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硬質(zhì)電路板與軟板制造的比較之尺寸穩(wěn)定度比較

文章來源：作者：龔愛清查看手機(jī)網(wǎng)址

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人氣：5755發(fā)布日期：2016-08-20 10:46【大中小】

尺寸穩(wěn)定度或者說是材料不穩(wěn)定度，會(huì)影響整個(gè)fpc軟板制程良率。IPC的尺寸穩(wěn)定度測(cè)試，包含沿著基材兩軸方向的長(zhǎng)度測(cè)量，之后蝕刻掉所有的銅皮并再次測(cè)量其尺寸改變，變化量就是測(cè)量尺寸穩(wěn)定度的指標(biāo)。

Fpc軟板材料時(shí)常在銅蝕刻后縮小，典型值為0.1%或1000ppm的水，這看起來似乎是小改變，但是在這個(gè)穩(wěn)定度下從10-in底片距離上蝕刻出來的線路長(zhǎng)度會(huì)變成9.99in，如果要制作一條18-in的線路，則實(shí)際的長(zhǎng)度會(huì)變成17.982in，經(jīng)過更多的制程就會(huì)有更多的變化加入。

各種制程中的熱暴露都可能會(huì)讓材料產(chǎn)生尺寸變化，因?yàn)榻殡娰|(zhì)會(huì)變軟與承受額外應(yīng)力。電路板材料的強(qiáng)化纖維是尺寸穩(wěn)定性基礎(chǔ)，它可以保護(hù)材料降低這方面的影響。Fpc軟板經(jīng)過多次熱制程，其所引起的縮小或扭曲（定義為：不均或不預(yù)期的移動(dòng)）來源為：覆蓋膜與多層壓合、電漿制程、烤箱烘烤循環(huán)等制程，這些制程處理被用來產(chǎn)生材料聚合、記號(hào)制作、排除殘留濕氣、準(zhǔn)備進(jìn)行焊接等。

但是整體長(zhǎng)度損失并不是fpc軟板制程最嚴(yán)重的尺寸穩(wěn)定度問題，軟板制造設(shè)計(jì)總是會(huì)進(jìn)行長(zhǎng)度補(bǔ)償，以應(yīng)對(duì)公差與多次組裝可能產(chǎn)生的收縮變化，而軟板尺寸不穩(wěn)定主要沖擊來自工具系統(tǒng)與全板對(duì)位問題。硬質(zhì)電路板是以整板進(jìn)行生產(chǎn)，24*36in也并非少見，這是為了要達(dá)到最大生產(chǎn)效率與最少人工成本。Fpc軟板就沒有辦法用這樣大的板面尺寸生產(chǎn)，這主要是因?yàn)槎嘟M工具并列與材料不穩(wěn)定性無法讓工具進(jìn)行對(duì)齊所致。

一般普遍的軟板整板最大尺寸是18*24in，在這種全板尺寸下工具孔到線路的距離最大可以保持在9in以內(nèi)。假設(shè)有0.1%的縮小，則9-in的尺寸會(huì)成為8-991-in，偏移量為0.009in。因?yàn)閷?duì)齊孔到襯墊的普遍公差大約是0.015in，而與插梢則會(huì)有額外的0.02in公差，這些都明顯的降低了fpc軟板材料的操控性，且會(huì)沖擊到精確度與良率。

對(duì)尺寸不穩(wěn)定度的補(bǔ)償順序包括：

1.降低全板與工具的距離尺寸

2.依據(jù)期待縮小的量，在比例（放大）的調(diào)整底片

3.使用蝕刻后的記號(hào)與自動(dòng)對(duì)位方案（參考圖9-1）

4.群體對(duì)位（多個(gè)資料）

5.盡可能留下在線路間的銅

前述方法中1、3、4可以改善工具對(duì)齊能力，但是會(huì)增加制造成本改善價(jià)值比較低。底片因子調(diào)整是有效的，但是對(duì)于現(xiàn)有的技術(shù)而言無法應(yīng)對(duì)材料縮小的差異。

材料收縮是來自于基材應(yīng)力使然，例如：介電質(zhì)膜與薄膜于180℃以下被貼附在一起，之后在20℃下進(jìn)行縮小量的測(cè)量（與工具對(duì)齊），其間的溫度差異是160℃。如果此膜的膨脹系數(shù)為30ppm，而銅的CTE是17ppm，理論的總縮小量是2080ppm或者說是約0.2%。

依據(jù)這些數(shù)據(jù)，在生產(chǎn)的過程中選擇的膜會(huì)持續(xù)保持同種CTE，這樣在壓合條件不變的狀況下也會(huì)產(chǎn)生一致的殘留應(yīng)力，此時(shí)基材應(yīng)該會(huì)持續(xù)呈現(xiàn)0.2%的縮小量，這種狀況可以利用加大底片方式來規(guī)避，這對(duì)于電腦輔助設(shè)計(jì)/制造的系統(tǒng)而言相當(dāng)簡(jiǎn)單。

材料縮小量與線路設(shè)計(jì)殘銅量有關(guān)，同時(shí)在不同軸向所呈現(xiàn)的狀況也會(huì)非常不同。多樣因子讓底片補(bǔ)償變得復(fù)雜，最佳方式是在兩個(gè)軸向進(jìn)行大約0.1%的補(bǔ)償并進(jìn)行蝕刻測(cè)試，如果必要可以進(jìn)行多片的再測(cè)量并重新調(diào)整。不過搭配的底片漲縮因子是一個(gè)統(tǒng)計(jì)問題，可能需要許多測(cè)量來決定最佳因子，以補(bǔ)償?shù)灼c材料平均移動(dòng)的問題。

設(shè)計(jì)者應(yīng)該要關(guān)注底片與線路尺寸間沖突升高的問題，這是所有fpc軟板廠普遍面對(duì)的問題，必須長(zhǎng)期建構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行解決與妥協(xié)，這包括：底片、對(duì)位能力、位置精度等等。

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