1、FPCB材料知識(shí),(張騰飛 V.12012-5-28),2.FPCB常用表面處理方式 3.FPCB結(jié)構(gòu) 4.關(guān)鍵性能參數(shù)和測(cè)試方法 5.工序中的FPCB 6.FPCB供應(yīng)商情況簡(jiǎn)介,一、FPCB常用單位換算,1.FPCB常用單位可分為公制和英制兩種： 公制： 英制：dm 分米 ft 英尺cm 厘米 in 英寸mm 毫米 mil 密爾um 微米 uin 微英寸 2.換算進(jìn)制：1dm = 10cm 1ft = 12in1cm = 10mm 1in = 1000mil1mm = 1000um 1mil = 1000uin 3.公制英制互換進(jìn)制：1in = 2.54cm = 25.4mm = 2540

2、0um 1mil = 25.4um 1mil = 0.0254mm 1uin = 0.0254um1mm = 39.37mil 1um = 39.37uin,4.銅箔厚度單位換算： 銅箔厚度常用單位：oz（Ounce 盎司）重量單位1oz定義為：1平方英尺面積上單面覆蓋重量1oz（28.35g）的銅箔厚度1 oz = 35um = 1.35mil2 oz = 70um = 2.7 mil常用銅箔厚度會(huì)用分?jǐn)?shù)表示：1/2 oz = 17.5um = 0.7mil1/3 oz = 11.7um = 0.5mil1/4 oz = 8.8um = 0.35mil注：目前Truly常用銅箔為1/2 oz

3、,二、FPCB常用表面處理方式,表面處理作用：防止銅面氧化，保持表面的可接合性。 FPCB常用表面處理方式主要有以下幾種： 1.OSP（Organic Surface Protection） 2.噴錫（Hot Air Solder Leveling） 3.沉金（Immersion Gold） 4.鍍金（Plating Gold） 5.鎳鈀金（Ni-Pd-Au） 6.沉銀（Immersion Silver） 7.直接鍍金：應(yīng)該是新技術(shù)，只聽(tīng)說(shuō)過(guò)，沒(méi)有見(jiàn)過(guò)。,1.OSP（有機(jī)可焊保護(hù)膜）： 將銅面清洗干凈后，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)方法，在銅面上生成一種有機(jī)膜， 通過(guò)隔離空氣來(lái)保護(hù)銅面不被氧化。 優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便

4、宜、厚度薄、表面平整； 缺點(diǎn)：低活性助焊劑難以破壞其表面、存儲(chǔ)條件較嚴(yán)； 但其環(huán)境親和性好，因?yàn)槭撬Ｗo(hù)膜，不會(huì)污染環(huán)境，另外也有 其缺點(diǎn)，不能過(guò)多次回流焊。 此類(lèi)處理方式適合于板子整體要求較為一致的情況，因我司FPCB各部分要求不一樣，有些部位需要厚金打線，有些部分需要硬金插拔，所以供應(yīng)商操作難度較大，不適用。,2.噴錫（HASL）： 將整塊板浸入錫爐中，然后用熱空氣通過(guò)風(fēng)刀整平，后清潔水洗。 優(yōu)點(diǎn)：可焊性好、工藝簡(jiǎn)單； 缺點(diǎn)：價(jià)格較高、平整度不高； 噴錫（又稱(chēng)：熱風(fēng)整平）屬粗放式處理，僅適用于較大線路間距的產(chǎn)品，如電腦主機(jī)板、電視板等，不適合精密線路處理。 我司產(chǎn)品所使用FPCB均是精密

5、線路，此種不適合我司使用，且鑒于焊接性能、可靠性等原因，我司FPCB所使用的表面處理材料大多為金。,3.沉金（ENIG）： 先在銅面上化學(xué)沉積一層鎳磷層，再通過(guò)置換反應(yīng)增加一層金層。 優(yōu)點(diǎn)：可焊性好、可以進(jìn)行COB金線邦定； 缺點(diǎn)：價(jià)格最高、制程控制困難； 沉金是化學(xué)反應(yīng)，存在反應(yīng)速率不一致的問(wèn)題，如果沉金藥水活性太高，藥水會(huì)攻擊鎳磷層，導(dǎo)致金層與鎳層之間結(jié)合力變小，SMT后產(chǎn)生黑焊盤(pán)不良。 按照行業(yè)內(nèi)要求，0.08um以下稱(chēng)為薄金，0.3um以上稱(chēng)為厚金； 一般不會(huì)采用在0.080.3um之間的厚度值， 薄金主要用于焊盤(pán)、熱壓金手指、插拔金手指等，作用主要是防止銅面氧化，增加焊盤(pán)表面的可焊性

6、； 厚金主要用于金線邦定，增加金線與PAD點(diǎn)之間的結(jié)合力；,4.鍍金（Plating Gold）： 通過(guò)電鍍的方式，先鍍上鎳層，再鍍金層。 優(yōu)點(diǎn)：金層致密、金層表面光亮、可用于插拔金手指； 缺點(diǎn)：可焊性不如沉金； 鍍金可分為：鍍軟金和鍍硬金，區(qū)別在于軟金鍍的是純金，硬金鍍的是金和鈷的合金；軟金（可焊性良好）主要應(yīng)用于焊接、金線邦定，硬金（耐磨）主要應(yīng)用于插拔金手指； 鍍軟金和鍍硬金我司都有應(yīng)用。 不管是沉金還是鍍金，都需要有鎳層作屏障層，否則金直接跟銅接觸后會(huì)遷移，金層在1小時(shí)之內(nèi)就會(huì)消失。,5.鎳鈀金（Ni-Pd-Au）：鎳鈀金屬于化學(xué)沉積方式生產(chǎn)。 優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜、可用于COB金線邦定；

7、缺點(diǎn)：工藝復(fù)雜、國(guó)內(nèi)僅少數(shù)廠家有做； 鎳鈀金是一種新的表面處理方式，它的出現(xiàn)主要為了解決COB厚金價(jià)格偏高問(wèn)題，COB厚金需要的金層厚度規(guī)格為0.3um，而鎳鈀金的金層厚度要求僅為：0.05um，可以節(jié)省很多成本。 目前此種表面處理方式我司的板也有使用。 6.沉銀（Immersion Silver）：沉銀是一種落后工藝，基本已被淘汰。,表面處理方式對(duì)比表,二.FPCB的結(jié)構(gòu)： 1.FPC結(jié)構(gòu)： 一般常見(jiàn)FPC外觀如下圖所示：,Mark點(diǎn),IC焊盤(pán),1PCS,SMT行進(jìn)方向,定位孔,微連點(diǎn),白字油,連接器焊盤(pán),兩層FPC切片如下圖所示： 主要材料有： 基材、銅箔、覆蓋膜、油墨、屏蔽膜、補(bǔ)強(qiáng)(FR

8、4、SUS鋼片、PI)等：,2.FPC分類(lèi)及區(qū)別： FPC根據(jù)在我司的作用可分為以下類(lèi)型： a.CSP類(lèi)型： 主要用于CSP封裝類(lèi)型模組，特點(diǎn)是CSP類(lèi)型IC直接焊接，因此FPC頭部 會(huì)有BGA焊盤(pán)區(qū)域。 焊盤(pán)表面處理要求較低，尺寸、可焊性O(shè)K即可； b.COB類(lèi)型： COB類(lèi)型FPC主要用于熱壓結(jié)構(gòu)模組，特點(diǎn)是頭部無(wú)補(bǔ)強(qiáng)鋼片，尾部一 般是BTB類(lèi)型或ZIF類(lèi)型連接器PIN； 要求主要有兩點(diǎn)：1.頭部透光性好，不能影響熱壓對(duì)位； 2.頭部彎折性好，熱壓后不能發(fā)生斷裂； c.COF類(lèi)型： 此類(lèi)FPC直接用于金線邦定，因此對(duì)FPC性能要求較高，特點(diǎn)是FPC頭部 設(shè)置有打金線的PAD點(diǎn)； 要求：1.

9、PAD點(diǎn)金線邦定情況良好，厚金0.3um，鎳鈀金0.05um； 2.FPC頭部表面平整，不能影響IC搭載及Holder搭載；,3.PCB結(jié)構(gòu)： 一般常見(jiàn)PCB外觀如下圖所示：,邦定PAD,電容PAD,Mark點(diǎn),行進(jìn)方向,切片結(jié)構(gòu)與FPC類(lèi)似，不再贅述。,PCB同樣可分為CSP和COB類(lèi)型，但CSP類(lèi)型較少使用； 另根據(jù)PCB的疊層結(jié)構(gòu)，可以把PCB分為：普通型和HDI型； 普通型PCB指的是僅僅包含通孔的PCB，一般用于較簡(jiǎn)單線路設(shè)計(jì)； 所謂HDI類(lèi)型，指的就是High Density Interconnect（高密度互聯(lián)） 直觀來(lái)說(shuō)就是包含埋孔和盲孔的PCB，如下圖所示：,FPCB原材料介

10、紹： 1.FPC基材： FPC基材主要有以下幾種： 根據(jù)銅箔分類(lèi)：電解銅、壓延銅； 電解銅適合精細(xì)線路制作，壓延銅適合有動(dòng)態(tài)彎折要求的產(chǎn)品； 根據(jù)銅箔與膠的結(jié)合方式：有膠基材、無(wú)膠基材； 有膠基材較硬，不適合彎折，無(wú)膠基材較軟，透明度好，適合熱壓 根據(jù)介質(zhì)層分類(lèi)：PI、PET； 我司多使用的是PI介質(zhì)層，PET難以加工，一般不會(huì)使用； FPC基材廠家主要有：新?lián)P、新日鐵、臺(tái)虹、生益等；,2.PCB基材： PCB基材主要可以按以下分類(lèi)： 根據(jù)介質(zhì)層分類(lèi)：普通FR4、高TG FR4、BT基材等； 我司使用高TG材料較多，因?yàn)榻鹁€邦定時(shí)會(huì)產(chǎn)生高溫，TG值較低的基材會(huì) 軟化變形，不利于生產(chǎn)； 隨著電子

11、產(chǎn)品的要求日益嚴(yán)格，高TG材料的應(yīng)用也在逐漸增多； BT基材是小日本研發(fā)的一種材質(zhì)，性能優(yōu)異，強(qiáng)度很好，TG值高，但同時(shí)價(jià) 格也很高，除非特殊產(chǎn)品，一般不會(huì)使用； 根據(jù)環(huán)保分類(lèi)：有鹵、無(wú)鹵； 有鹵基材主要是添加了鹵素阻燃劑，但燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生致癌物質(zhì)，因此被歐盟 禁用，無(wú)鹵基材添加的是非鹵素阻燃劑，燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生致癌物質(zhì)。 為適合歐盟的要求，無(wú)鹵基材的使用也在日益增多； 根據(jù)玻纖密度：1080、2160等； PCB基材廠家主要有：建滔、南亞、生益等；,3.銅箔： 銅箔主要用于多層板制造，多層板在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)使用銅箔進(jìn)行壓合增層， 所以，多層板也叫：增層板或積層板； 單純的銅箔一般都是電解銅薄，分為

12、光面和毛面，光面用于線路蝕刻制作， 毛面主要用于增強(qiáng)銅箔與介質(zhì)層的結(jié)合力；,4.屏蔽膜： 屏蔽膜主要用在FPC中，起到電磁屏蔽的作用，防止線路信號(hào)受到電磁干擾； 屏蔽膜一般要求接地處理，只有進(jìn)行接地處理，才能將屏蔽產(chǎn)生的電荷導(dǎo)出 不至于影響正常信號(hào)； 電磁屏蔽膜主要有：絕緣保護(hù)層、金屬層、導(dǎo)電層三部分構(gòu)成； 絕緣保護(hù)層作用在于保護(hù)金屬層不被外力損壞； 金屬層用于屏蔽外部電磁干擾； 導(dǎo)電層用于導(dǎo)出電荷；,5.補(bǔ)強(qiáng)板： 補(bǔ)強(qiáng)板，顧名思義作用在于給FPC補(bǔ)強(qiáng)，為的是能夠順利在FPC上面貼裝 元器件，補(bǔ)強(qiáng)板有維持FPC外形穩(wěn)定性的作用； 補(bǔ)強(qiáng)板材質(zhì)一般可分為：FR4、PI、鋼片等； FR4材質(zhì)也可分為

13、有鹵和無(wú)鹵材質(zhì)，一般FPC采用沖壓成型，F(xiàn)R4邊緣易產(chǎn)生 毛刺不良，部分改良產(chǎn)品可較好改善此不良； PI補(bǔ)強(qiáng)一般用于ZIF金手指位補(bǔ)強(qiáng)，為了便于金手指插入連接器內(nèi)部； 補(bǔ)強(qiáng)鋼片一般采用SUS304材質(zhì)，此種材質(zhì)具有以下兩個(gè)特點(diǎn)： a.弱磁性，不會(huì)對(duì)我司AF產(chǎn)品馬達(dá)產(chǎn)生影響； b.不銹性，表面光亮，不會(huì)氧化變色； 補(bǔ)強(qiáng)鋼片一般可分為：普通補(bǔ)強(qiáng)鋼片、鍍鎳補(bǔ)強(qiáng)鋼片； 普通補(bǔ)強(qiáng)鋼片用于一般產(chǎn)品，無(wú)補(bǔ)強(qiáng)接地要求的產(chǎn)品； 鍍鎳補(bǔ)強(qiáng)鋼片用于有接地要求的產(chǎn)品，鎳穩(wěn)定性好，能夠保證較低的電阻值；,三.關(guān)鍵性能參數(shù)及測(cè)試方法： 1.外觀： 因?yàn)槲宜舅肍PCB均是用于攝像模組相關(guān)，外觀上要求較為嚴(yán)格， 外觀測(cè)試方

14、法為：40X顯微鏡下觀察，要求： a.油墨不易產(chǎn)生粉塵，以免造成污點(diǎn)不良； b.邦定PAD表面顏色一致，不能有任何可見(jiàn)不良； c.沖切或銑邊邊緣不能有毛刺等不良； 2.尺寸： 尺寸為通用測(cè)試中最為重要的一點(diǎn)，因?yàn)镕PCB尺寸直接影響IC搭載精度、 Holder搭載精度、金手指接觸精度、成品全尺寸等數(shù)據(jù)。 尺寸測(cè)試方法為：對(duì)照沖模圖測(cè)量所有重點(diǎn)尺寸； 使用工具主要有：游標(biāo)卡尺、千分尺、投影儀、STM6等 尺寸要求不能超上下公差，部分三星型號(hào)要求長(zhǎng)寬厚的Cpk值必須1.33,三.關(guān)鍵性能參數(shù)及測(cè)試方法： 3.性能： 性能測(cè)試也是FPCB測(cè)試中非常重要的一部分，它決定著使用性能上 的一些性質(zhì)，如：彎

15、折、接地、可焊性、附著力等； 測(cè)試方法為：使用專(zhuān)用工具進(jìn)行測(cè)試； 使用的工具有：彎折測(cè)試儀、萬(wàn)用表、錫爐、3M600#膠帶等； 以上功能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，我司內(nèi)部要求主要如下： a.彎折：0.5mm彎折半徑，30次無(wú)斷裂； b.接地：補(bǔ)強(qiáng)鋼片、屏蔽膜接地電阻值5 c.可焊性：260錫爐，浸泡35秒，要求95%以上潤(rùn)濕； d.附著力：3M600#膠帶粘貼后垂直拉起，油墨、鍍層無(wú)脫落；,彎折測(cè)試簡(jiǎn)要介紹： 所謂FPC，就是Flexible Print Circuit（柔性印刷電路） 因此，F(xiàn)PC是肯定有彎折要求的，我司內(nèi)部的彎折測(cè)試方法如下所示：,三.關(guān)鍵性能參數(shù)及測(cè)試方法： 4.其它： 其它測(cè)試還包括如

16、：環(huán)保、鍍層厚度、孔銅厚度等測(cè)試； 環(huán)保測(cè)試需要根據(jù)客戶需求，對(duì)樣品按照相應(yīng)的環(huán)保級(jí)別進(jìn)行測(cè)試 鍍層厚度測(cè)試需到PCB部使用專(zhuān)用儀器測(cè)試； 鍍層厚度，孔銅厚度因需到其它部門(mén)測(cè)試，所以一般在客戶指定 需要的情況下才進(jìn)行測(cè)試。 環(huán)保測(cè)試：分為A、B、C類(lèi)等級(jí)要求； 鍍層厚度：根據(jù)客戶需求，一般我司按照1015um管控； 孔銅厚度：我司要求10um；,四.工序使用情況介紹： FPCB不僅屬于主材，而且是基礎(chǔ)材料，如果把整個(gè)模組看做是一個(gè) 人體的話，那么FPCB就是骨骼和血管，不僅是支撐身體的基礎(chǔ)，還 是傳輸信號(hào)的通道； 因此，整個(gè)模組的制造過(guò)程，從投料到出貨，都有FCPB身影的存在 下面，我們就簡(jiǎn)要

17、介紹一下各工序的使用情況： 1.SMT： SMT是投料生產(chǎn)的第一站，從這一站開(kāi)始，就要把FPCB作為一個(gè) 地基在上面構(gòu)建出有生命的模組； 此時(shí)需要加在FPCB上的元器件主要有以下幾種： 電容、電阻、連接器、LED等所有需要使用錫膏焊接的元件； 對(duì)于CSP模組，甚至連IC就已經(jīng)搭載在FPCB上了。,2.COB： COB車(chē)間需要在FPCB上進(jìn)行Die邦和Wire邦，繼而搭載Holder和Lens 的組合，從而完成模組的組裝； 所謂邦定，就是固定的意思，Die就是COB裸芯片的意思，Wire就是 金線的意思，那么Die邦和Wire邦就是固晶和打金線的意思； Die邦：需要先在FPCB上畫(huà)膠，一般有“

18、十”字和“米”字兩種方式， 然后將IC貼在FPCB上，通過(guò)低溫固化完成搭載， 一般需要控制的參數(shù)為：IC推力、搭載精度等； Wire邦：通過(guò)瓷嘴使用金絲球焊機(jī)焊接，連接FPCB和IC上的焊點(diǎn)， 一般需要控制弧高、金線拉力等參數(shù)；,2.COB： Die邦和Wire邦后就是Holder和Lens的搭載了（鏡頭組）， Lens旋入是在IR車(chē)間完成的，這里咱們就不介紹了， 鏡頭組搭載時(shí)首先需要在FPCB上畫(huà)膠，此時(shí)畫(huà)的是Holder搭載膠， FPCB起到的是承載鏡頭組的作用，此時(shí)對(duì)FPCB的要求主要如下： 1.平整度：如果FPCB平整度不好，則會(huì)導(dǎo)致鏡頭組搭載后傾斜， 最終在檢測(cè)車(chē)間發(fā)現(xiàn)會(huì)無(wú)法對(duì)焦（M

19、N）； 2.焊盤(pán)距邊公差：焊盤(pán)距邊公差決定著IC與鏡頭組的相對(duì)位置， 如果公差控制的不好，將會(huì)導(dǎo)致暗角不良（shading）；,3.熱壓： 熱壓車(chē)間作用是把LU和FPC組合在一起， 當(dāng)然，CSP產(chǎn)品、Socket結(jié)構(gòu)和COF類(lèi)型產(chǎn)品是不經(jīng)過(guò)熱壓的； 熱壓主要需要考慮以下因素： 1.FPCB熱壓金手指的位置精度：如果位置精度太差，會(huì)影響到成品 模組的尺寸，甚至?xí)绊慙U熱壓對(duì)位； 2.FPC的透光性：如果FPC透光性太差，會(huì)影響熱壓對(duì)位，降低生產(chǎn) 效率； 3.FPC柔軟度：FPC如果太硬，在高溫高壓下會(huì)發(fā)生金手指斷裂不良 即使不斷裂，也會(huì)有微裂存在?？赡茉谖宜緳z測(cè)OK的模組，到 客戶端裝機(jī)使用時(shí)就出現(xiàn)問(wèn)題了。 熱壓的問(wèn)題還有很多，跟工藝相關(guān)度較大，因?yàn)樵诖酥瞥讨杏懈邷?高壓，會(huì)存在很多意想不到的隱患。,4.檢測(cè)： 檢測(cè)車(chē)間作用是調(diào)焦、檢測(cè)、OQC等， 調(diào)焦檢測(cè)與FPCB的關(guān)系較小，主要是后面的OQC，OQC檢查時(shí)，會(huì)查 外觀，F(xiàn)PCB的一些外觀不良會(huì)在這里檢出； 主要有以下： 1.缺口、撕裂、折痕等外觀可見(jiàn)的不良；,五.常用工具介紹： 測(cè)試FPCB常用到的工具主要有以下幾種：