1. Rezanje FPC materiala
Razen nekaterih materialov se večina materialov, ki se uporabljajo v fleksibilnih tiskanih vezjih, (FPC) so na voljo v zvitkih. Ker vsi postopki ne zahtevajo tehnik, ki temeljijo na zvitkih, je treba nekatere postopke, kot je vrtanje metaliziranih lukenj v dvostransko fleksibilno tiskano vezje, izvesti z materiali v obliki listov. Prvi korak pri dvostranskem fleksibilnem tiskanem vezju je rezanje materiala na liste.
Fleksibilni laminati, prevlečeni z bakrom, imajo zelo nizko toleranco na mehanske obremenitve in se lahko zlahka poškodujejo. Vsaka poškodba med postopkom rezanja lahko znatno vpliva na izkoristek nadaljnjih postopkov. Zato je treba, čeprav se rezanje morda zdi preprosto, zelo paziti na kakovost materiala. Za majhne količine se lahko uporabijo ročni rezalni stroji ali rotacijski rezalniki. Za obsežno proizvodnjo so bolj primerni avtomatski rezalni stroji.
Ne glede na to, ali gre za enostranske ali dvostranske laminate z bakreno oblogo ali pokrivne folije, lahko natančnost rezanja doseže ±0.33 mm. Postopek rezanja je zelo zanesljiv, razrezan material pa se samodejno lepo zloži, brez potrebe po ročnem premeščanju na izhodu. Postopek zmanjšuje poškodbe materiala, material pa ostane skoraj brez gub ali prask. Poleg tega lahko napredna oprema samodejno reže. FPC-ji jedkano v zvitku z uporabo optičnih senzorjev, ki zaznavajo jedkane vzorce poravnave, s čimer se doseže natančnost rezanja 0.3 mm. Vendar pa se odrezani robovi ne smejo uporabljati za poravnavo v nadaljnjih postopkih.
2. Vrtanje lukenj v FPC
Tako kot toge tiskane vezij (PCB), skoznje luknje v fleksibilno PCB je mogoče vrtati s CNC vrtanjem. Vendar CNC vrtanje ni primerno za dvostranska vezja na osnovi valjev z metaliziranimi skoznjimi luknjami. Ker so zasnove vezij gostejše in premeri skoznjih lukenj manjši, so omejitve CNC vrtanja privedle do uporabe drugih tehnik vrtanja lukenj, kot so plazemsko jedkanje, lasersko vrtanje, mikro-prebijanje in kemično jedkanje. Te novejše tehnike so bolj združljive z zahtevami procesa na osnovi valjev.
CNC vrtanje
Večina skoznjih lukenj v dvostranskih fleksibilnih tiskanih vezjih se še vedno izvrta z uporabo CNC strojiTi CNC stroji so v bistvu enaki tistim, ki se uporabljajo za toge tiskane vezja, čeprav se nekateri pogoji razlikujejo. Ker so fleksibilna tiskana vezja tanka, je mogoče za vrtanje zložiti več listov. V ugodnih pogojih je mogoče hkrati vrtati od 10 do 15 listov. Kot nosilne in pokrivne plošče se lahko uporabijo fenolni laminati na osnovi papirja ali epoksidni laminati iz steklenih vlaken ali pa se lahko uporabijo tudi aluminijaste plošče debeline od 0.2 do 0.4 mm. Na trgu so na voljo svedri, ki se uporabljajo v fleksibilnih tiskanih vezjih, svedri, ki se uporabljajo za vrtanje trdih tiskanih vezjev, pa se lahko uporabijo tudi za fleksibilna.
Pogoji za vrtanje, rezkanje pokrivne folije in oblikovanje ojačitvene plošče so na splošno podobni. Vendar pa se zaradi mehkobe lepila, ki se uporablja v fleksibilnih materialih za tiskana vezja, to zlahka oprime svedra, kar zahteva pogosto preverjanje stanja svedra in ustrezno povečanje njegove hitrosti vrtenja. Pri vrtanju večplastnih fleksibilnih tiskanih vezjev ali ... je potrebna posebna previdnost. togo-flex PCB.
Štancanje
Mikro prebijanje ni nova tehnika in se uporablja za masovno proizvodnjo. Ker postopki na osnovi valjev vključujejo neprekinjeno proizvodnjo, obstaja veliko primerov, ko se skoznje luknje prebijajo v zvitku. Vendar pa je masovno prebijanje omejeno na premere lukenj 0.6–0.8 mm, v primerjavi s CNC vrtanjem pa prebijanje traja dlje in zahteva ročno upravljanje. Začetni postopek pogosto vključuje velike dimenzije, zaradi česar so matrice za prebijanje ustrezno večje in dražje. Čeprav lahko masovna proizvodnja zmanjša stroške, je amortizacija opreme precejšnja, za proizvodnjo majhnih serij pa CNC vrtanje ponuja večjo prilagodljivost in stroškovno učinkovitost.
V zadnjih letih pa je bil dosežen pomemben napredek tako pri natančnosti štancanja kot pri CNC vrtanju. Štancanje je zdaj postalo bolj izvedljivo za fleksibilne tiskane vezja. Najnovejše tehnologije štanc lahko ustvarijo luknje velikosti le 75 µm v laminatih, prevlečenih z bakrom brez lepila, z debelino substrata 25 µm. Pod ustreznimi pogoji je mogoče štancati tudi luknje velikosti 50 µm. Tudi štancani stroji so avtomatizirani in na voljo so manjši štancanji, zaradi česar je štancanje izvedljiva možnost za fleksibilna tiskana vezja. Vendar pa niti CNC vrtanje niti štancanje nista primerna za obdelavo slepih lukenj.
Lasersko vrtanje
Laserska tehnologija lahko izvrta najmanjše skoznje luknje. Za fleksibilne tiskane vezje se uporablja več vrst laserskih vrtalnih strojev, vključno z eksimernimi laserji, CO₂ laserji, YAG (itrijevo-aluminijev granat) laserji in argonskimi laserji.
CO₂ laserji lahko vrtajo samo izolacijske plasti, medtem ko lahko YAG laserji vrtajo tako izolacijsko plast kot bakreno folijo. Vrtanje izolacijske plasti je bistveno hitrejše od vrtanja bakrene folije, zato je uporaba enega samega laserja za vse postopke vrtanja neučinkovita. Običajno se bakrena folija najprej jedka, da se oblikuje vzorec lukenj, nato pa se izolacijska plast odstrani, da se oblikuje skoznja luknja. Ta metoda omogoča, da laserji vrtajo luknje izjemno majhnih premerov. Vendar pa lahko natančnost pozicioniranja med zgornjo in spodnjo luknjo omeji premer luknje. Pri slepih prehodih se vprašanje navpične poravnave ne pojavi, saj se jedka samo ena stran bakrene folije.
Eksimerni laserji lahko vrtajo najfinejše luknje. Eksimerni laserji uporabljajo ultravijolično svetlobo, ki neposredno razgradi molekularno strukturo substratne smole, pri čemer ustvarja minimalno toploto in omejuje poškodbe območja okoli luknje. To ima za posledico gladke, navpične stene luknje. Če je mogoče laserski žarek še dodatno zmanjšati, je mogoče vrtati luknje s premerom 10–20 µm. Vendar pa z naraščanjem razmerja stranic postane mokro bakrenje vse težje.
Ključna težava pri vrtanju z eksimernim laserjem je, da razgradnja smole povzroča ostanke saj na stenah lukenj, ki jih je treba pred nanašanjem očistiti. Poleg tega lahko enakomernost laserja pri obdelavi slepih lukenj povzroči ostanke, podobne bambusu. Največji izziv pri vrtanju z eksimernim laserjem je njegova počasna hitrost in visoki stroški, kar omejuje njegovo uporabo na aplikacije, ki zahtevajo visoko natančnost in zanesljivost pri zelo majhnih luknjah.
Vrtalniki s CO₂ laserjem so v nasprotju s tem veliko hitrejši in cenejši, vendar imajo slabšo kakovost lukenj, s premeri, ki se običajno gibljejo od 70 do 100 µm. Vendar je hitrost obdelave bistveno večja kot pri eksimernih laserjih, zaradi česar je vrtanje s CO₂ laserjem stroškovno učinkovitejše, zlasti za nize lukenj z visoko gostoto.
Pri uporabi CO₂ laserjev za vrtanje slepih prehodnih odprtin je ključnega pomena, da laser doseže le površino bakra. Odstranjevanje organskih snovi s površine ni potrebno, vendar je za čiščenje bakrene površine morda potrebna naknadna obdelava s kemičnim ali plazemskim jedkanjem.
3. Metalizacija lukenj
Postopek metalizacije lukenj za fleksibilne tiskane vezje je podoben tistemu, ki se uporablja za togo PCBNedavni napredki so kemično nanašanje nadomestili z neposrednim nanašanjem z uporabo prevodnih plasti na osnovi ogljika. Ta tehnika je bila uvedena tudi pri izdelavi fleksibilnih tiskanih vezij.
Ker so fleksibilne tiskane plošče mehke, so za pritrditev plošč med metalizacijo potrebna posebna vpenjala. Ta vpenjala ne le držijo tiskano vezje na mestu, temveč zagotavljajo tudi stabilnost v galvanizirani kopeli. V nasprotnem primeru lahko neenakomerna debelina bakrene prevleke povzroči težave, kot so kratki stiki in premostitve med jedkanjem. Za doseganje enakomerne bakrene prevleke je treba fleksibilno tiskano vezje tesno napeti v vpenjalu in posebno pozornost je treba nameniti položaju elektrod.
4. Čiščenje površin z bakreno folijo
Za izboljšanje oprijema maske za zaščito pred prevleko je treba površino bakrene folije očistiti pred nanosom zaščite. Čeprav se to zdi preprost postopek, je treba posebno pozornost nameniti fleksibilnim tiskanim vezjem.
Čiščenje običajno vključuje tako kemične kot mehanske metode. Za natančne vzorce se obe metodi pogosto kombinirata. Mehansko ščetkanje je lahko težavno; če je krtača pretrda, lahko poškoduje bakreno folijo, če pa je premehka, čiščenje morda ne bo zadostno. Običajno se uporabljajo najlonske krtače, dolžino in trdoto krtač pa je treba skrbno izbrati. Nad tekočim trakom sta nameščena dva valjčka krtače, ki se vrtita v nasprotni smeri gibanja traku. Vendar pa lahko prekomerni pritisk valjev krtač podaljša podlago, kar povzroči dimenzijske spremembe.
Če bakrena površina ni pravilno očiščena, bo oprijem maske za jedkanje slab, kar bo zmanjšalo izkoristek postopka jedkanja. Zaradi izboljšane kakovosti bakrenih folijskih laminatov v zadnjih letih lahko čiščenje površine pri enostranskih vezjih preskočimo. Vendar pa pri natančnih vzorcih pod 100 µm, čiščenje površin ostaja bistveno.
