Substratforbehandling: Sikrer stærkere binding mellem kobberfolie og substrat
Mens substratet og kobberfolien af almindelige stive PCB'er binder tæt, har PI-substratet på FPC'er en glat overflade, der kræver særlig behandling for at sikre en fast kobberfolievedhæftning. Under forbehandlingen ætses bittesmå fordybninger ind i PI-filmen ved hjælp af en kemisk opløsning (såsom natriumhydroxid), efterfulgt af en vedhæftningsfremmende middel (svarende til "lim") og til sidst varmpresning for at binde kobberfolien til underlaget. Forsøg på en FPC-fabrik viser, at vedhæftningen af forbehandlet kobberfolie kan nå 0,8 N/mm, det dobbelte af ubehandlet folie, hvilket gør den mindre tilbøjelig til at løsne sig under bøjning.
Præcis kontrol af forbehandlingens temperatur og tid er afgørende. For høj temperatur (over 120 grader) kan forårsage deformation af PI-substratet, mens utilstrækkelig temperatur resulterer i dårlig behandlingsydelse. En produktionslinje stabiliserede forbehandlingstemperaturen ved 100 grader ±2 grader i 3 minutter, hvilket forbedrede kobberfoliens vedhæftning til over 95 %.
Kredsfremstilling: Ætsning af kredsløb på en "elastisk film"
Kredsløbsfremstilling til FPC'er ligner den for stive PCB'er, der involverer fotolitografi og ætsning, men det er mere udfordrende. Fordi PI-substratet udvider sig og trækker sig sammen med varme, er vakuumadsorption nødvendig under eksponering for at fiksere substratet fladt og forhindre kredsløbsdeformation. En høj-densitets-FPC (0,1 mm linjeafstand) ved brug af en høj-eksponeringsmaskine med en vakuumadsorptionsplatform opnåede linjeafvigelseskontrol inden for ±10 μm, en forbedring på 60 % i forhold til ±25 μm for almindelige eksponeringsmaskiner.
Under ætsning bruges en sur opløsning (såsom ferrichlorid) til at fjerne overskydende kobberfolie, der bibeholder de nødvendige linjer. Ætsningshastigheden for FPC'er er 30 % langsommere end for stive PCB'er, fordi for hurtig ætsning kan forårsage grater på linjekanterne. En bestemt FPC har en linjeafstand på 0,08 mm. Ved at reducere ætsningshastigheden (fra 1 m/min til 0,7 m/min) blev linjekantens ruhed reduceret fra 5μm til 2μm, hvilket forhindrede kortslutninger mellem tilstødende linjer.
Cover Film Lamination: Giving the Lines en "Protective Suit"
Dækfilmlaminering er en kritisk proces, der er unik for FPC'er. Først påføres et lag termohærdende klæbemiddel på dækfilmen. Derefter justeres dækfilmen med linjerne gennem positioneringshuller, og til sidst presses den sammen ved hjælp af en varmpresse (temperatur 160 grader, tryk 0,5 MPa, tid 30 sekunder). Luftbobler skal undgås under laminering, ellers vil ledningerne blive fugtige og oxidere. Én FPC-producent bruger en "trin-for-trin laminering"-metode: Først fjerner -for{10}}lav temperatur (100 grader) luft, derefter reducerer høj-temperatur laminering boblehastigheden fra 5 % til 0,5 %.
Tykkelsen af dækfilmen er meget vigtig. Tynde dækfilm (25μm) giver bedre fleksibilitet, men lidt mindre beskyttelse; tykkere dækfilm (50μm) giver stærk beskyttelse, men øger stress, når de bøjes. Smartwatch FPC'er bruger typisk 35μm tykke dækfilm for at skabe en balance mellem fleksibilitet og beskyttelse.
Stansning og formning: Skæring i den påkrævede form
FPC'er skal skæres i specifikke former i henhold til enhedens struktur, almindeligvis ved hjælp af stansning eller laserskæring. Udstansning er velegnet til masseproduktion med en nøjagtighed på ±0,1 mm. For eksempel bruges stansning til masseproduktion af mobiltelefon FPC'er, hvilket opnår en effektivitet på 50 stykker i minuttet. Laserskæring er velegnet til små partier eller komplekse former med en nøjagtighed på ±0,05 mm. For eksempel laserskæres uregelmæssigt formede FPC'er til medicinsk udstyr-, så de passer perfekt til enhedens buede struktur.
De afskårne kanter skal være glatte og fri for grater; ellers vil bøjning rive dækfilmen i stykker. Laserskæringsparametrene for en bestemt FPC blev optimeret (effekt 10W, hastighed 50mm/s), hvilket resulterede i en kantruhed Ra mindre end eller lig med 1μm, en 67% forbedring i forhold til de uoptimerede 3μm.
Overfladebehandling: Både loddeevne og oxidationsbestandighed er påkrævet.
FPC loddesamlinger kræver overfladebehandling, almindeligvis nedsænkningsguld og tinbelægning. Nedsænkningsguldlag er tynde (0,05-0,1μm), påvirker ikke fleksibiliteten og er velegnede til fine-pitch loddesamlinger (f.eks. 0,3 mm pitch chips). Blikbelægningslag er lidt tykkere (1-3μm), lavere i omkostninger, men kan producere tin whiskers (fine tinkrystaller), når de bøjes. Bagetemperaturen efter plettering af tin (125 grader, 2 timer) skal kontrolleres for at undertrykke vækst af tin whisker. En bestemt automotive sensor FPC blev fortinnet, og efter bagning blev tin whisker-længden kontrolleret til under 5μm, hvilket levede op til bilindustriens elektroniske sikkerhedsstandarder.
Forstærkningsproces: Tilføjelse af en stiv plade til kritiske områder
Mens FPC er fleksibel, kræver de områder, hvor komponenter er loddet, en vis grad af stivhed; ellers vil der opstå deformation under lodning. Derfor er en forstærkningsplade (materialer kan være PI, stålplade eller epoxyharpiksplade), 0,1-0,5 mm tyk, fastgjort til bagsiden af FPC'et ved hjælp af klæbemiddel. Forstærkningspladens positionsafvigelse må ikke overstige ±0,1 mm, ellers vil det blokere loddesamlingerne. I et smart armbånd steg loddeydelsen fra 90 % til 99 % efter fastgørelse af en 0,3 mm tyk PI-forstærkningsplade til batteriets loddeforbindelser.