FPC模具知识讲解.docx

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FPC模具知识讲解

作为FPC后段工站中非常重要的工站，冲型工站显得犹为重要而模具更是举足轻重，因模具设计、制作不合理的状况时常发生，从而影响品质、影响进度、影响交期。

本人认为PFC模具设计应注意以下几点:

①模具钢材的选用

②模具厂制作工艺水平

③模具的结构设计

④模具穴数的多少

⑤模具定位PIN的布局

⑥模具的预涨预缩

1.模具钢材的选用

目前市场钢材很多，国产的，进口的种类繁多，但大部分厂家都使用进口的，如：

日本HITACHI，瑞典ASSAB，德国SSE，奥地利BOHLER，普通反映效果都较好，作为FPC模具选用肯定是优质模具专用钢材，要求硬度较高，淬透性好，线切割应力小，如日本：

SKD61，SKD11。

2.模具厂制作工艺

由于FPC要求的形状精度和位置精度要求都很高，所以对模具的本身的加工工艺提出的高要求，一般来讲都要求慢走丝进行线切割，线切割的质量是影响模具使用效果的重要因素之一，这跟机器的等级和工人的技术水平密切相关，而模具的组立过程则是工艺过程后段重点，相当关键。

而同时还应该考虑的是热处理时模具公模，母模要求相差8-10度，便于修模。

3.模具结构设计

模具结构设计是五金冲模中比较简单的，分落料型，面出型，对于冲盖膜，热固胶膜，冲电镀线，PI及FR4等加强片时用落料型，因为这些物料都不易变形，而且效率也较高；对于外形为了保证不变形，再加上往往都有机构孔，都采用面出型；另外不锈钢补强片由于采取落料会引起变形所以都采用面出型的。

．

模具穴数的多少4.

为了达到产能，效率穴位当然越多越好，但由受到冲床平台大小限制及模具稳定性

基材本身安定性的影响，产品形状导致的排版数量，同时还要考虑到模具成FPC的影响及一般来讲FPC模具一出一，一出二比较常见。

本及结构是否合理，对于公差要求高的产品,模具定位PIN的布局5.

模具也不例外，冲压模具要求受力要平衡，FPC定位PIN的作用起到定位待冲产品。

的位置也应该尽量分布在产品的周围。

但模具外形应该尽量开在模具中间，所以定位PIN定同时也要考虑到产品本身要求的地方，比如手指及中心距公差要求特别要求严格的地方，尽量靠近。

PIN位模具的预涨预缩6.

，由于模具很难+/-0.05MM对于产品公差要求高的地方，特别是金手指，如果要求在

对模具手指就需要对模具作技术处理，达到此公差，且考虑到模具使用一定程度后会磨损，仅手2条，经过技术处理后不良，部分进行单边预缩0.02，要求模具加工厂在加工时就预缩以上的不良。

10%指不良率只到1%左右,如果不技术处理有

（制造工艺全解三）双面FPC

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2008-1-25类别：

行业知识发布时间：

制造工艺FPC双面-表面电镀FPC．

柔性印制板的电镀种类非常多，在本章仅介绍通用电镀。

1．FPC电镀

（1）FPC电镀的前处理柔性印制板FPC经过涂覆盖层工艺后露出的铜导体表面可能会有胶黏剂或油墨污染，也还会有因高温工艺产生的氧化、变色，要想获得附着力良好的紧密镀层必须把导体表面的污染和氧化层去除，使导体表面清洁。

但这些污染有的和铜导体结合十分牢固，用弱的清洗剂并不能完全去除，因此大多往往采用有一定强度的碱性研磨剂和抛刷并用进行处理，覆盖层胶黏剂大多都是环氧树脂类而耐碱性能差，这样就会导致粘接强度下降，虽然不会明显可见，但在FPC电镀工序，镀液就有可能会从覆盖层的边缘渗入，严重时会使覆盖层剥离。

在最终焊接时出现焊锡钻人到覆盖层下面的现象。

可以说前处理清洗工艺将对柔性印制板F{C的基本特性产生重大影响，必须对处理条件给予充分重视。

（2）FPC电镀的厚度电镀时，电镀金属的沉积速度与电场强度有直接关系，电场强度又随线路图形的形状、电极的位置关系而变化，一般导线的线宽越细，端子部位的端子越尖，与电极的距离越近电场强度就越大，该部位的镀层就越厚。

在与柔性印制板有关的用途中，在同一线路内许多导线宽度差别极大的情况存在这就更容易产生镀层厚度不均匀，为了预防这种情况的发生，可

以在线路周围附设分流阴极图形，吸收分布在电镀图形上不均匀的电流，最大限度地保证所有部位上的镀层厚薄均匀。

因此必须在电极的结构上下功夫。

在这里提出一个折中方案，对于镀层厚度均匀性要求高的部位标准严格，对于其他部位的标准相对放松，例如熔融焊接的镀铅锡，金属线搭（焊）接的镀金层等的标准要高，而对于一般防腐之用的镀铅锡，其镀层厚度要求相对放松。

（3）FPC电镀的污迹、污垢刚刚电镀好的镀层状态，特别是外观并没有什么问题，但不久之后有的表面出现污迹、污垢、变色等现象，特别是出厂检验时并未发现有什么异样，但待用户进行接收检查时，发现有外观问题。

这是由于漂流不充分，镀层表面上有残留的镀液，经过一段时间慢慢地进行化学反应而引起的。

特别是柔性印制板，由于柔软而不十分平整，其凹处易有各种溶液“积存?

，而后会在该部位发生反应而变色，为了防止这种情况的发生不仅要进行充分漂流，而且还要进行充分干燥处理。

可以通过高温的热老化试验确认是否漂流充分。

FPC表面电镀-双面FPC制造工艺

柔性印制板的电镀种类非常多，在本章仅介绍通用电镀。

2．FPC化学镀

当要实施电镀的线路导体是孤立而不能作为电极时，就只能进行化学镀。

一般化学镀使用的镀液都有强烈的化学作用，化学．

化学镀金液就是值非常高的碱pH镀金工艺等就是典型的例子。

性水溶液。

使用这种电镀工艺时，很容易发生镀液钻人覆盖层之

下，特别是如果覆盖膜层压工序质量管理不严，粘接强度低下，更容易发生这种问题。

置换反应的化学镀由于镀液的特性，更容易发生镀液钻入覆盖层下的现象，用这种工艺电镀很难得到理想的电镀条件。

FPC表面电镀-双面FPC制造工艺

柔性印制板的电镀种类非常多，在本章仅介绍通用电镀。

3．FPC热风整平

热风整平原本是为刚性印制板PCB涂覆铅锡而开发出来的技术，由于这种技术简便，也被应用于柔性印制板FPC上。

热风整平是把在制板直接垂直浸入熔融的铅锡槽中，多余的焊料用热风吹去。

这种条件对柔性印制板FPC来说是十分苛刻的，如果对柔性印制板FPC不采取任何措施就无法浸入焊料中，必须把柔性印制板FPC夹到钛钢制成的丝网中间，再浸入熔融焊料中，当然事先也要对柔性印制板FPC的表面进行清洁处理和涂布助焊剂。

由于热风整平工艺条件苛刻也容易发生焊料从覆盖层的端部钻到覆盖层之下的现象，特别是覆盖层和铜箔表面粘接强度低下时，更聚酰亚胺膜容易吸潮采用热风整，容易频繁发生这种现象。

由于平工艺时，吸潮的水分会因急剧受热蒸发而引起覆盖层起泡甚至．

剥离，所以在进行热风整平之前，必须进行干燥处理和防潮FPC管理。

FPC外形和孔加工

柔性印制板的孔和外形的加工大部分都是采用冲切进行加工的。

然而也并非是惟一的方法，根据情况，可以使用各种不同的方法或组合起来进行加工。

而近来随着要求的高精度化和多样化也导入了新的加工技术。

一、FPC外形和孔加工的技术

目前批量加工FPC使用最多的还是冲切，小批量FPC和FPC样品主要还是采用数控钻铣加工。

这些技术很难满足今后对尺寸精度特别是位置精度标准的要求，现在新的加工技术也正逐步应用，如：

激光蚀刻法、等离子体蚀刻法、化学蚀刻法等技术。

这些新的外形加工技术具有非常高的位置精度，特别是化学蚀刻法不仅位置精度高且大批量生产效率较高，工艺成本较低。

然而这些技术很少单独使用，一般是与冲切法组合使用。

使用目的分类有FPC外形加工、FPC钻孔、FPC槽加工及有关部位的修整等。

形状简单精度要求不太高的都是采用一次性冲切加工。

而对于精度要求特别高的、形状复杂的基板，若用一副模具加工效率不一定达到要求的情况下，可以分几步进行加工FP具体的例子如插入狭小节距连接器的插头部位和高密度安装元，C．

件的定位孔等。

二．FPC导向孔

又称定位孔，一般孔的加工是独立的工序，但必须有和线路图形之间进行定位的导向孔。

自动化工艺是利用CCD摄像机直接识别定位标记进行定位，但这种设备费用高，适用范围有限，一般不使用。

现在使用最多的方法还是以柔性印制板铜箔上的定位标识为基准钻定位孔，这虽然不是新技术，但可以明显地提高精度和生产效率。

为了提高冲切精度，使用精度高且碎屑少的冲孔法加工定位孔。

三、FPC冲切

油压冲床或曲柄冲床上进行冲切是用事先备好的专用模具在孔和外形加工。

现在模具多种多样，其他的工序有时也使用模具。

四、FPC铣切加工

铣切加工的处理时间是以秒为单位，非常短，成本也低。

制作模具不但价格高而且要有一定的周期，很难适应急件的试制和设计更改。

数控铣切加工的数控数据如果和CAD数据一起提供就可以立即进行作业。

每一个工件的铣切加工时间长短直接影响加．

工成本的高低，时间长加工成本也高，所以统调加工适用于价格高量少或试制时间短的产品。

FPC增强板的加工-双面FPC制造工艺

增强板是柔性印制板所特有的，其形态和所使用的材料也是多种多样的，现把一般所通用的步骤示于下图中。

胶黏剂一般都是膜状，二面用离型膜保护。

把撕去一面离型膜的粘接膜贴于增强板上，然后进行外形和孔的加工，而后将其与柔性印制板用热辊层压法层压在一起。

所用材料不同，形状的尺寸精度也不同。

环氧玻布层压板和纸基酚醛层压板的刚性板可用数控钻铣床或模具加工外形和孔。

聚酯和聚酰亚胺膜也可以用刀模进行简易外形加工，一般薄膜状增强板不需要加工微细孔，可用数控钻孔和模具加工。

如果能在较短时间内进行处理或自动化，那么会降低制造成本。

把增强板对好定位贴在已加工好外形和孔的柔性印制板上，这一工序很难实现自动化，而且所占加工费用中的比例大，由于这一作业不得不依靠人工进行，如果一片柔性印制板上需要多片不同材质的增强板，因而成本升高，相反如果设计简单或者使用易于操作的夹具，就会明显地提高生产效率，从而降低成本。

各厂都为改善这一工艺而努力，但仍需要有一定生产技能的人员进行操作。

和热固型，其加工所需要的人工（PSA）增强板的粘接有压敏型

也大不相同。

使用压敏型非常简单，撕去压敏型上的离型膜，与柔性印制板上的位置重合对位之后，在短时间内就可以进行加压，甚至只要用手压下也可以。

当需要一定的粘接强度时用简单的压机施加数秒的压力或通过热压辊就可以了。

使用热固胶黏剂就不那么简单了。

一般需要3～5MPa（30～50kg／cm。

）的压力和160～180℃的高温，必须压制30～60min。

为了不使柔性印制板受到应力影响，增强板部位的压力必须均匀，如果单纯地对增强板部位加压，增强板部位端部因受应力影响有可能造成断线，通常的做法如下图所示。

另外，两面都有离型膜的双面黏结膜，可以用来把柔性印制板、与柔性印制板或柔性印制与刚性印制板黏合在一起，相当于刚性印制板所用的半固片，其加工固化工艺与增强板的层压工艺相同。

FPC检查-双面FPC制造工艺

柔性印制板FPC的检查项目很多，因为刚性印制板PCB仅是起电气连接作用，而柔性印制板FPC不仅具有与刚性印制板PCB这一功能完全相同的功能，还具有可折叠、弯曲运动的功能，故对这一机械性能也必须进行检查以保证质量。

目前对柔性印制板FPC多进行100％的检查。

当然除了FPC断线短路必须检查并有检查设备外，用目视检查的其他项目也还．

很多。

一般线路可以人工肉眼或用放大2～3倍的放大镜检查，但检查高密度线路应使用高倍显微镜。

检验100μm左右的线路应用放大5～10倍的放大镜，50～100μm的线路用放大10～20倍的放大镜，50μm以下的线路应用放大20倍以上的立体显微镜进行检查。

并不是显微镜的放大倍率越高越好，要能高效率的进行检查作业，视野广也是十分重要的。

虽然是高倍率，没有电子图像放大功能也不能提高检查效率。

用自动光学检查仪（AOI，AutomaticOpticalInspection）检验柔性印制板的缺陷还仅停留在一部分的批量生产上。

自动光学检查仪已开始用于卷带工艺，但是自动光学检查仪只能检查线路的缺陷，仅能部分地代替检验人员，而且柔性电路和通常的数字电路不同，常规的自动光学检查仪不能使用，还必须附加专用程序。

对于急剧发展的微细化线路还难以适应。

随着电路的高密度化，使用的显微镜倍率也会相应增大，每单位面积上的检查时间也要延长，柔性印制板检查所需要的工时比例不小，随着线路密度的进一步发展这个比例还会进一步增高。

不良率下降，检查速度就会加快，但是线路的密度不断地向前发展，从检查的立场来看，精密图形线路的合格率不会有明显的提高。

柔性印制板的所有检查项目并不是在最终的工序进行，特别是电路和覆盖的缺陷在工序中进行检验效果更好。

现实是工序中

的检查还不能完全取代最终检验，但对于提高整个生产的效率还是有一定效果的。

FPC包装-双面FPC制造工艺

对柔性印制板成品的包装也应格外注意，并不是随意而简单地把适当数量的柔性板叠在一起。

由于柔性印制板结构复杂，稍受外力就容易损伤，因此包装柔性印制板必须格外小心。

常用的包装方法是把10～20片柔性印制板FPC叠在一起，用纸带把各部位卷好固定在硬纸板上，要避免使用胶带，因为胶带胶黏剂所含有的化学物质如果渗出容易引起端子氧化变色。

基底膜是聚酰亚胺膜时由于容易吸潮，柔性印制板FPC应与硅胶等干燥剂一起装入聚乙烯袋中并密封袋口。

然后将其和缓冲材料装入瓦楞纸箱。

由于柔性印制板FPC形态独特，所以应根据不同的形态采用不同的包装方法。

有的是柔性印制板FPC在冲切外形之前，先将其贴在涂布有弱胶黏剂的聚酯托片上，再用刀模进行半切外形加工（嵌入式冲切），就这样原封不动交给用户，用户可以把柔性印制板FPC取下来组装，也可以先进行组装，组装结束后再从聚酯托膜上取下来。

这种方法只能用于小尺寸的产品上，这无论对柔性印制板FPC制造厂还是对用户都可以大幅度提高工序效率。

最安全可靠的方法是使用专用托盘。

首先应按品种配备好托．

盘，虽然管理比较麻烦，但质量有保证，使用方便，有利于用户装配。

成本不高，用后可丢弃。