焊了。如下图,一个板子上针对不同的部位位置,就需要油墨阻焊了。如下图,一个板子上针对不同的部位的特点可以采用不同的阻焊材质。的特点可以采用不同的阻焊材质。第38页bb首先,用钻孔或模冲或激光切割方式将覆盖膜上的开窗成型,操首先,用钻孔或模冲或激光切割方式将覆盖膜上的开窗成型,操作人员再手工将覆盖膜按照焊盘位置叠在基材上,然后再借助压作人员再手工将覆盖膜按照焊盘位置叠在基材上,然后再借助压机的高温、高压将胶溶化使覆盖膜与铜线完全贴合,粘性更牢固。机的高温、高压将胶溶化使覆盖膜与铜线完全贴合,粘性更牢固。覆盖膜流程铜箔基板胶片覆盖膜第39页bb表面处理的作用:
24、防止铜面氧化、提供焊接或邦定层。表面处理的作用:防止铜面氧化、提供焊接或邦定层。bb一般有以下几种表面处理方式。一般有以下几种表面处理方式。vv防氧化防氧化(OSP:Organic solderability preservatives)(OSP:Organic solderability preservatives)vv镀镍金(镀镍金(Plating Ni/Au)Plating Ni/Au)vv沉镍金(沉镍金(ENIG:Electroless Nickel Immersion Gold)ENIG:Electroless Nickel Immersion Gold)vv镀锡(镀锡(Platin
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