FPC生产线工艺流程分析与管理策略例.doc

1、 毕业设计（论文）题 目：FPC 生产线工艺流程分析与管理策略以宁波华远电子科技有限公司为例专 业： 应 用 电 子 专 业 FPC生产线工艺流程分析与管理策略例毕业设计（论文）i目 录摘 要 .1第一章 绪论 .21.1 课题开发背景 .21.2 研究现状及发展趋势 .2第二章 柔性电路板 .5概述 .521 柔性电路板的结构 .62.2 FPC 的种类 .62.3 FPC 柔性电路板的特点 .7第三章 FPC 生产线工艺流程 .93.1 概述 .93.2 生产线的工艺流程 .93.3 FPC 生产线工艺流程各个工序 .93.3.1 开料 .93.3.2 钻孔 .9图 3.1 钻孔设备 .1

2、03.3.3 PTH.103.3.4 曝光 .113.3.5 蚀刻 .123.3.6 线路 .123.3.7 贴 Coverlay.133.3.8 压合 .143.3.9 印刷文字 .143.3.10 镀锡 .143.3.11 分条 .143.3.12 空板电测 .153.3.13 冲型 .163.3.14 FQC.173.3.15 装配 .173.3.16 成品电测 .173.3.17 QC.173.3.18 QA.183.3.19 包装 .18第四章 生产线管理方式 .194.1 概述 .194.2 生产线管理 .194.2.1 5S 管理 .214.2.2 开展“5S”活动的原则 .22

3、结束语 .24致 谢 .25参考文献 .27毕业设计（论文）I摘 要宁波华远电子科技有限公司自创以来，以“诚信、创新、和谐、共赢”为经营理念，以满足多变的市场环境，多样的顾客要求而不断努力，最大程度地达到顾客的价格满足、交货满足、质量满足，成为 FPC（柔性印刷电路）的一流企业。我们拥有着精良的生产和测试装备，还有着具有丰富经验的技术开发团队，通过规范高效运作，合理配置资源，开发制造出最好的产品，以达到顾客的“最大满足”而不断实践。宁波华远电子厂以生产柔性电路板为主，FPC 是一种古老的电子互连技术。发源地在美国。1898年发表的英国专利中记载有石腊纸基板中制作的扁平导体电路。数年后大发明家爱

4、迪生（ThomasEdison）在实验记录中描述在类似薄膜上印制厚膜电路（Polymer Thick Filim）。20世纪前期科研人员设想和发展了几种新的方法使用挠性电气互连技术。直到20 世纪后期，FPC 用于汽车仪表的密集线路布线和连接，大批量生产挠性板才成为气候。可见挠性板并非现代化的创新科技。20 世纪90年代，德国柏林墙倒下，冷战结束，使得向来依赖军用的美国用于国防的挠性电路产品在走向衰退。电子产品轻、薄、短、小的需求潮流，使FPC 迅速从军品转到民用，特别是消费品领域。日本走在了世界各国前头，并大力发展了FPC 技术。目前，就技术水平、产量、产值上日本均已跃升为世界老大。挠性印制

5、板的细线条高密度化是必然趋势，常规的减去法（铜箔蚀刻法）工艺已难以适应，于是采用半加成法工艺，其工艺过程如图9所示。 采用半加成法的要点是聚酰亚胺基材表面形成极薄的铜箔或其它金属导体层，有高分辨率的耐电镀的光致抗蚀图形。 该工艺可达到的线宽/线距小于10/10m 。 半加成法挠性印制法制作流程有关挠性线路图形覆盖膜的形成，采用感光覆盖膜（PIC）层压于板面，经过曝光显影露出导体连接盘。 此方法不需要覆盖膜预先冲或钻孔开窗口，得到图形位置正确精度高。 还有新技术是蚀刻聚酰亚胺方法，使聚酰亚胺覆盖膜或基材开孔。 现有更进一步的新技术，是采用电泳镀膜法，是把裸铜线路的挠性板放入聚酰亚胺树脂液中，经通

6、电在铜线路周围吸附聚酰亚胺，就形成线路的保护层。挠性多层板制作同样可采用积层法工艺，实行盲孔与埋孔及堆叠微导通孔，实现高密度化。 所用积层技术除通常的逐层积层法外，也可用一次压合积层法等。挠性印制板在发展，更主要的是技术在发展。挠性印制板市场在扩大，更主要的是高技术挠性板增长更大。我国挠性印制板生产在产量扩充同时切莫忽视技术的提高。关键词：柔性电路板、柔性电路板工艺流程、生产线管理方式毕业设计（论文）1第一章 绪论1.1 课题开发背景电子产品轻、簿、短、小的需求潮流，使 FPC 迅速从军品转到了民用，转向消费类电子产品，形成近年来涌现出来的几乎所有的高科技电子产品都大量采用了挠性印制板。日本学

7、者沼仓研史在高密度挠性印制电路板一书说：几乎所有的电气产品内部都使用了挠性印制板。例如：录像机、摄像机、盒式录音机、CD 唱机、照相机、称动电话、传真机、个人电脑、文字处理机、复印机、洗衣机、电锅、空调、汽车、电子测距仪、台式电子计算机等。而今恐怕很难找到不使用挠性印制板的稍微复杂的电子产品了。归纳起来，挠性板大力普及和应用的市场推动力有以下几个方面：（1）便携式产品需求增长，刺激了手机、笔记本电脑、液晶平面显示器、数码相机等电子产品大量使用挠用挠性印制板。单以手机来说，全球每年产量是近 5 亿部，每月需生产 5000 万部，每部手机上有 13 块 FPC（翻盖手机 23 片），可以想象需求量

8、是巨大的。施转式、折叠式、拉长式的手机新品种出台，加速了 FPC 技术的更新换代。FPC 成了电子设备的关键互连件。（2）通信领域趋向高频、微波、阻抗控制，使挠性电路板在通信领域需求增长，特别是电信交换站中使用 FPC 日趋广泛。（3）BGA（球栅陈列封装）和 CSP（芯片级封装）及 COF（芯片直接封装在挠性板上）、MCM（多芯片模块）都需要大量使用挠性封装载板。（4）军用市场稳固地向商用市场转移，军用介入了标准的大批量商用设计，促使高可靠、长寿命和轻小的医疗器械，航空航天设备等都需要大量挠性印制板。据日本的统计，信息科技产品占挠性板使用 50%，移动电话占 30%，其它类产品占 20%。中

9、国劳动力成本低，消费市场具有潜在规模，学习掌握技术很快，看来，FPC 挠性板确实市场广阔，前景诱人，技术含量高，而且会是经久不衰，是朝阳工业，国家鼓励的项目。 1.2 研究现状及发展趋势基于中国 FPC 的广阔市场，日、美、中国台湾各国或地区大型 FPC 企业都已在国内抢滩落户，大批国内民营企业兴起，苦得挨得，充满朝气，勇往直前。预测到 2008 年，FPC 同中国未来的刚性板相似，发展壮大近年内仍是高速度的。产量产值会超过美国、欧洲、韩国、中国台湾，刚挠结合多层板、多层挠性印制板、HDI 挠性板、COF 都已能大量应用到电子产品上。批量生产线宽/间距会达到2mils3mils（0.05mm0

10、.075mm），最小孔径 0.05mm0.10mm，中国会成为全球 FPC 生产基地，国内生产的 FPC 基材品种、质量、产量会大幅度增加，逐步替代进口，会出现一批世界著名的 FPC 企业。民营、毕业设计（论文）2股份、上市公司会占主流。FPC 是目前热门投资项目之一，前景一片光明，经久不衰，属高科技项目，利润率目前高于刚性板，这是长期、大量实践摸爬滚打才能成长的项目，生产 FPC 的技巧、诀窍，专用小技术非常多，需长期积累经验。FPC 很薄、软、吸水率高，每个工序取拿板、传递、夹具、冲模、成像、层压、对位、盖膜等等工序同刚性板都是不一样的。例如，较复杂的挠性板，会涉及层压多次，需要六七套模具

11、，还需要不少心灵手巧的女工拍板，对位，要对这个项目的难点有充分准备。毕业设计（论文）3第二章 柔性电路板概述FPC 是 FlexiblePrintedCircuit 的简称，又称软性线路板、柔性印刷电路板,挠性线路板，简称软板或 FPC，也可以称为:柔性线路板，它具有配线密度高、重量轻、厚度薄的特点。.主要使用在手机、笔记本电脑、PDA、数码相机、LCM 等很多产品. FPC软性印制电路是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路。FPC 柔性电路是为提高空间利用率和产品设计灵活性而设计的，能满足更小型和更高密度安装的设计需要，也有助于减少组装工序和增强可靠性。是

12、满足电子产品小型化和移动要求的惟一解决方法。FPC 柔性电路是在聚合物的基材上蚀刻出铜电路，或印制聚合物厚膜电路。对于既薄又轻、结构紧凑复杂的器件而言，其设计解决方案包括从单面的导电线路到复杂的多层三维封装。柔性封装的总质量和体积比传统的元导线线束方法要减少 70%。柔性电路还可以通过使用增强材料或衬板的方法增加其强度，以取得附加的机械稳定性。FPC 柔性电路可以移动、弯曲、扭转，而不损坏导线，可以有不同形状和特别的封装尺寸。其仅有的限制是体积空间问题。由于可以承受数百万次的动态弯曲，柔性电路可以很好地适用于连续运动或定期运动的内部连接系统中，成为最终产品功能的一部分。要求电信号/电源移动而形

13、状系数/封装尺寸较小的一些产品都获益于柔性电路。FPC 柔性电路提供了优良的电性能。较低的介电常数允许电信号快速传输;良好的热性能使组件易于降温;较高的玻璃转化温度或熔点使得组件在更高的温度下良好运行。由于减少了内连所需的硬件，如传统的电子封装上常用的焊点、中继线、底板线路和线缆，柔性电路可以提供更高的装配可靠性和产量。因为复杂的多个系统所组成的传统内连硬件在装配时，易出现较高的组件错位率。随着质量工程的出现，一个厚度很薄的柔性系统被设计成仅以一种方式组装，从而消除了通常与独立布线工程有关的人为错误。早期 FPC 柔性电路主要应用在小型或薄形电子产品及刚性印制板之间的连接等领域。20 世纪 7

14、0 年代末期则逐渐应用到计算机、数码照相机、喷墨打印机、汽车音响、光盘驱动器(见图 10 一 1)及硬盘驱动器等电子产品中。打开一台 35mm 的照相机，里面有 914 处不同的柔性电路。减小体积的惟一方法是组件更小、线条更精密、节距更紧密，以及对象可弯曲。心脏起搏器、医疗设备、视频摄像机、助听器、笔记本电脑今天几乎所有使用的东西里面都有柔性电路。随着越来越多的手机采用翻盖结构，柔性电路板也随之越来越多的被采用。 按照基材和铜箔的结合方式划分，柔性电路板可分为两种： 有胶柔性板和无胶柔性板。 其中无胶柔性板的价格比有胶的柔性板要高得多，但是它的柔韧性、铜箔和基材的结合力、焊盘的平面度等参数也比

15、有胶柔性板要好。所以它一般只用于那些要求很高的场合，如：COF(CHIP ON FLEX，柔性板上贴装裸露芯片，对焊盘平面度要求很高)等。 由于其价格太高，目前在市场上毕业设计（论文）4应用的绝大部分柔性板还是有胶的柔性板。 下面我们要介绍和讨论的也是有胶的柔性板。由于柔性板主要用于需要弯折的场合，若设计或工艺不合理，容易产生微裂纹、开焊等缺陷。下面就是关于柔性电路板的结构及其在设计、工艺上的特殊要求。21 柔性电路板的结构FPC 按照导电铜箔的层数划分，分为单层板、双层板、多层板、双面板等 。单层板的结构：这种结构的柔性板是最简单结构的柔性板。通常基材+透明胶+铜箔是一套买来的原材料，保护膜

16、+透明胶是另一种买来的原材料。首先，铜箔要进行刻蚀等工艺处理来得到需要的电路，保护膜要进行钻孔以露出相应的焊盘。清洗之后再用滚压法把两者结合起来。然后再在露出的焊盘部分电镀金或锡等进行保护。这样，大板就做好了。一般还要冲压成相应形状的小电路板。 也有不用保护膜而直接在铜箔上印阻焊层的，这样成本会低一些，但电路板的机械强度会变差。除非强度要求不高但价格需要尽量低的场合，最好是应用贴保护膜的方法。 双层板的结构： 当电路的线路太复杂、单层板无法布线或需要铜箔以进行接地屏蔽时，就需要选用双层板甚至多层板。 多层板与单层板最典型的差异是增加了过孔结构以便连结各层铜箔。一般基材+透明胶+铜箔的第一个加工

17、工艺就是制作过孔。先在基材和铜箔上钻孔，清洗之后镀上一定厚度的铜，过孔就做好了。之后的制作工艺和单层板几乎一样。 双面板的两面都有焊盘，主要用于和其它电路板的连接。虽然它和单层板结构相似，但制作工艺差别很大。它的原材料是铜箔，保护膜+透明胶。先要按焊盘位置要求在保护膜上钻孔，再把铜箔贴上，腐蚀出焊盘和引线后再贴上另一个钻好孔的保护膜即可。 2.2 FPC 的种类FPC 可分为单面板，普通双面板 ，基板生成单面板，基板生成双面板，多层板 ，软硬结合板 。单面板 ：是采用单面 PI 敷铜板材料于线路完成之后，再覆盖一层保护膜，形成一种只有单层导体的软性电路板。 普通双面板 ： 使用双面 PI 板敷

18、铜板材料于双面电路完成后，两面分别加上一层保护膜，成为一种具有双层导体的电路板。 基板生成单面板 ：使用纯铜箔材料在电路制程中，分别在先后在两面各加一层保护膜，成为一种只有单层导体但在电路板的双面都有导体露出的电路板。 基板生成双面板 ： 使用两层单面 PI 敷铜板材料中间辅以在特定位置开窗的粘结胶进行压合，成为在局部区域压合，局部区域两层分离结构的双面导体线路板以达到在分层区具备高挠曲性能的电路板。 多层板 ： 以单面 PI 敷铜板材料及粘结胶为基本材料，采用类似与基板生成双面板的工艺，经多次压合成为具有多层导体结构的线路板，可以设计为局部分层结构以达到具备高挠曲性的目的。 毕业设计（论文）

19、5软硬结合板：分别利用软板的可挠性及硬板的支撑性结合成一个多元化的电路板。2.3 FPC 柔性电路板的特点FPC 柔性电路是为提高空间利用率和产品设计灵活性而设计的，能满足更小型和更高密度安装的设计需要，也有助于减少组装工序和增强可靠性。是满足电子产品小型化和移动要求的惟一解决方法。 FPC 柔性电路是在聚合物的基材上蚀刻出铜电路，或印制聚合物厚膜电路。对于既薄又轻、结构紧凑复杂的器件而言，其设计解决方案包括从单面的导电线路到复杂的多层三维封装。柔性封装的总质量和体积比传统的元导线线束方法要减少 70%。柔性电路还可以通过使用增强材料或衬板的方法增加其强度，以取得附加的机械稳定性。 FPC 柔

20、性电路可以移动、弯曲、扭转，而不损坏导线，可以有不同形状和特别的封装尺寸。其仅有的限制是体积空间问题。由于可以承受数百万次的动态弯曲，柔性电路可以很好地适用于连续运动或定期运动的内部连接系统中，成为最终产品功能的一部分。要求电信号/电源移动而形状系数/封装尺寸较小的一些产品都获益于柔性电路。 FPC 柔性电路提供了优良的电性能。较低的介电常数允许电信号快速传输;良好的热性能使组件易于降温;较高的玻璃转化温度或熔点使得组件在更高的温度下良好运行。由于减少了内连所需的硬件，如传统的电子封装上常用的焊点、中继线、底板线路和线缆，柔性电路可以提供更高的装配可靠性和产量。因为复杂的多个系统所组成的传统内

21、连硬件在装配时，易出现较高的组件错位率。随着质量工程的出现，一个厚度很薄的柔性系统被设计成仅以一种方式组装，从而消除了通常与独立布线工程有关的人为错误。早期 FPC 柔性电路主要应用在小型或薄形电子产品及刚性印制板之间的连接等领域。20 世纪 70 年代末期则逐渐应用到计算机、数码照相机、喷墨打印机、汽车音响、光盘驱动器(见图 10 一 1)及硬盘驱动器等电子产品中。打开一台 35mm 的照相机，里面有 914 处不同的柔性电路。减小体积的惟一方法是组件更小、线条更精密、节距更紧密，以及对象可弯曲。心脏起搏器、医疗设备、视频摄像机、助听器、笔记本电脑今天几乎所有使用的东西里面都有柔性电路。 毕

22、业设计（论文）6第三章 FPC 生产线工艺流程3.1 概述FPC 是一种古老的电子互连技术。发源地在美国。1898 年发表的英国专利中记载有石腊纸基板中制作的扁平导体电路。数年后大发明家爱迪生（ThomasEdison）在实验记录中描述在类似薄膜上印制厚膜电路（Polymer Thick Filim）。20 世纪前期科研人员设想和发展了几种新的方法使用挠性电气互连技术。直到 20 世纪后期，FPC 用于汽车仪表的密集线路布线和连接，大批量生产挠性板才成为气候。可见挠性板并非现代化的创新科技。20 世纪 90 年代，德国柏林墙倒下，冷战结束，使得向来依赖军用的美国用于国防的挠性电路产品在走向衰退

23、。电子产品轻、薄、短、小的需求潮流，使 FPC 迅速从军品转到民用，特别是消费品领域。日本走在了世界各国前头，并大力发展了 FPC 技术。目前，就技术水平、产量、产值上日本均已跃升为世界老大。3.2 生产线的工艺流程FQC 生产线工艺流程为: 开料冲孔PTH曝光蚀刻线路贴 Coverlay压合印刷文字镀锡分条空板电测冲型QC装配成品电测QCQA包装。3.3 FPC 生产线工艺流程各个工序3.3.1 开料 指根据工艺要求及尺寸规格用切纸机将撞齐的印张裁切成所需要幅面规格的过程。3.3.2 钻孔钻孔是将电路板以 CNC 钻孔机钻出层间电路的导通孔道及焊接零件的固定孔。钻孔时用插梢透过先前钻出的靶孔将电路板固定于钻孔机床台上，同时加上平整的下垫板（酚醛树酯板或木浆板）与上盖板（铝板）以减少钻孔毛头的发生。钻孔是将正面线路层 PAD 复制至另一空层。比对客户钻孔符号对照表及相关零件图，逐一更改钻孔D-CODE 大小。零件之定位孔、零件孔及导通孔=实际大小+0.05MM。在和客户提供的数据进行比对，排版及设定版面规范之边孔，.双面板需依基材原材料特性之不同预涨值亦同，SMT 如需走自动线之流程,需依设置相关载具定位孔。在钻孔过程中还应注意得事项有删除 SMT 及手指 PAD。最小、最大钻孔尺 0.2MM-6.0MM。避免零件偏位，应完全相符，参照版面设计规范，制样时暂不执行，T38 为程