FPC是Flexible Printed Circuit的簡(jiǎn)稱，又稱軟性線路板、柔性印刷電路板,撓性線路板，簡(jiǎn)稱軟板或FPC;FPC軟性印制電路是以聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材制成的一種具有高度可靠性、可撓性印刷電路。它具有可自由彎曲、折疊、卷繞，在三維空間隨意移動(dòng)及伸縮，其散熱性能好，可縮小產(chǎn)品體積;實(shí)現(xiàn)輕量化、小型化、薄型化，從而達(dá)到元件裝置和導(dǎo)線連接一體化，已廣泛運(yùn)用于MP3、MP4播放器、便攜式播放機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、醫(yī)療、汽車，航天及軍事等領(lǐng)域�；�于FPC的SMD表面貼裝已成為SMT技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一，本文將以某FPC產(chǎn)品SMT加工過(guò)程為實(shí)例，就FPC表面貼裝工藝進(jìn)行探討。

　　產(chǎn)品特點(diǎn)：

　　Ø FPC聚酰亞胺板;

　　Ø 外型尺寸，長(zhǎng)×寬為105 mm×56 mm，厚度0.25 mm;

　　Ø 正反兩面有貼片元件;

　　Ø 元件構(gòu)成：Chip最小封裝0402，0.5 mm BGA器件2只，0.5mm QFN器件3只;

　　Ø 特殊點(diǎn)：有0402 chip元件與BGA器件BODY之間距離只有0.1 mm，遠(yuǎn)小于IPC標(biāo)準(zhǔn)的最小距離為0.5 mm;TOP面SMT前增加了加強(qiáng)鋼片，鋼片厚度為0.2 mm;

　　2 工藝流程

　　對(duì)于傳統(tǒng)的硬板，“軟”是FPC最大特點(diǎn)，完成 SMT加工過(guò)程就需增加載板治具，將FPC放置在載板上，從而完成絲印、貼裝、回流等加工流程。

　　對(duì)于雙面回流焊接工藝的FPC，要確定加工順序，則需將元件構(gòu)成、分布、加工難點(diǎn)與載板設(shè)計(jì)等因素結(jié)合起來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的分析。該產(chǎn)品上，2只0.5 mm間距的BGA在同一面，另一面由O.5 mm間距的QFN及chip元件構(gòu)成;BGA是加工難點(diǎn)、控制重點(diǎn)，對(duì)超細(xì)間距的BGA，印刷更是關(guān)鍵，將BGA放在第一加工面，可降低載板支撐對(duì)絲印的影響。

　　3 載板

　　3.1材料

　　支撐制具要求能完整支撐FPC，可重復(fù)使用、賴高溫、不變形、較差的熱應(yīng)力、可加工性、較大的幅面;同時(shí)制具設(shè)計(jì)要求定位精確，方便可操作。

　　合成石Durostone，學(xué)名玻璃纖維增強(qiáng)塑膠，主要特點(diǎn)是耐高溫性能極佳，持續(xù)工作溫度可達(dá)350 ℃，瞬時(shí)最高耐溫可達(dá)400 ℃;熱傳到率非常低,可緩解熱量對(duì)FPC的劇烈沖擊，同時(shí)，又能把熱量傳導(dǎo)出去，減少熱量郁積;采用特殊樹(shù)脂制造，能承受循環(huán)熱沖擊;在工作溫度下，可連續(xù)使用;

　　電木，化學(xué)名稱叫酚醛塑料，具有良好的絕緣性、耐腐蝕、機(jī)械加工性能，以及較低成本，但其高溫耐熱性較差，循環(huán)使用時(shí)易變形;

　　鋁板，成本較低，吸熱量大，可加工性較差;

　　合成石雖從成本較高，但其良好的性能及可重復(fù)使用的頻次，是高端FPC 產(chǎn)品雙面回流工藝下SMT載板的的最佳選擇。

　　3.2 設(shè)計(jì)

　　Ø 目前較常用的厚度有3 mm、5 mm，選用何種厚度的載板，需考慮不得超過(guò)貼裝設(shè)備的加工厚度范圍(如松下CM402加工最大厚度為3mm)、第一面貼完后帶元件的基板厚度，同時(shí)需兼顧成本、使用可靠性因素;

　　Ø 在制具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，尤其是第二面的治具設(shè)計(jì)中，采用實(shí)物、配合CAM文件輔助設(shè)計(jì)，能精確的避開(kāi)元件位置，提高制具的設(shè)計(jì)精度，貼裝了器件的FPC能準(zhǔn)確、平整的放入制具，載板在印刷和貼裝的過(guò)程中才能起到有效的支撐作用;

　　Ø 定位，常用的定位的方式為采用高溫膠帶將FPC粘在支撐板上，不過(guò)需要注意的是膠帶的位置盡量在FPC的四個(gè)角和比較長(zhǎng)的邊中間位置，可防止FPC翹起。膠帶的厚度會(huì)對(duì)錫膏印刷產(chǎn)生一定的影響，貼的位置要遠(yuǎn)離元件密集位置，更注意不要貼在焊盤上;對(duì)雙面貼片的產(chǎn)品，采用硅膠片+高溫膠帶雙重固定的方法，提高FPC在貼裝、回流過(guò)程中保持平整度。

　　形狀較簡(jiǎn)單 根據(jù)CAM文件設(shè)計(jì)

　　3.3合成石使用要求：

　　A、應(yīng)避免大力撞擊、跌落;

　　B、載板過(guò)爐后應(yīng)冷卻至少15分鐘才能再次過(guò)爐;

　　C、一般要中性或堿性偏中性的溶劑清洗，忌用酒精或酸性溶劑清洗;

　　E、清洗時(shí)忌用銅刷或鋼刷刷洗，超聲波清洗是一種有效的清洗方式。

　　4鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)

　　鋼模板開(kāi)口尺寸和鋼片厚度決定了漏印到PCB上的錫膏量，完成一個(gè)印刷過(guò)程后，錫膏應(yīng)填滿模板的開(kāi)口，PCB與模板分離時(shí)，錫膏應(yīng)非常容易的漏印到PCB對(duì)應(yīng)焊盤上。根據(jù)長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)和已有的研究，影響錫膏從模板開(kāi)口釋放到PCB焊盤效果的三個(gè)主要因素分別為：模板開(kāi)口的寬厚比和面積比、模板開(kāi)口的幾何形狀、模板開(kāi)口的粗糙度。

　　1) 面積比/寬厚比原則(Area Ratio/Aspect Ratio)，IPC標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)推薦寬厚比W/T>1.5、面積比L×W/[2(L+W)×T]>0.66，對(duì)不同間距器件的開(kāi)口方式亦有相應(yīng)的推薦。;

　　2) 鋼模板開(kāi)口的幾何形狀

　　鋼模板開(kāi)口一般相對(duì)于焊盤的幾何中心進(jìn)行編輯。改變開(kāi)口形狀對(duì)改善印刷、回流焊或模板清洗的效果是非常重要的。細(xì)間距BGA，開(kāi)口形狀有圓形、方形導(dǎo)角等方形，從印刷結(jié)果分析，方形導(dǎo)角的焊膏拉尖較多、成型度較差;圓形開(kāi)口焊膏成型度較好。

　　3) 鋼模板開(kāi)口的粗糙度

　　SMT鋼模板根據(jù)鋼片開(kāi)口加工方式的不同，一般分為化學(xué)蝕刻模板、激光切割模板和電鑄成形模板以及其它方式加工模板，對(duì)于引腳間距小于或等于0.5 mm的產(chǎn)品，則需采用激光切割+電拋光的方式加工模板，降低孔壁的毛刺，提高焊膏漏印效果。

　　方形導(dǎo)角開(kāi)口 圓形開(kāi)口

　　方形開(kāi)口絲印效果 圓形開(kāi)口絲印效果

　　特別提出，F(xiàn)PC產(chǎn)品為提高其可靠性，常在某些關(guān)鍵的位置增加加強(qiáng)鋼片，如BGA器件，這些加強(qiáng)鋼片往往在SMT之前已經(jīng)加上，厚度在0.2 mm左右，如鋼網(wǎng)不特殊處理，會(huì)影響絲印焊膏的厚度，鋼網(wǎng)厚是0.12 mm，加上0.2 mm加強(qiáng)鋼片的厚度，鋼網(wǎng)不能與FPC焊盤直接接觸，印刷在焊盤上的焊膏厚度就變?yōu)?.32 mm，雖然刮刀在執(zhí)行印刷動(dòng)作時(shí)，鋼網(wǎng)會(huì)發(fā)生形變，但對(duì)于間距只有0.5 mm的QFN來(lái)講，無(wú)法接受這樣的印刷結(jié)果。對(duì)高出pcb 焊盤印刷面0.2 mm的加強(qiáng)鋼片處理方法：

　　第一種立體鋼網(wǎng)：在鋼網(wǎng)上對(duì)應(yīng)的位置，切割一個(gè)口，將高出的部分避開(kāi)，然后在該位置焊接一個(gè)蓋子，并配上專用的刮刀片：

　　立體鋼網(wǎng)

　　第二種UP&down處理，選擇一張厚度為0.3 mm左右的鋼片，先對(duì)鋼網(wǎng)的TOP面進(jìn)行蝕刻，除FPC加強(qiáng)鋼片位置不作處理外，其它地方蝕刻到鋼網(wǎng)實(shí)際所需的厚度0.12 mm;再對(duì)鋼網(wǎng)的bot面加強(qiáng)鋼片對(duì)應(yīng)的位置，按加強(qiáng)鋼片的外形做DOWN處理，進(jìn)行蝕刻，蝕刻深度為0.2 mm，然后再對(duì)所需開(kāi)口的位置進(jìn)行激光切割;可不配專用刮刀;

　　上述第一種方法，制作較簡(jiǎn)單，但網(wǎng)板張力較差，與FPC接觸面不平整，且使用過(guò)程易損壞、清洗困難;第二種網(wǎng)板張力好、不易損壞、好清洗，但加工難度較大，網(wǎng)板成功率較低，對(duì)鋼網(wǎng)廠家有較高要求;通過(guò)上述兩種方法驗(yàn)證，對(duì)于高印刷要求的產(chǎn)品，第二種制作方法是一種選擇方向。

　　5印刷

　　許多已經(jīng)得到長(zhǎng)期應(yīng)用和驗(yàn)證的細(xì)間距錫膏印刷工藝技術(shù)，如Fine Pitch0.4 mm印刷技術(shù)、CSP器件印刷技術(shù)等，其關(guān)鍵控制點(diǎn)與參數(shù)設(shè)置規(guī)則同樣適 用于FPC及0.5 mmBGA印刷工藝。選用合適厚度的鋼模板以及選用較高規(guī)格的錫膏可提高印刷效果，錫粉可選用Type3(網(wǎng)目為-325/+500)或Type4(網(wǎng)目為-450/+525)型.

　　6高精度的貼裝

　　部分設(shè)備貼裝BGA的極限是0.5間距，生產(chǎn)前對(duì)機(jī)床的校正尤為必要;由于FPC板較軟的特性，同時(shí)元件與元件BODY之間的距離小于0.5 mm，貼裝過(guò)程精度及器件識(shí)別必須得到可靠的保證。

　　6.1高精度視覺(jué)定位

　　高精度視覺(jué)系統(tǒng)將對(duì)元件進(jìn)行精確的視校和定位。高精度的視覺(jué)系統(tǒng)可以完成BGA.0402元件的外形尺寸測(cè)量和中心定位，通過(guò)高精度視覺(jué)定位貼片機(jī)可以確認(rèn)所吸取的BGA、0402元件的外形尺寸、錫球是否超出所確定的尺寸公差，對(duì)位置不正確或元件外形持續(xù)超出公差，則被放棄。

　　6.2高精度貼裝

　　最后是將BGA元件精確的SMT貼裝到PCB板的對(duì)應(yīng)焊盤上。如果BGA元件貼放位置不準(zhǔn)確，會(huì)造成相鄰元件之間干涉等缺陷機(jī)會(huì)可能會(huì)成倍的增加。其中貼片設(shè)備本身的精度，貼片頭吸嘴的吸氣壓(負(fù)壓)和吹氣壓，以及貼裝力和速度是非常重要的貼裝參數(shù)，由于每種貼片設(shè)備性能的不同，必須根據(jù)不同的貼裝設(shè)備確定其參數(shù)設(shè)置，以保證貼裝是錫膏不會(huì)被擠壓而濺出，使用的力也不至于將元件過(guò)分壓入錫膏中。如果使用太大的力或太高的速度，會(huì)增加元件偏移和連錫的可能性。

　　7回流曲線

　　FPC回流焊接主要考量所用原材料所能夠承受的溫度和載板吸熱會(huì)造成的熱量損失，BGA封裝的器件在混合組裝工藝、ROHS工藝方式下，器件、焊料的回流溫度需兼顧考慮，通過(guò)曲線測(cè)試儀對(duì)所設(shè)溫度進(jìn)行實(shí)板測(cè)量是不可忽略的工作。

　　根據(jù)J-STD-002C明確的回流曲線技術(shù)參數(shù)，IPC-7530相關(guān)要求對(duì)回流曲線進(jìn)行測(cè)試，對(duì)所設(shè)溫度的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證及監(jiān)控，其回流曲線技術(shù)參數(shù)如下：

　峰值參考溫度(有鉛制程)

　峰值參考溫度(無(wú)鉛制程)

回流曲線技術(shù)參數(shù)

8其它

　　基于FPC的BGA器件，終端客戶在組裝成成品前，會(huì)對(duì)BGA的底部做填充固定處理，來(lái)提高可靠性，對(duì)未組裝成成品的的產(chǎn)品在存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)、包裝過(guò)程需注意，不能隨意折疊，以免對(duì)焊點(diǎn)造成損傷，采用放靜電吸塑托盤來(lái)放置尤為必要。

　　FPC表面貼裝工藝，良好的載板設(shè)計(jì)，配合適應(yīng)的鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)、回流參數(shù)，以及培訓(xùn)合格的員工操作，可實(shí)現(xiàn)高FPY和高產(chǎn)能。