薛 煒,陸繼芬
1.江蘇省蘇州維信電子有限公司,江蘇蘇州 215000
2.江蘇省張家港農村商業銀行德積支行,江蘇張家港 215635
當前FPC(柔性印制電路)行業,RTR(Roll To Roll卷對卷)生產已經成為新的發展方向。該工藝依靠自動化作業,減少人員以及HANDLING操作帶來的不可控因素,提高產品良率,是集成、大規模作業的首選。同時部分薄板設計如果沿襲傳統單張(PANEL FORM)作業方式,已經無法進行生產加工。目前多數RTR制作僅為單面板、或雙面內層,無需電鍍導通孔。下面介紹高層次產品——RTR雙面導通孔Button Plating設計與工藝流程:

從上圖可知,鍍銅品質非常關鍵,起著整個流程的承上啟下作用。

流程 設備 備注鉆孔 ESI LASER (UV)除膠等離子清洗PLASMA (PE)曝光 全自動曝光機 AUTOMA DES Schmid 水平線 CuCl2體系蝕刻液鍍碳 Schmid 水平線 使用OMG藥水鍍銅 水平鍍銅 使用OKUNO藥水壓合 快壓機 頂瑞裁切 切張機 BEAK

流程 問題 解決方案Laser鉆孔1鉆孔不透、留銅2表面留膠1測定選用合適參數2使用特定承載膜,后道除膠

曝光 對位偏移 漲縮系數同步板面鍍銅1厚度不均、厚度超差2粗糙、壓點1電流參數與速度核定,切片確認2鍍液光劑、整平劑CVS分析確認;線體滾輪確認無異物壓點蝕刻 線路斷開短路線寬超差檢查干膜壓合制程有無氣泡檢查曝光底片并清潔,確保無定點次品確認蝕刻參數保護膜壓合氣泡,脫層異物流膠確認材料合適,確認壓合參數、程式正確確認保護膜來料無碎屑、雜物壓合參數檢查
我們曾經卷對卷制作一雙面板(Button Plating),在前制程沒有遇到大的麻煩,但后道壓保護膜時,發現100%脫層報廢,分析次品發現主要集中在鍍銅孔環邊,一些相鄰線路區也受影響。次品如圖1:

圖1

圖2
分析鍍銅孔切片,發現切片銅厚稍大,規格要求10Um~18Um,實際厚度大約20Um(如圖2)。檢查保護膜材料,膠厚度為15Um,常規來說,這樣的鍍銅厚度不至于保護膜壓合脫層(一般膠的填敷能力至少為60%~70%),但也快接近底線了,有潛在的風險。
再次核對次品,發現部分鍍通孔有偏移,曝光對位不準,部分相切,有的甚至破孔,偏出焊盤。如圖3:

圖3
這就比較好解釋氣泡、脫層的原因,實際相切的點,基材加鍍銅厚度(12Um+20Um)超30Um,臺階太高,膠的填敷度不足50%,脫層現象不足為怪。當初壓干膜做線路,20Um干膜能不產生氣泡,是因為沒有大的臺階,AOI檢查并沒有出現異常比例線路斷開不良。
針對該異常,我們建議以下幾個改善方案:
要求設計更改保護膜材料,使用25um的膠厚度;
鍍銅厚度降低,將厚度控制在15Um以下;
控制鍍銅對位精度,確保精準。使用3Mil+2Mil的焊盤設計,使孔環處有一定的梯度下降,起緩沖作用。
第一條建議遭拒絕,原因為本設計用于手機滑蓋項目,膠厚度影響Sliding次數。后續控制鍍銅厚度及曝光對位,生產中沒有出現孔破及類似原因的脫層。
總之,RTR是個全新的FPC工藝制程,應對當前的精細線路、HDI以及Button Plating設計要求,該工藝有著無可替代的優勢。在曝光對位方面,如果能夠引用LDI(Laser Direct Image)方式,可以有效提高曝光精度,解決偏孔問題,同時解決曝光底片定點次品。
[1]印制電路資訊,2007,9.
[2]祝大同編著.印制電路用覆銅箔層壓板新技術.