Az alapfelület előkezelése: Erősebb kötés biztosítása a rézfólia és az alapfelület között
Míg a közönséges merev PCB-k hordozója és rézfóliája szorosan kötődik, az FPC-k PI-szubsztrátuma sima felülettel rendelkezik, amely speciális kezelést igényel a rézfólia szilárd tapadása érdekében. Az előkezelés során apró gödröket marnak be a PI-fóliába kémiai oldattal (például nátrium-hidroxiddal), majd tapadást elősegítő szerrel (hasonlóan a "ragasztóhoz"), végül pedig forró préseléssel, hogy a rézfóliát az aljzathoz erősítsék. Egy FPC-gyárban végzett kísérletek azt mutatják, hogy az előkezelt rézfólia tapadása elérheti a 0,8 N/mm-t, ami kétszerese a kezeletlen fóliaénak, így kevésbé hajlamos a leválásra a hajlítás során.
Az előkezelési hőmérséklet és idő pontos szabályozása kulcsfontosságú. A túl magas hőmérséklet (120 fok felett) a PI hordozó deformálódását okozhatja, míg az elégtelen hőmérséklet rossz kezelési teljesítményt eredményez. Egy gyártósor 3 percig stabilizálta az előkezelési hőmérsékletet 100 ± 2 fokon, így a rézfólia tapadási konzisztenciája 95% fölé emelkedett.
Áramkör gyártás: áramkörök maratása "rugalmas fóliára"
Az FPC-k áramköreinek gyártása hasonló a merev PCB-kéhez, fotolitográfiával és maratással, de nagyobb kihívást jelent. Mivel a PI szubsztrát hő hatására kitágul és összehúzódik, az expozíció során vákuum adszorpcióra van szükség a hordozó lapos rögzítéséhez és az áramkör deformációjának megakadályozásához. A nagy-sűrűségű FPC (0,1 mm-es sortávolság) egy nagy-precíziós expozíciós géppel vákuum-adszorpciós platformmal ±10 μm-en belüli vonaleltérést ért el, ami 60%-os javulás a hagyományos expozíciós gépek ±25 μm-éhez képest.
A maratás során savas oldatot (például vas-kloridot) használnak a felesleges rézfólia eltávolítására, megtartva a szükséges vonalakat. Az FPC-k marási sebessége 30%-kal lassabb, mint a merev PCB-ké, mivel a túlságosan gyors marás sorját okozhat a vonal szélein. Egy bizonyos FPC sortávolsága 0,08 mm. A maratási sebesség csökkentésével (1 m/percről 0,7 m/percre) a vonal élének egyenetlensége 5 μm-ről 2 μm-re csökkent, megakadályozva a szomszédos vonalak közötti rövidzárlatot.
Borítófólia laminálása: „Védőruhát” adunk a vonalaknak
A fedőfólia laminálása az FPC-kben egyedülálló kritikus folyamat. Először egy réteg hőre keményedő ragasztót viszünk fel a fedőfóliára. Ezután a fedőfóliát a pozicionáló lyukakon keresztül a vonalakhoz igazítják, végül forró préssel (hőmérséklet 160 fok, nyomás 0,5 MPa, idő 30 másodperc) összenyomják. A laminálás során kerülni kell a légbuborékok kialakulását, különben a vonalak nedvesek lesznek és oxidálódnak. Az egyik FPC-gyártó "lépcsős{7}}-laminálási" módszert alkalmaz: először az alacsony-hőmérsékletű elősajtolással (100 fok) távolítja el a levegőt, majd a magas{12}}hőmérsékletű laminálás 5%-ról 0,5%-ra csökkenti a buborékok arányát.
A fedőfólia vastagsága nagyon fontos. A vékony fedőfóliák (25 μm) jobb rugalmasságot, de valamivel kisebb védelmet biztosítanak; a vastagabb fedőfóliák (50μm) erős védelmet nyújtanak, de hajlításkor növelik a feszültséget. Az okosóra FPC-k általában 35 μm vastag fedőfóliát használnak, hogy egyensúlyt teremtsenek a rugalmasság és a védelem között.
Lyukasztás és formázás: Vágás a kívánt formára
Az FPC-ket az eszköz szerkezetének megfelelően meghatározott formákra kell vágni, általában stancolással vagy lézervágással. A préslyukasztás tömeggyártásra alkalmas ±0,1 mm pontossággal. Például a stancolást mobiltelefonos FPC-k tömeggyártására használják, percenként 50 darabos hatékonysággal. A lézeres vágás alkalmas kis tételekre vagy összetett formákra, ±0,05 mm pontossággal. Például az orvosi eszközök szabálytalan alakú FPC-jeit lézerrel-vágják, hogy tökéletesen illeszkedjenek az eszköz ívelt szerkezetéhez.
A vágott éleknek simának és sorjamentesnek kell lenniük; ellenkező esetben a hajlítás elszakítja a fedőfóliát. Egy bizonyos FPC lézeres vágási paramétereit optimalizálták (teljesítmény 10 W, sebesség 50 mm/s), ami 1 μm-nél kisebb vagy azzal egyenlő élegyenetlenséget eredményezett, ami 67%-os javulást jelent az optimalizálatlan 3 μm-hez képest.
Felületkezelés: Mind a forraszthatóság, mind az oxidációállóság szükséges.
Az FPC forrasztási kötések felületkezelést igényelnek, általában merítési aranyozást és ónozást. A bemerítési aranyrétegek vékonyak (0,05-0,1 μm), nem befolyásolják a rugalmasságot, és alkalmasak finom-menetes forrasztási kötésekhez (pl. 0,3 mm-es osztású forgácsok). Az ónbevonat rétegei valamivel vastagabbak (1-3 μm), olcsóbbak, de hajlításkor ónoszlopokat (finom ónkristályokat) képezhetnek. Az ónozás utáni sütési hőmérsékletet (125 fok, 2 óra) szabályozni kell, hogy megakadályozzuk az ónbajusz növekedését. Egy bizonyos autóipari érzékelő FPC ónozott volt, és sütés után az ónbajusz hosszát 5 μm alá szabályozták, ami megfelel az autóelektronikai biztonsági szabványoknak.
Megerősítési folyamat: Merev lemez hozzáadása a kritikus területekhez
Míg az FPC rugalmas, az alkatrészek forrasztásának helyei bizonyos fokú merevséget igényelnek; ellenkező esetben a forrasztás során deformáció lép fel. Ezért egy 0,1-0,5 mm vastag megerősítő lemezt (anyag lehet PI, acéllemez vagy epoxigyanta lemez) ragasztóval rögzíteni az FPC hátuljához. Az erősítőlemez helyzeteltérése nem haladhatja meg a ±0,1 mm-t, különben elzárja a forrasztási kötéseket. Az egyik intelligens karkötőben, miután egy 0,3 mm vastag PI erősítő lemezt rögzítettek az akkumulátor forrasztási kötéseihez, a forrasztási teljesítmény 90%-ról 99%-ra nőtt.