Substrat Ön İşlemi: Bakır Folyo ve Substrat Arasında Daha Güçlü Birleşmenin Sağlanması
Sıradan sert PCB'lerin alt katmanı ve bakır folyosu sıkı bir şekilde bağlanırken, FPC'lerin PI alt katmanı pürüzsüz bir yüzeye sahiptir ve bakır folyonun sağlam yapışmasını sağlamak için özel işlem gerektirir. Ön işlem sırasında, kimyasal bir çözelti (sodyum hidroksit gibi) kullanılarak PI filme küçük çukurlar kazınır, ardından bir yapışma arttırıcı ("yapıştırıcıya" benzer) uygulanır ve son olarak bakır folyoyu alt tabakaya bağlamak için sıcak presleme yapılır. Bir FPC fabrikasında yapılan deneyler, ön işleme tabi tutulmuş bakır folyonun yapışmasının, işlenmemiş folyonun iki katı olan 0,8 N/mm'ye ulaşabileceğini, bu da bükülme sırasında ayrılmaya daha az eğilimli olduğunu göstermektedir.
Ön işlem sıcaklığının ve süresinin hassas kontrolü çok önemlidir. Aşırı sıcaklık (120 derecenin üzerinde) PI substratının deformasyonuna neden olabilirken, yetersiz sıcaklık kötü işlem performansına neden olur. Bir üretim hattı, ön işlem sıcaklığını 3 dakika boyunca 100 derece ±2 derecede sabitleyerek bakır folyo yapışmasının tutarlılığını %95'in üzerine çıkardı.
Devre İmalatı: "Elastik Film" Üzerine Devrelerin Aşındırılması
FPC'ler için devre imalatı, fotolitografi ve gravür içeren sert PCB'lerinkine benzer, ancak daha zordur. PI substratı ısıyla genişlediğinden ve büzüldüğünden, substratı düz bir şekilde sabitlemek ve devre deformasyonunu önlemek için maruz kalma sırasında vakum adsorpsiyonuna ihtiyaç vardır. Vakum adsorpsiyon platformlu, yüksek-hassasiyetli bir pozlama makinesi kullanan yüksek-yoğunluklu bir FPC (0,1 mm satır aralığı), sıradan pozlama makinelerinin ±25μm'sine kıyasla %60'lık bir iyileşmeyle ±10μm dahilinde hat sapma kontrolü sağladı.
Dağlama sırasında, fazla bakır folyoyu çıkarmak ve gerekli çizgileri korumak için asidik bir çözelti (ferrik klorür gibi) kullanılır. FPC'lerin aşındırma hızı, sert PCB'lere göre %30 daha yavaştır çünkü aşırı hızlı aşındırma, çizgi kenarlarında çapaklara neden olabilir. Belirli bir FPC'nin satır aralığı 0,08 mm'dir. Aşındırma hızının azaltılmasıyla (1 m/dak'dan 0,7 m/dak'ya), çizgi kenarı pürüzlülüğü 5μm'den 2μm'ye düşürülerek bitişik çizgiler arasındaki kısa devreler önlendi.
Kapak Filmi Laminasyonu: Hatlara "Koruyucu Elbise" Vermek
Kapak filmi laminasyonu FPC'lere özgü kritik bir işlemdir. İlk olarak kaplama filmine bir kat termoset yapıştırıcı uygulanır. Daha sonra kaplama filmi, konumlandırma deliklerinden çizgilerle hizalanır ve son olarak sıcak pres kullanılarak birbirine bastırılır (sıcaklık 160 derece, basınç 0,5MPa, süre 30 saniye). Laminasyon sırasında hava kabarcıklarından kaçınılmalıdır, aksi takdirde çizgiler nemlenecek ve oksitlenecektir. Bir FPC üreticisi "adım-adım-adım laminasyon" yöntemini kullanır: ilk önce düşük-sıcaklıkta ön-presleme (100 derece) havayı giderir, ardından yüksek-sıcaklıkta laminasyon kabarcık oranını %5'ten %0,5'e düşürür.
Kaplama filminin kalınlığı çok önemlidir. İnce kaplama filmleri (25μm) daha iyi esneklik sunar ancak biraz daha az koruma sağlar; daha kalın kaplama filmleri (50μm) güçlü koruma sağlar ancak büküldüğünde gerilimi artırır. Smartwatch FPC'leri esneklik ve koruma arasında bir denge kurmak için genellikle 35μm kalınlığında kaplama filmleri kullanır.
Delme ve Şekillendirme: Gerekli Şekilde Kesme
FPC'lerin, genellikle kalıp delme veya lazer kesim kullanılarak cihaz yapısına göre belirli şekillerde kesilmesi gerekir. Kalıp delme, ±0,1 mm hassasiyetle seri üretime uygundur. Örneğin, cep telefonu FPC'lerinin seri üretiminde kalıp delme kullanılarak dakikada 50 parça verimlilik elde ediliyor. Lazer kesim, ±0,05 mm hassasiyetle küçük partiler veya karmaşık şekiller için uygundur. Örneğin, tıbbi cihazlara yönelik düzensiz şekilli FPC'ler, cihazın kavisli yapısına mükemmel şekilde uyacak şekilde lazerle-kesilir.
Kesilen kenarlar düzgün ve çapaksız olmalıdır; aksi takdirde bükülme kapak filmini yırtacaktır. Belirli bir FPC'nin lazer kesim parametreleri optimize edildi (güç 10W, hız 50 mm/s), bu da optimize edilmemiş 3μm'ye göre %67'lik bir iyileşme olan 1μm'den az veya ona eşit bir kenar pürüzlülüğü Ra ile sonuçlandı.
Yüzey İşlem: Hem lehimlenebilirlik hem de oksidasyon direnci gereklidir.
FPC lehim bağlantıları, genellikle daldırma altın ve kalay kaplama olmak üzere yüzey işlemi gerektirir. Daldırma altın katmanları incedir (0,05-0,1μm), esnekliği etkilemez ve ince- aralıklı lehim bağlantıları (örneğin, 0,3 mm aralıklı çipler) için uygundur. Kalay kaplama katmanları biraz daha kalındır (1-3μm), maliyeti daha düşüktür, ancak büküldüğünde kalay kılları (ince kalay kristalleri) üretebilir. Kalay kaplamadan sonraki pişirme sıcaklığının (125 derece, 2 saat) kalay bıyığının büyümesini engellemek için kontrol edilmesi gerekir. Belirli bir otomotiv sensörü FPC'si kalay kaplandı ve pişirme sonrasında kalay bıyık uzunluğu, otomotiv elektronik güvenlik standartlarını karşılayacak şekilde 5μm'nin altına kadar kontrol edildi.
Güçlendirme İşlemi: Kritik Alanlara Sert Plaka Ekleme
FPC esnek olsa da bileşenlerin lehimlendiği alanlar belirli bir derecede sağlamlık gerektirir; aksi takdirde lehimleme sırasında deformasyon meydana gelecektir. Bu nedenle, FPC'nin arkasına yapıştırıcı kullanılarak 0,1-0,5 mm kalınlığında bir takviye plakası (malzemeler PI, çelik levha veya epoksi reçine levha olabilir) yapıştırılır. Takviye plakasının konum sapması ±0,1 mm'yi geçmemelidir, aksi takdirde lehim bağlantılarını tıkayacaktır. Bir akıllı bileklikte, pilin lehim bağlantılarına 0,3 mm kalınlığında bir PI takviye plakası takıldıktan sonra lehimleme verimi %90'dan %99'a çıktı.