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操作流程：
作者
：
Jenny
发表时间：
2009-2-11
详解
FP
C
制造工艺流程及方法
一、
F
PC
开料
除部分材料以外，柔性
印制板
所用的材
料基本都是卷状的。由于并不是所有的工序
都一定要用卷带工艺进行加工，有些工序必须
裁成片状才能加工，如双面柔性印制板的
金属化孔的钻孔，目前只能以片状形式进行钻孔
，所以双面柔性印制板第一道工序就是
开料。
柔性覆铜箔层压板对外力的承受能
力极差，很容易受伤。如果在开料时受到损伤将
对以后各工序的合格率产生严重影响。因
此，即使看上去是十分简单的开料，为了保证
材料的品质，也必须给予足够重视。如果量
比较少，可使用手工剪切机或滚刀切断器，
大批量，可用自动剪切机。
< br>
无论是单面、双面铜箔层
压板还是覆盖膜，开料尺寸的精度可达到
±O.33
。开料的可
靠性高，开好的材料自动整齐叠放，在出口处不需要人员进行收料。能把对材料的损伤<
/p>
控制在最小限度内，利用送料辊尺寸的变化，材料几乎没有皱折、伤痕发生。而且最新
的装置也能对卷带工艺蚀刻后的柔性印制板进行自动裁切，利用光学传感器可以检出腐
蚀定位图形，进行自动开料定位，开料精度达
O
．
3mm
，但不能把这种开料的边框作为
以后工序的定位。
二、
FPC
钻导通孔
柔性印制板的通孔与刚性印制板一
样也可以用数控钻孔，但不适用于卷带双面金属
化孔电路的孔加工。随着电路图形的高密
度化和金属化孔的小孔径化，加上数控钻孔的
孔径有一定界限，现在许多新的钻孔技术已
付实际应用。这些新的钻孔技术包括等离子
体蚀孔、激光钻孔、微小孔径的冲孔、化学蚀
孔等，这些钻孔技术比数控钻孔更容易满
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足卷带工艺的成孔要求。
柔性印制板的通孔与刚性印制板一样也可以用数控钻孔，但不
适用于卷带双面金属
化孔电路的孔加工。随着电路图形的高密度化和金属化孔的小孔径化
，加上数控钻孔的
孔径有一定界限，现在许多新的钻孔技术已付实际应用。这些新的钻孔
技术包括等离子
体蚀孔、激光钻孔、微小孔径的冲孔、化学蚀孔等，这些钻孔技术比数控
钻孔更容易满
足卷带工艺的成孔要求。
1
．数控钻孔
双面柔性印制板中通的钻孔现在大
部分仍然是用数控钻床钻孔，数控钻床与刚性印
制板使用的数控钻床基本上相同，但钻孔
的条件有所不同。由于柔性印制板很薄，能够
把多片重叠钻孔，如果钻孔条件良好的话可
以把
10
～
15
片重叠在一起进行钻孔。垫板和
盖板可以使用纸基酚醛层压板或玻纤布环氧层压板，<
/p>
也完全可以使用厚
0
．
< br>2
～
0
．
4mm
的
铝板。柔性印制板所用钻头市场上有售，刚性印制板
钻孔用的钻头及铣外形用的铣刀也
可以用于柔性印制板。
钻孔、铣覆盖膜和增强板的外形等
的加工条件基本相同，但由于柔性印制板材料所
使用的胶黏剂柔软，所以十分容易附着在
钻头上，需要频繁地对钻头状态进行检验，而
且要适当提高钻头的转速。对于多层柔性印
制板或多层刚柔印制板的钻孔要特别细心。
2
．冲孔
冲微小孔径不是新技术，作为大批
量生产已有使用。由于卷带工艺是连续生产，利
用冲孔来加工卷带的通孔也有不少实例。
但是批量冲孔技术仅限于冲直径
O
．<
/p>
6
～
0
．
8mm
的孔，与数控钻床钻孔相比加工周期长且需要人工操作，由于最
初工序加工的尺寸都很
大，这样冲孔的模具也相应要大，因而模具价格就很贵，虽然大批
量生产对降低成本有
利，但设备折旧负担大，小批量生产及灵活性无法与数控钻孔相竞争
，所以至今仍无法
普及。
但在最近数年里，冲孔技术的模具精密化和数控钻孔两方面都
取得了很大的进步，
冲孔在柔性印制板上的实际应用已十分可行。最新的模具制造技术可
制造能够冲切基材
厚
25um
的无胶黏
剂型覆铜箔层压板的直径
75um
的孔，冲孔的可靠性也相当高
，如果冲
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< br>切条件合适甚至还可以冲直径
50um
的孔。冲孔装置也
已数控化，模具也能小型化，所以
能很好地应用于柔性印制板冲孔，数控钻孔和冲孔都不
能用于盲孔加工。
3
．激光钻孔
用激光可以钻最微细的通孔，用于
柔性印制板钻通孔的激光钻孔机有受激准分子激
光钻机、冲击式二氧化碳激光钻机、
YAG(
钇铝石榴石
)
激光钻机、氩气激光钻机等。
冲击式二氧化碳激光钻机仅能够对基材的绝缘层进行钻孔加工，
而
YAG
激光钻机可
以对基材的绝缘层
和铜箔进行钻孔加工，钻绝缘层的速度要明显比钻铜箔的速度快，仅
用同一种激光钻孔机
进行所有的钻孔加工生产效率不可能很高。一般是首先对铜箔进行
蚀刻，先形成孔的图形
，然后去除绝缘层从而形成通孔，这样激光就能钻极其微小孔径
的孔。但此时由于上下孔
的位置精度可能会制约钻孔的孔径。如果是钻盲孔，只要把一
面的铜箔蚀刻掉，不存在上
下位置精度问题。该工艺与在下面所叙述的等离子体蚀孔和
化学蚀孔雷同。
目前受激准分子激光
加工的孔是最微细的。受激准分子激光是紫外线，直接破坏基
底层树脂的结构，使树脂分
子离散，产生的热量极小，所以可以把热对孔周围的损伤程
度限制在最小范围内，孔壁光
滑垂直。如果能把激光束进一步缩小的话就能够加工直径
10
～
20um
的孔。当然板厚孔径比越大，湿式镀铜也就越难。受激
准分子激光技术钻孔的
问题是高分子的分解会产生炭黑附着于孔壁，所以必须采取某些手
段在电镀之前对表面
进行清洗以除去炭黑。但是激光加工盲孔时，激光的均匀性也存在一
定的问题，会产生
竹子状残留物。
受激准分子激光最大的难点就是钻孔速度慢，加工成本太高。
所以只限于用在高精
度、高可靠性微小孔的加工。
冲击式二氧化碳激光一般是用二氧
化碳气体为激光源，辐射的是红外线，与受激准
分子激光因热效应而燃烧分解树脂分子不
同，它属于热分解，加工的孔形状要比受激准
子激光差得多，
可
以加工的孔径基本上是
70
～
100u
m
，
但加工速度明显的比受激准分子激
光速度快得多，钻孔的成本也低得多。即使如此，仍比下面所叙述的等离子体蚀孔法和
化
学蚀孔法加工成本高得多，特别单位面积孔数多时更是如此。
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冲击式二氧化碳激光要注意的是加
工盲孔时，激光只能发射至铜箔表面，对表面的
有机物完全不必去除，为了稳定清洗铜表
面，应以化学蚀刻或等离子体蚀刻作为后处
理。
从技术的可能性来考虑，激光钻孔工艺用于卷带工艺基本上没有什么困难，但考
虑到工序的平衡及设备的投资所占的比例，它就不占优势，但带式芯片自动化焊接工艺
< br>(TAB
，
Tape Automated Bondi
ng)
宽度狭小，采用卷带工艺可以提高钻孔速度，在这方面
已
经有了实际的例子。
三、孔金属化
柔性印制板的孔金属化与刚性印制板的孔金属工艺基本相同。
近年来出现了取代化学镀，采用形
成碳导电层技术的直接电镀工艺。柔性印制板的
孔金属化也引入了这一技术。
柔性印制板由于其
柔软，需要有特别的固定夹具，夹具不仅能把柔性印制板固定，
而且在镀液中还必须稳定
，否则镀铜厚度不均匀，这也是在蚀刻工序中引起断线和桥接
的重要原因。要想获得均匀
的镀铜层，必须使柔性印制板在夹具内绷紧，而且还要在电
极的位置和形状上下功夫。<
/p>
孔金属化
外包加工，要尽可能避免外包给无柔性印制板孔化经验的工厂，如果没有
柔性印制板专用
的电镀线，孔化质量是无法保证的。
四、铜箔表面的清洗
为了提高抗蚀掩膜的附着力，涂布抗蚀掩膜之前要对铜箔表面
进行清洗，即使这样
的简单工序对于柔性印制板也需要特别注意。
一般清洗有化学清洗工艺和机
械研磨工艺，对于制造精密图形时，大多数场合是把
两种清流工艺结合起来进行表面处理
。机械研磨使用抛刷的方法，抛刷材料过硬会对铜
箔造成损伤，太软又会研磨不充分。一
般是用尼龙刷，必须对抛刷的长短和硬度进行仔
细研究。使用两根抛刷辊，放在传送带的
上面，旋转方向与皮带传送方向相反，但此时
如果抛刷辊压力过大，基材将受到很大的张
力而被拉长，这是引起尺寸变化的重要原因
之一。
如果铜箔表面处理不干净，那么与
抗蚀掩膜的附着力就差，这样就会降低蚀刻工序
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< br>的合格率。近来由于铜箔板质量的提高，单面电路情况下也可以省略表面清洗工序。但
1OO
μ
m
以下的精密图形，表面
清洗是必不可少的工序。
五、抗蚀剂的涂布
现在，抗蚀剂的涂布方法根据电路图形的精密度和产量分为以
下三种方法：丝网漏
印法、干膜／感光法、液态抗蚀剂感光法。
现在，抗蚀剂的涂布方法根据电路
图形的精密度和产量分为以下三种方法：丝网漏
印法、干膜／感光法、液态抗蚀剂感光法
。
抗蚀
油墨采用丝网漏印法直接把线路图形漏印在铜箔表面上，这是最常用的技术，
适用于大批
量生产，
成本低廉。
形成的线路图形的精度可以达到线宽／间距
0
．
2
～
O
．
3mm
，
但不适用于更精密的图形。随着微细化这种方法逐步不能适应。与以下所叙述的干膜法
相比需要有一定技术的操作人员，操作人员必须经过多年的培养，这是不利的因素。
干膜法只要设备、
条件齐全就可制得
70
～
80
μ
m
的线宽图形。现在
0
．
3mm
以下的
精密图形大部分都可以用干膜法形成抗蚀线路图形。
采用干膜，
其厚度是
15
～
25
μ
m
，
条
< br>件允许，批量水平可以制作
30
～
40
μ
m
线宽的图形。
当选择干膜时，必须
根据与铜箔板、工艺的匹配性并通过试验来确定。实验的水平
即使有好的分辨能力，但并
不一定在大批量生产使用时能有很高的合格率。柔性印制板
薄且易于弯曲，如果选用硬一
点的干膜则其较脆而随动性差，所以也就会产生裂缝或剥
落从而使蚀刻的合格率降低。<
/p>
干膜是卷
状的，生产设备和作业较简单。干膜是由较薄的聚酯保护膜、光致抗蚀膜
和较厚的聚酯离
型膜等三层结构所构成。
在贴膜之前首先要把离型膜
(
又称隔膜
)
剥去，
再<
/p>
用热辊将其贴压在铜箔的表面上，
显影前再撕去上面保护膜
(
又称载体膜或覆盖膜
)
，
一般
柔性印制板两侧有导向定位孔，干膜可稍微比要贴膜
的柔性铜箔板狭窄一点。刚性印制
板用的自动贴膜装置不适用于柔性印制板的贴膜，必须
进行部分的设计更改。由于干膜
贴膜与其他的工序相比线速度大，所以不少厂都不用自动
化贴膜，而是采用手工贴膜。
贴好干膜之后，为了使其稳定，应放置
1 5
< br>～
20min
之后再进行曝光。
线路图形线宽如果在
30
μ
m
以下，用干膜形成
图形，合格率会明显下降。批量生产
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< br>时一般都不使用干膜，而使用液态光致抗蚀剂。涂布条件不同，涂布的厚度会有所变化，
< br>如果涂布厚度
5
～
15
μ
m
的液态光致抗蚀剂于
5
μ
m
厚的铜箔上，实验室的水平能
够蚀刻
1O
μ
m
以下的线宽。
液态光致抗蚀剂，涂布之后必须进行干燥和烘焙，由于这一热处理会对抗蚀膜性能
产生很大影响，所以必须严格控制干燥条件。
六、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
FP
C
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
F
PC
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。
七、蚀刻、抗蚀剂的剥离
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
< br>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
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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<
/p>
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。
八、覆盖膜的加工
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
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
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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<
/p>
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
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