پیش تصفیه زیرلایه: اطمینان از اتصال قوی تر بین فویل مس و بستر
در حالی که بستر و فویل مسی PCBهای سفت و سخت معمولی محکم به هم میچسبند، بستر PI FPCها دارای سطح صافی است که برای اطمینان از چسبندگی فویل مسی محکم، نیاز به درمان خاصی دارد. در طول پیش تصفیه، حفرههای ریز با استفاده از یک محلول شیمیایی (مانند هیدروکسید سدیم)، به دنبال آن یک تقویت کننده چسبندگی (شبیه به "چسب")، و در نهایت، فشار دادن داغ برای چسباندن فویل مسی به بستر، در فیلم PI حک میشوند. آزمایشها در یک کارخانه FPC نشان میدهد که چسبندگی فویل مسی پیشفرآوریشده میتواند به ۰.۸ نیوتن بر میلیمتر برسد، یعنی دو برابر فویل تصفیهنشده، که باعث میشود آن را کمتر در معرض جدا شدن در حین خمش قرار دهیم.
کنترل دقیق دما و زمان پیش تصفیه بسیار مهم است. دمای بیش از حد (بالاتر از 120 درجه) می تواند باعث تغییر شکل بستر PI شود، در حالی که دمای ناکافی منجر به عملکرد ضعیف درمان می شود. یک خط تولید دمای پیش تصفیه را در 100 درجه ± 2 درجه به مدت 3 دقیقه تثبیت کرد و قوام چسبندگی فویل مس را به بیش از 95٪ بهبود بخشید.
ساخت مدار: اچ کردن مدارها روی یک فیلم الاستیک
ساخت مدار برای FPCها مشابه مدارهای PCB سفت و سخت است که شامل فوتولیتوگرافی و اچینگ می شود، اما چالش برانگیزتر است. از آنجایی که بستر PI با گرما منبسط و منقبض می شود، جذب خلاء در هنگام قرار گرفتن در معرض برای ثابت کردن سطح صاف و جلوگیری از تغییر شکل مدار مورد نیاز است. یک FPC با چگالی بالا (فاصله خطوط 0.1 میلیمتر) با استفاده از یک دستگاه نوردهی با دقت بالا با یک پلت فرم جذب خلاء، کنترل انحراف خط را در ± 10μm به دست آورد، که 60٪ بهبودی نسبت به ±25 میکرومتر ماشینهای نوردهی معمولی دارد.
در حین اچ کردن، از محلول اسیدی (مانند کلرید آهن) برای حذف فویل مس اضافی استفاده می شود و خطوط مورد نیاز را حفظ می کند. سرعت اچ برای FPCها 30٪ کمتر از PCBهای صلب است زیرا اچ کردن بیش از حد سریع می تواند باعث ایجاد سوراخ در لبه های خط شود. یک FPC مشخص دارای فاصله خطوط 0.08 میلی متر است. با کاهش سرعت اچ (از 1 متر در دقیقه به 0.7 متر در دقیقه)، زبری لبه خط از 5 میکرومتر به 2 میکرومتر کاهش یافت و از اتصال کوتاه بین خطوط مجاور جلوگیری کرد.
لمینیت فیلم جلد: دادن "کت و شلوار محافظ" به خطوط
لمینیت فیلم پوششی یک فرآیند حیاتی منحصر به فرد برای FPCها است. ابتدا یک لایه چسب ترموست بر روی فیلم پوشش اعمال می شود. سپس فیلم پوششی از طریق سوراخ های موقعیت یابی با خطوط تراز می شود و در نهایت با استفاده از پرس داغ (دما 160 درجه، فشار 0.5 مگاپاسکال، زمان 30 ثانیه) به هم فشرده می شود. در حین لمینیت باید از ایجاد حباب هوا اجتناب شود، در غیر این صورت خطوط مرطوب و اکسید می شوند. یکی از تولیدکنندگان FPC از روش "لامینیت گام به گام" استفاده میکند: ابتدا فشار دادن قبل از{10}درجه حرارت پایین (100 درجه) هوا را حذف میکند، سپس لایهکاری در دمای بالا نرخ حباب را از 5% به 0.5% کاهش میدهد.
ضخامت فیلم پوشش بسیار مهم است. لایههای پوشش نازک (25μm) انعطافپذیری بهتری را ارائه میدهند اما محافظت کمی کمتر دارند. لایههای پوششی ضخیمتر (50μm) محافظت قویتری ارائه میدهند، اما هنگام خم شدن، تنش را افزایش میدهند. FPC های ساعت هوشمند معمولاً از لایه های پوششی با ضخامت 35 میکرومتر برای ایجاد تعادل بین انعطاف پذیری و محافظت استفاده می کنند.
پانچ کردن و شکل دادن: برش به شکل مورد نیاز
FPCها باید با توجه به ساختار دستگاه به اشکال خاصی برش داده شوند، معمولاً با استفاده از دای پانچ یا برش لیزری. دای پانچ برای تولید انبوه با دقت ± 0.1 میلی متر مناسب است. به عنوان مثال، دای پانچ برای تولید انبوه FPC های تلفن همراه استفاده می شود که بازدهی 50 قطعه در دقیقه را به دست می آورد. برش لیزری برای دسته های کوچک یا اشکال پیچیده با دقت 0.05 ± میلی متر مناسب است. برای مثال، FPCهای با شکل نامنظم برای دستگاههای پزشکی با لیزر{7}}برش داده میشوند تا کاملاً با ساختار منحنی دستگاه مطابقت داشته باشند.
لبه های بریده شده باید صاف و عاری از سوراخ باشد. در غیر این صورت خم شدن باعث پاره شدن لایه پوششی می شود. پارامترهای برش لیزری یک FPC خاص بهینهسازی شدند (قدرت 10 وات، سرعت 50 میلیمتر بر ثانیه)، که منجر به زبری لبه کمتر یا مساوی با 1 میکرومتر شد که 67 درصد بهبودی نسبت به 3 میکرومتر بهینهنشده داشت.
درمان سطح: هم قابلیت لحیم کاری و هم مقاومت در برابر اکسیداسیون مورد نیاز است.
اتصالات لحیم کاری FPC به عملیات سطحی، معمولاً آبکاری طلا و قلع نیاز دارند. لایههای طلای غوطهوری نازک هستند (0.05-0.1μm)، انعطافپذیری را تحت تأثیر قرار نمیدهند، و برای اتصالات لحیم کاری ریز-مناسب هستند (مثلاً برادههای گامی 0.3 میلیمتری). لایههای آبکاری قلع کمی ضخیمتر هستند (1-3μm)، هزینه کمتری دارند، اما ممکن است هنگام خم شدن، سبیلهای قلع (کریستالهای قلع ریز) تولید کنند. دمای پخت بعد از آبکاری قلع (125 درجه، 2 ساعت) باید کنترل شود تا رشد سبیل قلع مهار شود. یک سنسور FPC خاص خودرو قلع اندود شد و پس از پخت، طول سبیل قلع زیر 5 میکرومتر کنترل شد که استانداردهای ایمنی الکترونیکی خودرو را برآورده کرد.
فرآیند تقویت: افزودن یک صفحه صلب به مناطق بحرانی
در حالی که FPC انعطاف پذیر است، مناطقی که قطعات در آن لحیم کاری شده اند به درجه خاصی از استحکام نیاز دارند. در غیر این صورت، تغییر شکل در طول لحیم کاری رخ می دهد. بنابراین، یک صفحه تقویت کننده (مواد می تواند PI، ورق فولادی، یا تخته رزین اپوکسی) باشد، به ضخامت 0.1-0.5 میلی متر، با استفاده از چسب به پشت FPC متصل می شود. انحراف موقعیت صفحه تقویت کننده نباید از ± 0.1 میلی متر تجاوز کند، در غیر این صورت اتصالات لحیم کاری را مسدود می کند. در یک دستبند هوشمند، پس از اتصال یک صفحه تقویت کننده PI به ضخامت 0.3 میلی متر به اتصالات لحیم باتری، بازده لحیم کاری از 90٪ به 99٪ افزایش یافت.