挠性板细线镂空窗口制作

2022-01-04林均秀邵家坤

印制电路信息 2021年12期

林均秀邵家坤杨婵

（珠海中京元盛电子科技有限公司，广东珠海 519060）

1 镂空窗口板制作技术

在挠性印制电路板（FPCB）中有一类产品叫作“镂空窗口”板，或者叫作“悬空引线”板（Flying Lead），如图1所示。这类产品特点是焊接线四周是空的，没有基材，两面可以焊接。这种结构导热性能好，可以适应特殊的焊接，因此在FPC（挠性电路板）行业中具有一定的应用市场。

图1 FPCB中的镂空窗口板图

镂空窗口板制作常规下有三种技术路线。第一种是机械法，用覆盖膜自己“制造”覆铜板。先在底面覆盖膜上将窗口开出来，板面做好对位孔或标记，再与铜箔压在一起，自己“制造”成带窗口的覆铜板。后面的工序与常规单面板制作没什么区别，只是由于镂空窗口已制作在覆铜板上，线路曝光对位时要与它关联起来。并且蚀刻时要注意保护镂空窗口。这种工艺技术比较简单，但相对制程能力也较低，一般情况下只能适用于镂空窗口线宽0.3 mm以上的项目。

第二种是化学法，做好了单面板后采用专用溶液将镂空窗口处聚酰亚胺（PI）基材溶解，这种技术路线需要专用的蚀刻液以及生产线，可以生产线宽比机械法更细的镂空窗口板。

第三种是物理法，采用激光等通用设备将FPCB镂空窗口处基材PI烧蚀掉，形成镂空窗口。本文主要介绍采用这种技术路线制作镂空窗口板。

2 镂空窗口板制作过程

按各种成熟工艺技术制作好单面板，做到压好覆盖膜为止，这前段基本没有差别。在材料选择上由于需要从基材面读取标识点定位加工镂空窗口处PI基材，因此尽可能选择透明度比较高的PI基材。另外，由于激光加工胶层比较困难，后面清理也不太容易，因此尽可能选用无胶材料。

对PI烧蚀窗口资料处理。用画排线的方式将窗口填满，排线间距要比激光光斑略小，相邻两根线之间重叠一部分，这样使得咬蚀不会有PI残留。具体的做法要根据实际情况调整，做到既烧蚀干净，又效率高成本低。不建议采用回旋形的烧蚀路线，这样可能会在结束处把铜箔烧蚀出一个凹坑，甚至如果铜箔比较薄时会击穿。

如果控制软件对激光管理不够完善时将会出现激光束在收、发时能量突然变大等不可控情况，这个变量已足够影响产品的性能则建议根据镂空窗口大小选用合适大小的振镜，使得烧蚀窗口一次过可以扫描加工完而不需要拼接。如果采用了拼接方式加工除了生产效率降低外，还有可能在拼接处由于激光能量变化对产品造成影响图。

如图2所示两端是激光发和收的位置，图片可见在激光起点和结束点时能量偏大，两端明显烧蚀出向下的凹坑。

图2 对激光收、发点能量测试

建议采用UV激光机，从镂空窗口区域的背面烧蚀PI基材，在这面透过PI基材读取标识点的底色识别定位点。除非线路对位偏差可以忽略不计，加工孔的偏差足够小，否则不建议采用通孔作为定位标识，这将会导致镂空窗口加工偏差（如表1所示）。

表1 激光烧蚀PI的切割参数。

这是纳秒激光的例子。最佳参数要结合实际机器和PI烧蚀效果进行调整，要根据纳秒、皮秒、飞秒激光机进行调整，要根据激光器新旧程度、能量衰减情况进行调整，根据PI烧蚀是否干净，铜箔烧蚀深度是否合适进行调整。反复试验得出最合适的生产参数。

图3 合适加工参数PI烧蚀效果

图4 不合适加工参数：铜箔烧蚀过深或PI残留

有时PI烧蚀后镂空窗口的导线上会黏附着一些基材残渣，这其中大部分在后续的清洁处理可以清理掉。基材残渣与机器工作台的蜂窝台有一定关系，工作久了蜂窝台残留有异物会污染窗口的导线。根据实板制作专用的工装垫板，让开窗口的导线位置，这可以最大限度减少残渣吸附在窗口手指上。专用垫板还有利于减少镂空窗口的导线变形。

PI烧蚀后进行等离子清洁（如表2所示）可清除掉吸附状态的残渣，并且在一定程度上清除镂空窗口边缘的炭黑，避免在后续的表面涂层电镀时出现边缘微小短路的现象。

表2 等离子清洁参数表

镂空窗口的导线加工出来后的后续工序尽可能选择不会对的导线施加压力的工艺。例如，如果有压制尽可能放在PI烧蚀前，不可避免时要考虑对窗口避让；不要采用机械磨板，选用等离子、化学微蚀、喷砂等。在表面镀层电镀时由于镂空窗口的导线是双面电镀，并且窗口边缘经激光烧蚀，需要调整相关参数以得到正确的表面镀层厚度，并避免窗口的导线间在根部基材上短路。

利用这种工艺技术还可以制造含有全悬空手的导线的镂空窗口板，是镂空窗口的导线的另一端没有PI支撑，是悬臂状态。制造方法将悬臂端的导线先加长按有支撑的镂空窗口板制造出来，在后面才将加长的部分切割掉（如图5所示），就可以得到无支撑的全悬空的导线镂空窗口板。这样可以避免全悬空的导线在制造过程变形。