激光覆蓋膜導(dǎo)致?lián)闲园褰^緣不良的研究和改善

劉 俊　劉國漢　黃德業(yè)　李超謀　任代學(xué)（廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州 510730）

激光覆蓋膜導(dǎo)致?lián)闲园褰^緣不良的研究和改善

劉 俊劉國漢黃德業(yè)李超謀任代學(xué)
（廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州 510730）

1　前言

絕緣性：導(dǎo)體可以阻止電流通過的能力。

絕緣電阻：加直流電壓于電介質(zhì)，經(jīng)過一定時間極化過程結(jié)束后，流過電介質(zhì)的泄漏電流對應(yīng)的電阻。

印制板絕緣測試（Isolation Test）是對某一待測網(wǎng)絡(luò)（或?qū)Ь€）施加電壓，而在其它網(wǎng)絡(luò)上檢測是否有電壓值，以此來判斷網(wǎng)絡(luò)（或?qū)Ь€）之間是否絕緣。若在其它網(wǎng)絡(luò)上測有電壓，則說明網(wǎng)絡(luò)之間有短路存在（即不絕緣），反之互相絕緣。

絕緣不良：為了明確絕緣不良概念，根據(jù)GJB 7548-2012《撓性印制板通用規(guī)范》要求：“絕緣測試時，相鄰導(dǎo)體間的絕緣電阻應(yīng)大于100 MΩ”，進行如下定義：絕緣不良指絕緣電阻值大于100 Ω而小于100 MΩ之情形。絕緣電阻不大于10 Ω視為完全短路，絕緣電阻大于10 Ω（含10 Ω）而不大于100 Ω視為微短，完全短路和微短統(tǒng)稱為短路。短路是不可接受的，且用普通的電測試表可以測試出，絕緣不良沒有真正意義上的短路，用普通的電表無法測試出，所以一般廠商也視為可接受，但其實也存在短路的風(fēng)險，對高可靠性要求的產(chǎn)品也是不允許有的。

2　原因分析

覆蓋膜的成分為聚酰亞胺，激光為波長355 nm的紫外激光。激光覆蓋膜的原理為：UV激光束照射在覆蓋膜表面，能量迅速被材料吸收，一部分轉(zhuǎn)化為熱能，使材料加熱、熔化、氣化，產(chǎn)生氣化噴射并拋出材料形成切縫，即“熱加工”；另一部分被材料所吸收充分作用在材料分子的化學(xué)鍵上，將化學(xué)鍵打斷，被加工區(qū)域的分子鍵被破壞掉，生成物所占據(jù)的空間體積迅速膨脹，最終以體爆炸形式分離母體并帶走過剩的能量，此加工過程稱為“光蝕刻效應(yīng)”。此過程會在切割邊緣會有碳化物的殘留，此碳化物有一定的導(dǎo)電性，由于切割完成的覆蓋膜需貼在撓性印制板上，在線路之間會形成電路，使電路板產(chǎn)生絕緣。如圖1所示。

圖1　撓性板絕緣不良示意圖

3　試驗過程及結(jié)果

3.1正交試驗設(shè)計

根據(jù)撓性印制板的生產(chǎn)流程、激光覆蓋膜參數(shù)設(shè)定，定下了如下影響因素：覆蓋膜的加工方式、激光參數(shù)設(shè)定、激光覆蓋膜是否用酒精清洗。具體的因素如表1。

表1　絕緣不良影響因素

根據(jù)上述影響因素，設(shè)計如表2的8組試驗。

表2　絕緣不良試驗設(shè)計

每種試驗方案設(shè)計1大塊板，共60塊小板。

電性能測試時采用絕緣電阻100MΩ進行短路測試，以小塊數(shù)量的合格率統(tǒng)計絕緣不良的結(jié)果。

3.2試驗結(jié)果

根據(jù)上述試驗設(shè)計，絕緣測試結(jié)果如下：

表3　絕緣不良試驗結(jié)果

從以上絕緣測試結(jié)果可以看出：切割/激光正常參數(shù)均未出現(xiàn)絕緣不良，而激光異常參數(shù)1/異常參數(shù)2出現(xiàn)了絕緣不良，其中異常參數(shù)2尤其嚴(yán)重，不良率達到了100%?？梢缘贸鼋Y(jié)論，激光參數(shù)異常激光參數(shù)異常會導(dǎo)致?lián)闲杂≈瓢褰^緣不良的問題，同時也可以得出如下結(jié)論：平板切割覆蓋膜生產(chǎn)可以很好地避免絕緣不良問題；酒精清洗覆蓋膜對改善絕緣不良問題貢獻度比較小。

在測試過程中，試驗7/試驗8生產(chǎn)的板在絕緣測試時覆蓋膜位置出現(xiàn)冒火花現(xiàn)象，測試完后覆蓋膜位置也出現(xiàn)了發(fā)黑的現(xiàn)象，進一步確認(rèn)了覆蓋膜殘留碳化物是絕緣不良問題產(chǎn)生的真正原因，具體如表4。

表4　絕緣不良測試過程記錄

根據(jù)上述試驗結(jié)果，激光參數(shù)異常是導(dǎo)致絕緣不良問題的真正原因，所以需對比不同激光參數(shù)的覆蓋膜效果，以更好地進行生產(chǎn)控制，對比結(jié)果如表5。

表5　不同激光參數(shù)覆蓋膜效果

從以上跟進結(jié)果可以看出，不同激光參數(shù)生產(chǎn)的覆蓋膜效果可以從板面后的效果看出，激光出來發(fā)黑較嚴(yán)重的屬于異常情況，需調(diào)整參數(shù)至正常。

4　結(jié)論

（1）從本次試驗可以得出結(jié)論：激光參數(shù)異常會導(dǎo)致?lián)闲杂≈瓢褰^緣不良的問題。激光參數(shù)異常是指激光能量偏大，激光次數(shù)多，且Z軸焦點偏離。平板切割生產(chǎn)、激光正常參數(shù)生產(chǎn)覆蓋膜不會出現(xiàn)絕緣不良問題。

（2）不同激光參數(shù)生產(chǎn)的覆蓋膜效果可以從板面后的效果看出，激光出來發(fā)黑較嚴(yán)重的屬于異常情況，需調(diào)整參數(shù)至正常。

劉俊，技術(shù)部生產(chǎn)計劃部經(jīng)理。

The research and improvement of laser coverlayer causing FPC poor insulation

LIU Jun LIU Guo-han HUANG De-ye LI Chao-mou REN Dai-xue