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FPC工艺

双面FPC的制造工艺

目

录

01FPC所使用的材料

02设计注意事项

03开料

04孔加工

05孔金属化

06图形转移

07蚀刻

08覆盖膜加工

09端子加工

10外形加工

11增强板加工

12检查

13包装

01FPC所使用的材料

1.1市场选择了聚酰亚胺（PI）

符合FPC要求的材料，有很多种，出众点的，有四种。

但由于性能、价格、

生产技术、专利、易用性等方面的因素影响，最后，杜邦开发的聚酰亚胺（PI）

“KAPTTON-H”独霸了天下。

据统计，目前其已占到整个FPC材料的80％。

我们惯常所说的PI，是指在聚酰亚胺薄膜上涂上环氧树脂或丙烯酸类粘接

剂，制成覆铜板或覆盖膜。

各种软性材料性能对比

聚酰亚胺

聚酯

聚砜

聚四氟乙烯

比重

1.42

21.5

1.38～1.411.24～1.25

2.1～2.2

1.1～3.2

100～350

—

抗拉强度

14.0～24.5

60～165

5.9～7.5

64～110

4.2～4.3

（kg/mm）

拉伸率（％）

边缘抗撕裂强

度（kg/mm2）

17.9～53.6

抗拉裂（传播）0.32，0.5～

0.4，0.5

0.4～3.9

—

强度（kg/mm2）

耐热性（℃）

1.1

400

150

易燃

优

180

自熄

优

260

不燃烧

优

燃烧性

自熄

优

耐有机溶剂性

耐强酸性

良

优

耐强碱性

差

良

优

吸水性（％）

2.7

＜0.8

0.22

＜0.01

介电常数

3.2

3.07

2.0～2.1

（1kMz）

介质损耗因数

（1kMz）

0.0021

275

0.005

300

0.0008

300

0.0002

耐电压（Kv/mm）

体积电阻率（Ω

-cm）

5×10

1×10

5×10

1×10

1.2FPC所用主要材料一览

FPC使用主要材料规格一览

材料名称

厚度规格

聚酰亚胺膜

12.5，25，50，75，125um

15unm～50um

基材

粘结剂

铜箔层

膜层

（12），18，35，70um

12.5，25，50，75，125um

15unm～50um

保护膜

粘合剂

粘结剂层

压敏胶

热固胶

电解

25um～100um

12.5，25，50um

（12），18，35，70um

18，35，70um

铜箔

压延

电镀导体

（1），5，10，15，18，35um

10um～20um

涂覆油墨层

光致阻焊

DF型

油墨型

薄膜

25um50um

10um～20um

12.5，25，50，75，100，125，188um

0.1～2.4mm

FR4

增强板

PET

25um～250um

金属板

酚醛纸板：

没有特别限制

0.5～2.5mm

粘接片

备注：

12.5，25，40，50，75um

（）是指特殊规格加工，需要定制的厚度

这只是大体的材料划分，细致部分，有很多需要注意的点：

比如电解铜箔有

高延展性铜箔和普通电镀铜箔，比如压敏胶有三明治式和纯胶型等，在此就不一

一赘述了，待得有空，另开篇幅专题来讲。

1.3FPC的主材料组成和结构

FPC所使用的材料众多，无法在这里一一展开了讲，但是，其主材料覆铜板

（PI）和保护膜（PI），还是需要在这里讲讲的。

在此，为了方便初识者易于理解，所以以极其简单的图示来表达，待得理解

了基本组成和结构后，如有兴趣，可另觅更深层次的材料钻研。

材料组成

1.覆盖膜

聚酰亚胺

粘合剂

（Bondingsheet）:

粘合剂

2.单/双面覆盖膜

（Bonply）:

聚酰亚胺

粘合剂

3.粘合剂

粘合剂

铜箔

4.单面结构:

粘合剂

聚酰亚胺

铜箔

粘合剂

聚酰亚胺

粘合剂

铜箔

5.单/双结构:

常用组成结构

18um铜箔

1.单/单面压合:

12.5um粘合剂

12.5um聚酰亚胺

35um铜箔

20um粘合剂

25um聚酰亚胺

18um铜箔

12.5um粘合剂

12.5um聚酰亚胺

12.5um粘合剂

18um铜箔

2.单/双面压合:

35um铜箔

20um粘合剂

25um聚酰亚胺

20um粘合剂

35um铜箔

3.覆盖膜:

15um粘合剂

（Bondingsheet）

12.5um聚酰亚胺

25um粘合剂

25um聚酰亚胺

15um粘合剂

4.单/双面覆盖膜

Coverlay:

（Bonply）

12.5um聚酰亚胺

15um粘合剂

25um粘合剂

25um聚酰亚胺

25um粘合剂

02设计注意事项

2.1制前设计流程

绝大多数FPC工厂，几乎是OEM，也就是受客户委托制作空板（或制作空

板+SMT贴装），因此，在这里只讲接收客户资料后的故事。

一般的制前设计流程如下：

客户资料提供

客户资料审查

工厂制前设计

CAD/CAM

Flowchart

TOOLING

AOI

Panelization

Artwork

ElectricalTestNetlist

NCDrillingProgram

NCRoutingProgram

2.2柔性板设计的基本项目

接收订单，下表资料制前设计中必备的项目。

也许，有的客户会提供实物样

品，或者零件图等。

但这些其实属于额外资料，可靠性是大打折扣的。

如果公司

是处于市场战略需要，或者其它商机需要，则可酌情接收。

但工程设计部门要抖

擞起百般精神来应对。

在这里，差之毫厘，可真是谬以千里的。

柔性板设计基本项目

单、双、多

结构（如线路悬空等）

孔（有无通孔）

覆盖层

层的结构

增强板

铜箔层压板

覆盖层

材料

粘结剂

增强板

电镀、OSP、HAL等

形状、尺寸精度

线宽/线隙

插接头及焊盘表面

电路密度

尺寸精度

2.3主要材料选用

FPC的布线、尺寸等很多地方设计，与PCB类似。

主要不同处材料上。

下

面，我将着重讲5个方面的材料及相关特性对比，供设计、工艺人员参考。

2.3.1覆盖层及其与教材的匹配性

FPC的覆盖层，一般包含保护膜、丝印型覆盖层和光致型覆盖层三种。

三种

覆盖层不同，其性能也不同。

覆盖层可加工性对比

耐可材加

最小

孔径

孔可加

工精度

孔位

精度

弯生料工

曲产成成

性性本本

高低高中

类

型

厚度

保护

先开孔①

后开孔②

30um～160umΦ0.5mm

30um～160umΦ0.05mm

±0.2mm

±0.01mm

±0.2mm

±0.03mm

±0.3mm

±0.05mm

±0.5mm

±0.05mm

膜

高低高高

中高低低

低中中中

中高低低

丝印

10um～25um

25um～50um

10um～25um

Φ0.8mm

Φ0.1mm

Φ0.07mm

光致

型

干膜型

液态型

备注：

①所谓先开孔，是指在进行保护膜定位层压前，先在保护膜上加工孔。

②所谓后开孔，是指把保护膜全部层压的FPC上之后，再做孔加工。

保护膜和基材的组合搭配匹配性

基材

有胶基材

无胶基材

保护膜

PI基底

●

PET基底

PI基底

○

有胶PET基底

○

●

○

●

保护膜

PI基底

○

无胶PI基底

PET基

●

丝印类

覆盖层

环氧树脂基

PI树脂基

液态环氧

液态PI

○

●

光致型

覆盖层

DF型丙烯酸类

DF型PI

●

●匹配性良好

○基本可以

×不匹配

2.3.2增加板

在前面的材料介绍中，我已经有涉及到增强板及粘结胶的规格，这里主要给

出增强板的性能对比，供参考：

增加板用材料及性能比较

环氧玻璃布

板

酚醛板

PET

金属板

厚度（mm）

耐浮焊性

实用温度

机械强度

热固胶

0.6～2.4

可

0.1～2.4

良好

0.025～0.250.0425～0.125没有特别限制

不可

～50℃

小

良好

～130℃

小

良好

～130℃

大

～70℃

大

～110℃

大

不可

可

不可

可

自燃性

UL94V-0可UL94V-0可

UL94V-0可

低

UL94V-0可

高

UL94V-0可

中

成本

中

高

■有些厂家能达到UL94V-0阻燃级别，有些达不到

增强板用粘接剂比较

压敏胶

热固胶

厚度

25um～100um

25um～50um

粘接强度

蠕变特性

耐药品性

耐浮焊性

生产率

中

低

高

良好

高

低

良好

高

良好

低

材料成本

加工成本

低

高

2.3.3表面处理

接触端和焊盘表面的处理，因客户的需求不同，也有所不同。

下面，给出了

适合各种用途的表面处理列表：

接触端表面处理

厚度

用途

机械连接

不处理

－

OSP处理

单分子层

～2um（HAL）

5um～15um

预焊，防蚀

防触，焊接

焊接

SMT，FC,连接器

回流焊

15um～25um

～0.1um（闪镀）

～0.5um

焊接用

（镍）/金（硬）

（镍）/金（软）

防蚀用，连接器插入用

连接器用（高可靠性）

压接用

0.5um～1.0um

0.5um～2.0um

焊盘表面处理

厚度

单分子层

～5um

用途

预焊，防蚀

焊接用

OSP处理

HAL

电镀金

～0.1um（闪镀）

20um～50um

5um～10um

～1um

防蚀/焊接用

防蚀/压焊用

焊接用

电镀Sn/Pb

化学镀Sn

氧化锡

焊接用

化学镀金

～0.1um

防蚀用，焊接用

当然，客户实际的需求可能比这个更复杂，以上表格中数据，仅作为一个速

查索引，供参考。

2.3.4孔及尺寸变化问题

2.3.5线路及尺寸变化问题

03开料

FPC的材料绝大部分都是卷材，而带通孔的双面FPC都无法用RTR工艺，

所以需要对材料进行片状开料加工。

FPC的材料非常薄，因此也非常脆弱。

所以开料时特别需要注意对材料的防

护。

如果量小，可采用手工裁剪。

如果量大，就需要自动切片机来切了。

开好的料，最好能用采用设备自动叠放整齐，这样可以有效减少压坑、折痕、

褶皱的问题的发生。

如果需要手工叠，记得一定要采用不易掉纤维的手套，最好是采用乳胶之类

的手套，防止材料表面污染。

如果所裁切的材料是覆铜板，还需要注意压延铜的压延方向。

一般的裁切机，可确保裁切尺寸精度达到±0.3mm之内。

需要注意的是，在制前设计，或者后续加工中，千万不要采用开料边框当做

后工序的定位基准。

04钻孔

FPC基材孔的加工方法有NC钻，机械冲，激光钻，等离子蚀刻、化学蚀刻

等。

理论上，NC钻机目前可钻出0.1mm以下的孔来。

但从生产角度考虑，孔小

于0.25mm时，成本就会大幅度上升，如果孔小于0.15mm时，其生产成本相当

高，工艺难度大，不适于量产。

机械冲孔不是新技术，但有两个问题制约着它：

1）批量冲孔仅限于0.6～

0.8mm；2）开料后加工孔阶段，材料都很大，模具也大，费用太高，成本仍然

太高。

模具冲目前主要还是用在加工保护膜开窗和胶开窗方面。

其余的孔加工法，目前对于普通FPC厂的来说，尚属于“天方夜谭”，所以

这里就不细谈了。

以下是几种孔加工的技术对比：

钻孔技术比较

化学蚀刻

NC钻

等离子蚀孔激光钻孔

冲孔

孔

孔径

盲孔

0.25mm～

困难

0.05mm～

可

0.03mm～

可

0.8mm0.05mm～

不可

良好

中

可

有倾斜

高

垂直性

生产率

良好

有倾斜

中

良好

低

高

05孔金属化

FPC孔金属化的过程，与PCB基本相同，因此在这里也不赘述。

在这里，主要讲讲FPC在金属化孔生产中需要注意的几点：

1）FPC需要使用特殊夹具，确保在化学镀铜缸中不被弄皱；

2）全板镀铜时，也需要能很好固定FPC的夹具，以确保FPC不移动，能获

得良好的镀层，且保证不把板弄皱；

3）如外发，最好发给有FPC生产经验的厂，否则，会变成白老鼠。

06图形转移

图形转移前，先要对铜箔表面进行清洗处理。

主要是目的是为了保证铜表面

清洁，减少蚀刻时造成断线或者短路的机会。

一般工厂采用化学清洗和磨刷处理相结合的方式来处理。

但请注意，如果可以，应尽量减少处理次数和返工。

FPC的基材实在是太脆

弱了，每处理一次，基材受力后可能就会拉长一次，这会引起后续加工中尺寸的

变化。

6.1抗蚀剂技术对比

图形转移中，使用蚀材料大致有三种：

抗蚀剂技术对比

丝印

0.3mm

低

0.04mm

中

液态感光材料

线宽/线隙

成本

0.01mm

低

生产效率

可操作性

高

中

高

需熟练工

容易

其中以使用干膜DF者居多，故给出干膜参数：

干膜厚度及尺寸公差技术要求

公差

规格名称

标称尺寸

一级

±2.5

±3

二级

±3

25～30

38、50

25～30

75～110

485,300

100

聚酯片基光致抗蚀层

±3.5

±10

厚度/um

聚乙烯保护膜

总厚度

±5

±10.5

±16.5

宽度/mm

±5

长度/m

6.2图形形成

单片曝光，柔性板与刚性板所使用的设备相同，但定位夹具有所不同。

柔性板专用的图形掩膜定位家具，一般情况下，都是厂家自己制作的，大多

都采用销钉定位。

但由于柔性板容易收缩变形，一般很难达到50um以上的精度。

而线路在

80um以下的精密图形，如果使用散射光的曝光机，线路边缘会形成明暗不清的

晕边，不能得到清晰的线条。

最好是使用平行光光源。

特别是50um以下的线路，必须使用平行光曝光机。

如果图形定位要求精度很高，可采用在原版照片的不同位置上设置3～4个

定位孔，采用CCD确定出定位孔位置，使台面移动进行重合定位。

若想得到高精细和高尺寸的精度图形，底片掩膜最好能使用玻璃，如果再配

以高精度的曝光机，上下图形的重合精度可以达到±15um以下。

07蚀刻

我们都知道，蚀刻液一般有三氯化铁、氯化铜、碱性等三种。

PI的耐碱性不好，加上碱性蚀刻速度很快，难以控制，所以一般情况下，

FPC的生产都采用酸性蚀刻。

FPC的线路大多较细，三氯化铁与氯化铜相比，更适合于精细线路社会科，

所以大多数厂都采用三氯化铁。

但也有用氯化铜的，觉得氯化铜更适合于精细线

路蚀刻。

算是仁者见仁，智者见智了。

其实两者的差异并不大，用那一种，就看

使用人的经验和偏爱了。

蚀刻机和显影机，大多相似，不详述了。

倒是线路蚀刻完成后，后段的传输

要特别注意。

因为铜很少，FPC很软，容易褶皱，卷到传输装置里面去。

如果可

以，尽量用引导板，效果会好一些。

我想，做过蚀刻的人都知道，同一蚀刻机，同样蚀刻液，同样宽度的线路，

蚀刻出来后，密部线路铜蚀刻未净，疏部线路已过蚀。

这与蚀刻设备和工艺参数

及补偿参数有关，细致的知识点很多。

在这里举一些影响蚀刻项目的因素，供参

考：

影响线路蚀刻的一些项目

材料装置条件设计

铜箔厚度及其偏差

铜箔表面状态

铜箔缺陷

○

铜箔层压板

孔金属化

抗蚀剂

平整度

镀层表面的均匀性

表面状态

○

与铜箔的密着性

厚度、解像力

涂布条件

○

柔软性

○

光源的平行性

曝光量

曝光

显影

○

显影液的稳定性

显影条件

○

蚀刻液的稳定性

蚀刻条件

蚀刻

○

蚀刻因子

○

至于它们影响到的程度和数据，每家厂都不一样，所以就不给出来了。

有时

间，最好还是自己积累一些。

这样操作起来才会得心应手。

08保护膜加工

覆盖层有保护膜层压、丝网漏印、光致涂覆等。

因保护膜层压加工是柔性板

特有的工艺之一，也与PCB阻焊加工最为不同，故在这里我只讲保护膜加工。

保护膜的结构在上面讲过了，不再重复。

供货时，在粘结剂膜上贴有一层离型膜（纸），半固化状态的环氧树脂类粘

结剂在室温条件下会逐步固化，所以应低温储存（5℃左右）。

如果储存条件达不

到要求，则其保质期会缩短。

但丙烯酸类粘结剂在室温条件下几乎不固化，所以即使不在冷藏条件下保

管，存放半年以上仍可用。

但这种粘结剂的层压温度很高。

大多数保护膜，加工前要开窗。

因保护膜一般在冷藏间存储，所以在开料加

工前，要适当除冷，防止PI突然暴露在常温下凝结水珠吸潮。

除潮的方法是：

从仓库中取出保护膜后，不要马上打开密封袋，应连同密封袋在室温中放置几个

小时，使得保护膜也达到室温时，再开袋加工。

保护膜开窗有NC和冲两种。

小孔一般采用NC钻，窗口大时用冲模；小批量用钻，大批量用冲模；大小

孔间有，则NC和冲模并用加工。

完成保护膜加工后，可开始向蚀刻好或者加工好的FPC上贴膜。

片式加工，一般采用手工对位，对准度相对要差些。

如果精度高，用夹具定

位。

如果排版大，尺寸容易发生变化，则需要把保护膜裁成几小块来定位了。

对位完成后，要用烙铁（也有用发热夹具、电熨斗）暂时把保护膜固定，等

待层压。

层压时，保护膜表面的温度需要达到160℃～200℃，时间1.5～2个小时。

为了加快进度，提高效率，现在越来越多的工厂采用快压机，时间大幅度缩

短，只几分钟。

但其可靠度要略差。

但现在改善的也还不错，逐渐追上了传统压

机的品质。

以下是流程图：

保护膜加工工艺流程

保护膜

冷藏

以蚀刻好的FPC

存储

除冷

开料

开窗

电路表面清洗

定位，暂时固定

固化

加热

09端子加工

关于端子镀层的加工，我在上文2.2.3部分讲过了，这里不详述了。

10外形

10.1刚模和刀模特点对比

FPC的外形加工通常用冲切的方法，所用的冲切模具有刀模和刚模两种。

刚模

刀模

它们的特点比较如下：

刚模和刀模对比

项目

精度/mm

刀模

±0.1

刚模

±0.01以上

Φ0.5

加工孔/mm

加工槽

Φ3

容易

困难

拐角曲率半径/mm

寿命

0.5（或0）

1万次

低

0.1以上

数十万次

高

生产效率

模具更换

落料结构

保管

快

慢

不可

可以

可以小的空间

较大场所

设计更改

价格

可以，但受精度限制

可以，需要时间和费用

低

高

开模时间

不满1周

4-8周

10.2一些注意事项

1）尺寸精度

有些尺寸精度较高的的产品，难以一次成型达到要求，可以分两次加工。

比

如一般尺寸的部位，采用一般精度刚模，某一部位严格尺寸部分，才用二次加工。

一般来讲，模具小一些，所能保证的精度就高一些。

但相应的，加工效率也

可能就降下来了。

2）位置偏移

虽然位置偏移也属于尺寸精度的管制范围，但在控制管理中，应分开考虑。

很多设计人员并不知道这其中的差别，而全部当同一尺寸精度处理。

其实位置偏

移是工序不同系统中的尺寸变化造成的，如图形与外形的位置，定位孔和线路图

形的关于等等。

3）拼板

FPC加工中，为了提高材料利用率，往往要采用拼板。

所以，有时候会出现

冲次多效率低的情况。

若加大模具，提高效率，则模具成本又会上升。

因此，设

计人员应根据自己工厂的实际加工能力，收集相关数据，计算最佳拼板和冲次。

11增强板加工

增强板也是FPC所特有的。

增强板的材料，在前面已经讲过，不详述。

主要说说增加板加工的注意事项。

增强板很难实现自动化，基本上都是手工完成的。

因此，增强板拼板设计和

夹具使用，就成了提高效率的关键所在。

1）增强板设计

建议尽量采用成条和成片设计，能一次补几个，十几个，乃至几十个，如果

补强板小且多，最好不要设计单个贴，那会贴死人的。

此处，考验的是工厂的设

计能力。

2）使用夹具

使用夹具，除了能帮忙提高效率外，另外一个目的，是为了提高精度。

当客

户对加强板的精度要求＜0.3mm时，不使用夹具，几乎无法加工。

3）调整加强板加工顺序

在柔性板加工之前，就把增强板贴上去，在外形加工时，同步成型，这也是

提高效率的一大法宝。

不过，设计人员要特别注意增强部位的厚度，冲外形时，

容易产生裂纹等问题。

要想解决它，还是从模具设计上入手吧。

12检查

线路导通性，必须用电性测试机100％测试。

即使如此，因为FPC的柔软特

性，也会造成漏检。

如FPC在平行状态下测试，是导通的，可能在受力弯曲后，

有裂纹导体就会开路了，这种情况，即使机器也无能为力。

目视检查：

普通线路

2～3放大镜检查

100um线路

50～100um

＜50um线路

5～10倍放大镜检查

10～20倍放大镜检查

＞20倍以上放大镜检查

另外，也可用AOI代替目视检查。

但AOI最大的问题是，只能检查线路的

外形，不能检查到线路的导通性.

但无论如何检查，理论上还是会出现漏检。

因此，在出货前，采用双方（客户和供应商）都认可的AQL值抽样。

一般缺陷采用AQL0.65大家都可接受。

重大缺陷，需采用AQL0.001比较适当。

13包装

FPC比较脆弱，因此在包装防护上需要格外小心，如PCB搬要用橡皮筋一

扎，或者叠一叠抽真空包装，是会有大问题的。

常用的方法，一般是把10～20片FPC迭到一起，用纸条固定硬的夹板住（注

意，尽量不要使用胶带，因为胶带的粘结剂会渗出，导致焊盘和端子氧化变色），

再放入干燥剂，抽真空，密封。

硬质板要比FPC略大。

在装箱时，要使用好的缓冲材料。

千万不要为了多装而硬塞。

那一，大把的

银子可就要变成废纸了。

最可靠的方法，就是使用专用托盘。

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