1. Skärning av FPC-material
Förutom vissa material används de flesta material i flexibla tryckta kretsar (FPC) levereras i rullar. Eftersom inte alla processer kräver rullbaserade tekniker måste vissa processer, som att borra metalliserade hål i dubbelsidiga flexibla kretskort, utföras med arkformade material. Det första steget för dubbelsidiga flexibla kretskort är att skära materialet till ark.
Flexibla kopparbeklädda laminat har mycket låg tolerans mot mekanisk stress och kan lätt skadas. Eventuella skador under skärprocessen kan avsevärt påverka utbytet av efterföljande processer. Därför, även om skärning kan verka enkel, måste stor försiktighet iakttas för att säkerställa materialkvaliteten. För små kvantiteter kan manuella skärmaskiner eller roterande skärare användas. För storskalig produktion är automatiska skärmaskiner att föredra.
Oavsett om det gäller enkelsidiga eller dubbelsidiga kopparbeklädda laminat eller täckfilmer, kan skärprecisionen nå ±0.33 mm. Skärprocessen är mycket tillförlitlig och det skurna materialet staplas automatiskt prydligt, utan behov av manuell hantering vid utgången. Processen minimerar materialskador och materialet förblir nästan fritt från skrynklor eller repor. Dessutom kan avancerad utrustning automatiskt skära FPC:er etsas i rullformat med hjälp av optiska sensorer som detekterar etsade uppriktningsmönster, vilket ger en skärnoggrannhet på 0.3 mm. Skärkanterna bör dock inte användas för uppriktning i efterföljande processer.
2. FPC-hålborrning
Liksom styva kretskort (PCB), genomgående hål i flexibel kretskort kan borras med CNC-borrning. CNC-borrning är dock inte lämplig för valsbaserade dubbelsidiga kretsar med metalliserade genomgående hål. I takt med att kretskonstruktioner blir tätare och genomgående håldiametrar mindre har begränsningarna med CNC-borrning lett till att andra hålborrningstekniker som plasmaetsning, laserborrning, mikrostansning och kemisk etsning har antagits. Dessa nyare tekniker är mer kompatibla med kraven för valsbaserade processer.
CNC-borrning
De flesta genomgående hål i dubbelsidiga flexibla kretskort borras fortfarande med hjälp av CNC-maskinerDessa CNC-maskiner är i huvudsak desamma som de som används för styva kretskort, även om vissa förhållanden skiljer sig åt. Eftersom flexibla kretskort är tunna kan flera ark staplas för borrning. Under gynnsamma förhållanden kan 10 till 15 ark borras samtidigt. Fenolbaserade laminat eller glasfiberepoxilaminat kan användas som stöd- och täckark, eller aluminiumplattor med en tjocklek på 0.2 till 0.4 mm kan också användas. Borrkronor som används i flexibla kretskort finns tillgängliga på marknaden, och borrkronor som används för borrning av styva kretskort kan också användas för flexibla.
Förhållandena för borrning, fräsning av täckfilmen och formning av förstärkningsplattan är i allmänhet likartade. På grund av limmets mjukhet som används i flexibla kretskortsmaterial kan det dock lätt fästa på borrkronan, vilket kräver frekvent inspektion av borrkronans skick och en lämplig ökning av dess rotationshastighet. Extra försiktighet måste iakttas vid borrning i flerskiktade flexibla kretskort eller styv-flex PCB.
stans~~POS=TRUNC
Mikrostansning är inte en ny teknik och har använts för massproduktion. Eftersom rullbaserade processer innebär kontinuerlig produktion finns det många fall där genomgående hål stansas i rullformat. Massstansning är dock begränsad till håldiametrar på 0.6–0.8 mm, och jämfört med CNC-borrning tar stansningen längre tid och kräver manuell drift. Den initiala processen innebär ofta stora dimensioner, vilket gör stansformarna motsvarande större och dyrare. Även om massproduktion kan minska kostnaderna är avskrivningarna på utrustningen betydande, och för småskalig produktion erbjuder CNC-borrning mer flexibilitet och kostnadseffektivitet.
Under senare år har dock betydande framsteg gjorts inom både precisionsstansning och CNC-borrning. Stansning har nu blivit mer genomförbart för flexibla kretskort. De senaste stansteknikerna kan skapa hål så små som 75 µm i limfria kopparbeklädda laminat med en substrattjocklek på 25 µm. Under lämpliga förhållanden kan även hål så små som 50 µm stansas. Stansmaskiner har också automatiserats, och mindre stansar finns nu tillgängliga, vilket gör stansning till ett gångbart alternativ för flexibla kretskort. Varken CNC-borrning eller stansning är dock lämpliga för bearbetning av bottenhål.
Laserborrning
Laserteknik kan borra de minsta genomgående hålen. Flera typer av laserborrmaskiner används för flexibla kretskort, inklusive excimerlasrar, CO₂-lasrar, YAG-lasrar (yttriumaluminiumgranat) och argonlasrar.
CO₂-lasrar kan bara borra i isoleringsskikt, medan YAG-lasrar kan borra både i isoleringsskiktet och kopparfolien. Att borra i isoleringsskiktet går betydligt snabbare än att borra i kopparfolien, så det är ineffektivt att använda en enda laser för alla borrprocesser. Vanligtvis etsas kopparfolien först för att bilda hålmönstret, och sedan tas isoleringsskiktet bort för att bilda det genomgående hålet. Denna metod möjliggör borrning av extremt små håldiametrar med lasrar. Positioneringsnoggrannheten mellan de övre och nedre hålen kan dock begränsa håldiametern. För blindvias uppstår inte problemet med vertikal uppriktning, eftersom endast kopparfolien på ena sidan etsas.
Excimerlasrar kan borra de finaste hålen. Excimerlasrar använder ultraviolett ljus som direkt bryter ner substrathartsens molekylstruktur, vilket genererar minimal värme och begränsar skador på området runt hålet. Detta resulterar i släta, vertikala hålväggar. Om laserstrålen kan minskas ytterligare i storlek kan hål med diametrar på 10–20 µm borras. Men när bildförhållandet ökar blir våtkopparplätering allt svårare.
Ett viktigt problem med excimerlaserborrning är att hartsnedbrytningen producerar kimröksrester på hålväggarna, vilka måste rengöras före plätering. Dessutom kan laserns enhetlighet leda till bambuliknande rester vid bearbetning av bottenhål. Den största utmaningen med excimerlaserborrning är dess låga hastighet och höga kostnad, vilket begränsar dess användning till tillämpningar som kräver hög precision och tillförlitlighet för mycket små hål.
CO₂-laserborrar är däremot mycket snabbare och billigare men har sämre hålkvalitet, med diametrar som vanligtvis varierar från 70 till 100 µm. Bearbetningshastigheten är dock betydligt snabbare än excimerlasrar, vilket gör CO₂-laserborrning mer kostnadseffektiv, särskilt för hålmatriser med hög densitet.
När man använder CO₂-lasrar för att borra blindvias är det avgörande att lasern endast når kopparytan. Avlägsnande av organiskt material från ytan är onödigt, men efterbehandling med kemisk etsning eller plasmaetsning kan behövas för att rengöra kopparytan.
3. Hålmetallisering
Hålmetalliseringsprocessen för flexibla kretskort liknar den som används för styv PCBNyligen genomförda framsteg har ersatt kemisk plätering med direktplätering med kolbaserade ledande lager. Denna teknik har också introducerats inom tillverkning av flexibla kretskort.
Eftersom flexibla kretskort är mjuka krävs speciella fixturer för att säkra korten under metalliseringen. Dessa fixturer håller inte bara kretskortet på plats utan säkerställer också stabilitet i pläteringsbadet. Annars kan den ojämna kopparpläteringens tjocklek leda till problem som kortslutningar och bryggbildning under etsning. För att uppnå en jämn kopparplätering måste det flexibla kretskortet sträckas tätt inuti fixturen, och noggrann uppmärksamhet måste ägnas åt elektrodplaceringen.
4. Rengöring av kopparfolieytor
För att förbättra vidhäftningen av resistmasken måste kopparfoliens yta rengöras innan resisten appliceras. Även om detta verkar vara en enkel process måste särskild försiktighet iakttas för flexibla kretskort.
Vanligtvis involverar rengöring både kemiska och mekaniska metoder. För precisionsmönster kombineras ofta båda metoderna. Mekanisk borstning kan vara knepig; om borsten är för hård kan den skada kopparfolien, men om den är för mjuk kan rengöringen vara otillräcklig. Generellt används nylonborstar, och borstarnas längd och hårdhet måste väljas noggrant. Två borstvalsar placeras ovanför transportbandet och roterar i motsatt riktning mot bandets rörelse. För stort tryck från borstvalsarna kan dock förlänga substratet, vilket leder till dimensionsförändringar.
Om kopparytan inte rengörs ordentligt blir resistmaskens vidhäftning dålig, vilket minskar utbytet av etsningsprocessen. På grund av den förbättrade kvaliteten på kopparfolielaminat under senare år kan ytrengöring hoppas över för enkelsidiga kretsar. För precisionsmönster under 100 µm gäller dock följande., ytrengöring förblir väsentligt.
