如何防止FPC貼膜起卷

黃偉明 陳六寧 曾憲悉（惠州中京電子科技股份有限公司，廣東 惠州 516008）

如何防止FPC貼膜起卷

黃偉明 陳六寧 曾憲悉
（惠州中京電子科技股份有限公司，廣東 惠州 516008）

由于FPC基材輕薄柔軟，在干膜貼膜后基材往往會(huì)彎曲起翹起卷，嚴(yán)重時(shí)卷成“管狀”。基材變形后給曝光作業(yè)帶來(lái)不少麻煩，要將基材打開壓平后才能進(jìn)行曝光，這樣的作業(yè)方式導(dǎo)致作業(yè)效率非常低下。另外由于基材彈性彎曲，尖銳的基材角部劃傷照相底版的幾率增大，帶來(lái)嚴(yán)重的品質(zhì)隱患。本文對(duì)干膜貼膜過(guò)程進(jìn)行分析，為控制FPC貼膜起卷作出了一套控制方法。

撓性電路板；起卷；受力分析；拉力測(cè)試；防止

1 引言

撓性印制電路（FPC）作為一種特殊的電子互聯(lián)技術(shù)有著十分顯著的優(yōu)越性，它具有輕、薄、短、小、結(jié)構(gòu)靈活的特點(diǎn)，能靜態(tài)彎曲，也能做動(dòng)態(tài)彎曲、卷曲和折疊等。經(jīng)過(guò)多年生產(chǎn)發(fā)展，F(xiàn)PC技術(shù)向更高臺(tái)階邁進(jìn)。懷著相互學(xué)習(xí)和共同分享的心態(tài)，本文對(duì)干膜貼膜過(guò)程進(jìn)行力的分析，為控制FPC貼膜起卷而提供降低板面應(yīng)力的一套控制方法。有效地控制了FPC干膜貼膜起卷問題發(fā)生，板面平整保證了曝光工序的作業(yè)效率，并且降低了由于板面起卷對(duì)照相底版造成損傷的幾率，更好地確保了產(chǎn)品品質(zhì)。

2 貼膜起卷對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生的影響

由于FPC基材輕薄柔軟，在干膜貼膜后基材往往會(huì)彎曲起卷，嚴(yán)重時(shí)卷成 “管狀”。基材變形給曝光作業(yè)帶來(lái)不少麻煩，要將基材打開并小心壓平后才能進(jìn)行曝光，這樣的作業(yè)方式導(dǎo)致作業(yè)效率非常低下。另外由于基材彈性彎曲，尖銳的基材角部劃傷照相底版的幾率增大，帶來(lái)嚴(yán)重的品質(zhì)隱患。如圖1，基材已經(jīng)卷成一團(tuán)。

圖1 起卷的基材

起翹起卷的基材都不好，將待曝光基材放到曝光玻璃上，由于基材起翹起卷而不能緊貼照相底版，在聚脂膜壓下的瞬間鋒利的角部頻繁劃過(guò)照相底版表面，照相底版很快被損壞。照相底版損壞后會(huì)帶來(lái)批量的固定位置短路，迫不得已專門安排一個(gè)人來(lái)檢查照相底版，并加大產(chǎn)品檢查和修板力度以防止不良品流出。圖2為FPC基材角部劃過(guò)照相底版表面的瞬間，圖3中照相底版已經(jīng)被劃傷。

圖2 FPC基材角部劃過(guò)照相底版表面

圖3 照相底版被劃傷。

3 貼膜起卷原因分析和對(duì)應(yīng)方式

3.1 FPC基材起卷原因分析

圖4為FPC貼膜機(jī)，干膜結(jié)構(gòu)如圖5所示有三層。貼膜過(guò)程中聚乙烯薄膜剝離后被收集成卷（即圖4中的3），熱壓輥溫度約為100 ℃，光致抗蝕劑處于熔融狀態(tài)，聚酯薄膜略有軟化但能保持形狀。在熱壓輥帶動(dòng)下干膜和FPC基材銅箔以約為1.5 m/min的速度勻速貼合。

圖4 FPC貼膜機(jī)

圖5 干膜結(jié)構(gòu)

光致抗蝕劑的熔點(diǎn)較低，在約為100℃下變軟并緊壓在FPC基材銅箔上，聚酯薄膜雖有點(diǎn)軟化但能保持形狀，貼合時(shí)干膜面上受到干膜卷的拉力和熱壓輥的拉力，光致抗蝕劑由于變軟不能受力,拉力落到聚酯薄膜上而被拉伸。干膜面上狀態(tài)為干膜卷的拉力與熱壓輥的拉力大小相等，方向相反，干膜保持勻速運(yùn)動(dòng)。FPC基材銅箔面上狀態(tài)為FPC基材銅箔卷的拉力與熱壓輥的拉力大小相等，方向相反，F(xiàn)PC基材銅箔保持勻速運(yùn)動(dòng)。圖6為受力分析。

圖6 干膜面和FPC銅箔面力的受力

貼合后基材面上溫度下降，光致抗蝕劑固化，干膜卷的拉力與熱壓輥的拉力同時(shí)消失，干膜面上聚酯薄膜變形回縮轉(zhuǎn)化為基材面上的應(yīng)力，聚酯薄膜收縮使貼膜后的FPC基材兩端翹起，嚴(yán)重時(shí)卷起成“管狀”。受力狀態(tài)如圖7。為了進(jìn)一步檢驗(yàn)以上結(jié)論，將起卷的貼膜完成品撕下聚酯薄膜，發(fā)現(xiàn)基材立即變平整，這便更充分說(shuō)明了基材起卷是聚酯薄膜應(yīng)力所致。

圖7 貼膜后FPC受力狀態(tài)

3.2 FPC基材起卷對(duì)應(yīng)方式

以上解釋了FPC貼膜起卷的產(chǎn)生過(guò)程和引起的因素，那么FPC基材起卷對(duì)應(yīng)方式，可通過(guò)控制貼膜時(shí)干膜面的拉力，使之降低到合適的范圍即可。為了控制貼膜時(shí)干膜面的拉力，筆者提出了以下一套方法。

所述方法包括對(duì)貼膜機(jī)上干膜固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力的控制和干膜貼膜過(guò)程中剝離膜（聚乙烯薄膜卷）收集積累后壓力增加帶來(lái)相應(yīng)摩擦力變大這兩方力的控制。

先制作一個(gè)拉力點(diǎn)檢工具，如圖8。結(jié)合圖4進(jìn)行以下拉力點(diǎn)檢工具使用方法說(shuō)明。用繩索一頭系在彈簧壓力計(jì)的測(cè)力掛鉤上，另一頭系在一柔軟膠質(zhì)塊上，并在柔軟膠質(zhì)塊上貼上一塊普通雙面膠，將拉力測(cè)試工具柔軟膠質(zhì)塊通過(guò)普通雙面膠的作用順著纏繞方向緊貼在干膜承載軸表面上，使繩索方向與該軸垂直緊密纏繞約10圈，然后拉動(dòng)拉環(huán)使干膜承載軸進(jìn)行勻速旋轉(zhuǎn)，讀出運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拉力即為該軸空軸旋轉(zhuǎn)的摩擦力F（勻速），調(diào)節(jié)該軸兩端松緊，使F（勻速）在范圍內(nèi)。

圖8 拉力點(diǎn)檢工具

在貼膜作業(yè)開始前每日對(duì)干膜承載軸（4.2）進(jìn)行空軸勻速旋轉(zhuǎn)拉力測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)論使F（勻速）在3.5牛至4.5牛之間比較合適。點(diǎn)檢后進(jìn)行貼膜作業(yè)，當(dāng)貼膜長(zhǎng)度約100米后，停止作業(yè)將剝離膜收集承載軸上的剝離膜除去再進(jìn)行貼膜生產(chǎn)作業(yè)。

雙面貼膜當(dāng)基材較薄時(shí)也會(huì)發(fā)生起翹起卷，控制方法類似，上下干膜面拉力均可按以上方法進(jìn)行控制。

4 結(jié)語(yǔ)

拉力測(cè)量開始手法不熟練，操作起來(lái)不太順手，手法熟練之后即能習(xí)慣運(yùn)用。當(dāng)干膜面拉力太大時(shí)，F(xiàn)PC基材起翹起卷，而當(dāng)干膜面拉力太小時(shí)，F(xiàn)PC基材起皺、干膜與基材結(jié)合力不足。不同設(shè)備、材料和制程所應(yīng)該控制的拉力或許有出入，文中數(shù)據(jù)僅供參考，可按實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

本控制方法不需投入很大，只做了個(gè)小工具和擬定了些執(zhí)行方法，并將方法寫入作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。將粗放的做成精細(xì)的，將沒有標(biāo)準(zhǔn)的做成標(biāo)準(zhǔn)的，制程則趨向穩(wěn)定可控。

[1]陳兵,柴志強(qiáng)編著. 撓性印制電路技術(shù)[M]. 科學(xué)出版社.

作者介紹

黃偉明，化學(xué)工程與工藝專業(yè)工科學(xué)士，從事PCB和FPC生產(chǎn)技術(shù)工作7年，現(xiàn)為惠州中京電子科技股份有限公司質(zhì)量專項(xiàng)研究員，著眼于用最經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單的方法給質(zhì)量和成本以最大限度的突破。

How to prevent FPC from rolling up after dry film pasted

HUANG Wei-ming CHEN Liu-ning ZENG Xian-xi

FPC is very easy to roll up after dry film pasted on the thin and soft material. Sometimes FPC is rolling up like a tube. It is difficult to the exposure process, and press down first before put into exposure machine. Otherwise because the FPC is bended resiliently, the sharp angle will stab the photo tool, so it also makes a serious hazardous effect. Dry film pasting was analyzed in this paper, and a way to prevent FPC from rolling up was found.

FPC; Rolling Up; Force Analysis; Pull Test; Prevent

TN41

A

1009-0096（2014）09-0041-03