双面FPC制造工艺详解(二)
蚀刻、抗蚀剂的剥离-双面FPC制造工艺
前面所叙述的许多工序的条件都是为蚀刻所准备的，但蚀刻自身的工艺条件也是很重要的。
蚀刻机和显影机有某些类似，但蚀刻机后面都附有抗蚀剂剥离装置。蚀刻和前面所讲的湿式处理工序不完全相同，在蚀刻过程中柔性印制板的机械强度会发生较大变化，这是因为大部分铜箔被蚀刻掉，所以更加柔软，因此在设计用于柔性印制板的蚀刻机(见图)时，对此要特别注意。可靠的柔性印制板制造用流水线，指的是经过蚀刻的柔性板在没有导向牵引板的条件下，也必须能够顺利地进行传送。
考虑精密图形的蚀刻时既要注意蚀刻装置和其他工艺条件，也应按照蚀刻系数对原图进行补偿修正。就是所有的工艺条件都一样，线路密度大的部位和线路密度小的部位的蚀刻系数也是不同的。线路间距小的部位和线路间距大的部位相比，新旧蚀刻液交换不良，所以蚀刻速度慢。设计宽度相同的线路，如果在同一块制板中所处的线路密度不同，蚀刻时就有可能出现高密度区的导线还未蚀刻分开，而低密度区的电路可能因为侧蚀，造成导线变细甚至断线，这种情况要想完全依靠蚀刻设备和蚀刻工艺条件解决是有难度的。为了解决这一问题，事先可对每种线路密度进行试验求出蚀刻系数，在制作原图时进行补偿修正，对于密度差别大的精密线路还要进行实际蚀刻加工后根据蚀刻情况进行修正，有时需要经过2～3次的修正。这虽然很琐碎，但对保证高密度线路的蚀刻精度、稳定工艺是十分重要的。从提高材料利用率角度考虑，在制板与图形之间的宽度越小越好，但要稳定传送，在制版的边缘宽度要尽可能宽一些，拼版之间的间隔也最好大一点。
从以上叙述可知影响线路蚀刻性的因素很多。任何项目都不是单独的而是相互协同、关系复杂的过程，要进行高精密度的精密线路蚀刻加工并获得满意的效果，就要在日常的生产过程中不断积累这些因素影响蚀刻的数据。
导电图形的形成-双面FPC制造工艺
感光法就是利用紫外曝光机使预先已涂布在铜箔表面上的抗蚀剂层形成线路图形。
在前边几节中，介绍了一些关于制作双面FPC的一些相关FPC技术。在这节中，我们将介绍在FPC制作过程中的，导电图形的形成。
感光法就是利用紫外曝光机使预先已涂布在铜箔表面上的抗蚀剂层形成FPC线路图形。如果是单片FPC进行曝光时，则与刚性印制板所用设备相同，但是进行重合定位的夹具有所不同。柔性印制板FPC专用的图形掩膜定位夹具市场上有售。但不少FPC制造厂都是独自制作，使用起来十分方便。用定位销定位，由于柔性印制板FPC的收缩变形，一般耐显影液的喷淋压力。因此，喷嘴的结构、喷嘴的排列和节距、喷射的方向和压力都是非常关键的。由于显影液循环使用，会逐步发生变化，所以要经常对显影液进行检验分析，根据分析结果进行适当频率的定期更新。
覆盖膜的加工-双面FPC制造工艺
柔性印制板制造工艺所特有的工艺之一就是覆盖层的加工工序。覆盖层的加工方法有覆盖膜、覆盖层的丝网漏印、光致涂覆层等三大类，最近又有了更新的技术，扩大了选择范围。
FPC覆盖膜的加工的加工分为三部分:
1．FPC覆盖膜
2．FPC覆盖层的丝网潺印
3．FPC光致涂覆层
1．FPC覆盖膜
覆盖膜是柔性印制板覆盖层应用最早使用最多的技术。是在与覆铜箔层压板基底膜相同薄膜上涂布与铜箔板相同的胶黏剂，使其成为半固化状态的黏结膜，由覆铜箔层压板制造厂销售供应。供货时，胶黏剂膜上贴有一层离型膜(或纸)，半固化状态的环氧树脂类胶黏剂在室温条件下会逐步固化，所以应低温冷藏保管，印制电路制造厂在使用之前应一直保存在5℃左右的冷藏库房内或者在使用之前由制造厂发送。一般材料制造厂保证3～4个月的使用期，如果在冷藏条件下可以使用6个月。丙烯酸类胶黏剂在室温条件下几乎不固化，即使不在冷藏条件下保管，存放半年以上仍可使用，当然这种胶黏剂的层压温度必须很高。
对于覆盖膜的加工一个最重要的问题是胶黏剂的流动性管理。材料制造厂在覆盖膜出厂之前，把胶黏剂的流动性调整在一个特定的范围，在适当的温度冷藏保管条件下，可以保证3～4个月的使用寿命，但在有效期内，胶黏剂的流动性并不是固定不变的，而是随着时间而逐步变小。一般刚出厂的覆盖膜由于胶黏剂流动性很大，在层压时，胶黏剂容易流出而污染端子部位和连接盘。到了使用寿命末期的胶黏剂，其流动性极小甚至没有，如果层压温度和压力不高，就不能得到填满图形空隙和粘接强度高的覆盖膜。
覆盖膜要进行开窗口加工，但从冷藏库取出以后不能立即进行加工，特别当环境温度高而温差大的时候，表面会凝结水珠，当基底膜是聚酰亚胺时，短时间内也会吸潮，对后工序会产生影响。所以一般卷状覆盖膜都是密封在聚乙烯塑料袋中，从冷藏库中取出后不应马上打开密封袋，而应在袋中放数小时，当温度达到室温后，才可以从密封袋中把覆盖膜取出进行加工。
覆盖膜开窗口使用数控钻铣床或冲床，数控钻铣旋转速度不能太大，这样的运行费用高，大批量生产一般不采用这种方法。把带有离型纸的覆盖膜10～20张重叠在一起，用上下盖垫板固定后再进行加工。半固化的胶黏剂容易附着在钻头上，造成质量差。所以要对其进行比铜箔板钻孔时应更频繁地检验，并扫除钻孔时所产生的碎屑。用冲孔法加工覆盖膜的窗口时可用简易冲模，直径3mm以下的批量孔的加工使用冲模冲切。窗口的孔大时用冲模，中小批量的小孔用数控钻孔和冲模并用进行加工，覆盖膜的加工如图10-8所示。
把已开好窗口孔的覆盖膜去掉离型膜后，贴在已蚀刻好电路的基板上，叠层之前，要对线路表面进行清洗处理，以去除表面污染和氧化。表面清洗用化学方法。去掉离型膜后的覆盖膜上有许许多多各种形状的孔，完全成了没有骨架的薄膜，特别难于操作，就是利用定位孔要与线路上的位置重叠对好也不是件容易的事。目前大批量生产各厂还是依靠人工来进行对位叠层，操作人员首先把覆盖膜窗口孔与线路图形的连接盘和端子进行准确定位，确认后进行临时固定。实际上如果柔性印制板或覆盖膜任何一方尺寸发生变化，就无法准确定位。如果条件允许可以把覆盖膜分割成若干片后，再进行叠片定位。如果强制把覆盖膜拉长进行对位，会造成膜更加不平整，使尺寸发生更大的变化，这是使制板产生皱折的重要原因。
暂时固定覆盖膜可使用电烙铁或做简易压合，这是完全依靠人工进行操作的工序，为了提高生产效率，各厂都想了不少办法。
定好位的覆盖膜还要进行加热加压使胶黏剂完全固化与线路成为一体。这一工序的加热温度是160～200℃，时间为1．5～2h(一个循环时间)。为了提高生产效率有几种不同的方案，最常用的是用热压机。把临时固定好覆盖膜的印制板放入压机的热板之间，分段重叠，同时加热加压。加热方式有蒸汽、热媒体(油)、电加热等。蒸汽加热成本低，但温度基本上是160℃。电加热可以加热到300℃以上，但温度的分布不均匀。外部热源把硅油加热，以硅油为媒体方式进行加热可以达到200℃，而且温度分布均匀，最近使用这种加热方式的逐步多起来。考虑到使胶黏剂能充分填入到线路图形空隙采用真空压机是比较理想的，其设备价格高，压制周期稍长。但从合格率和生产效率方面来考虑还是合算的。引入真空压机的实例也在不断增加。
层压叠板方式对于胶黏剂填充到线路间的状态和成品柔性印制板的耐弯曲性能都会有很大的影响。叠片材料有市售的通用品，考虑到批量生产的成本，各柔性板厂都自制叠片材料。根据柔性印制板的构造和所使用的材料，叠板用材料和结构也有所不同。
2．FPC覆盖层的丝网潺印
漏印覆盖层比层压覆盖膜机械特性差，但材料费、加工费要低。使用最多的是不需要进行反复弯曲的民用产品和汽车上的柔性印制板。其工艺和使用的设备与刚性印制板阻焊膜的印刷基本相同，但所使用的油墨材料是完全不同的。要选用适合柔性印制板的油墨，市售的油墨中有UV固化型和热固化型，前者固化时间短、方便，但一般机械特性和耐性化学药品性能差。如果用于弯曲或苛刻的化学条件下有时会不妥，特别要避免用于化学镀金，因为镀液会从窗口的端部渗入到覆盖层下，严重的会造成覆盖层剥离。热固型油墨由于固化需要20～30min，所以连续固化的烘道也比较长，一般都使用间歇式烘箱。
3．FPC光致涂覆层
光致涂覆层基本工艺与刚性印制板用的光致阻焊膜相同。使用的材料同样也是干膜型和液态油墨型。实际上阻焊干膜与液态油墨还是有所差别的，干膜型和液态型的涂布工艺虽然完全不同，但曝光及其以后的工序基本可以使用相同的装置。当然具体的工艺条件会有所不同。．干膜首先要进行贴膜，把全部线路图用干膜覆盖起来，普通的贴干膜法在线路之间容易有气泡残留，所以要用真空贴膜机。
油墨型是采用丝网漏印或喷涂法把油墨涂布在线路图形上。丝网漏印是使用比较多的涂布方法，与刚性印制板工艺相同。但一次漏印涂布的油墨厚度比较薄，基本上是10～15um，由于线路的方．向性，一次印刷油墨厚薄不均匀，甚至出现跳印，为了提高可靠性，还应改变漏印方向后进行第二次漏印。喷涂法在印制板的工艺上还是比较新的技术，可以利用喷嘴调整喷涂厚度，而且调整范围也较广，涂布均匀，几乎没有涂布不到的部位，并且可以连续进行涂布，适用于大批量生产。
丝网漏印使用的油墨有环氧树脂型和聚酰亚胺型，都是双组分，使用前与固化剂混合，根据需要加入溶剂调整黏度，印刷后需进行干燥，双面线路可以光涂布一面进行临时干燥后，反过来再涂布另一面并进行临时干燥，曝光、显影之后再进行干燥固化。
光致涂覆层的图形曝光需要有一定精度的定位机构，如果盘的大小是100um左右，覆盖层的位置精度至少是30～40弘m。如在图形曝光时所讨论的，装置的机械能力如果有保证，这种精度要求是可以达到的。但是柔性印制板在经过多道工艺加工处理后，由于其自身的尺寸产生伸缩或部分变形精度就很难达到较高的要求。
显影工艺没有什么大的难题，精密图形要充分注意显影条件，显影液与抗蚀图形显影液一样都是碳酸钠水溶液，即使小批量生产也要避免与图形显影共用同一显影液。 为了使显影后的光致涂覆层树脂完全固化，还必须进行后固化。固化温度会因树脂不同，而有所不同，必须在烘箱中固化20～30min。