柔性電路板（FPC）的金相制備
更新時(shí)間：2022-12-12 瀏覽次數(shù)：1224
柔性電路板材料
電子產(chǎn)品在我們生活中扮演著重要的角色。我們每天使用的手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、汽車(chē)和電腦中都存在柔性電路板。
1898 年，德國(guó)柏林的阿爾伯特·漢森（Albert Hanson）提出柔性電路板的概念，描述了在一張紙上涂上石蠟制作成扁平導(dǎo)體。
雖然蠟紙有足夠的柔韌性，但現(xiàn)在的FPC基本都使用聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材。聚酰亞胺材料具有非易燃性，幾何尺寸穩(wěn)定，具有較高的抗拉強(qiáng)度，并且具有承受焊接溫度的能力，是幾乎所有芯片優(yōu)先選擇的材料。
聚酯具有較低的介電常數(shù)，吸收的潮濕很小，但是不耐高溫。聚酯的熔化點(diǎn)為250℃，玻璃轉(zhuǎn)化溫度（Tg）為80℃，這限制了它們要求在大量端部焊接的應(yīng)用場(chǎng)合使用。在低溫應(yīng)用場(chǎng)合，它們呈現(xiàn)出剛性，但成本較低。它們適合于使用在如電話(huà)和其它無(wú)需暴露在惡劣環(huán)境中使用的產(chǎn)品上。
柔性電路板類(lèi)型
基本類(lèi)型
1、單面FPC
• 當(dāng)今生產(chǎn)中*常見(jiàn)的類(lèi)型
• *常用且*適合動(dòng)態(tài)撓曲應(yīng)用
2、雙面FPC
• 有兩個(gè)導(dǎo)電層
• 可帶或不帶電鍍通孔生產(chǎn)
3、多層FPC
• 多層 FPC
• 具有三層或更多導(dǎo)電層
• 電路層通過(guò)電鍍通孔互連
4、剛撓結(jié)合柔性電路板
• 混合結(jié)構(gòu)，是由剛性和撓性基板有選擇地層壓組成
• 以金屬化孔形成導(dǎo)電連接
5、雙通道/背板柔性電路板
•只包含一個(gè)導(dǎo)電層
• 經(jīng)過(guò)處理，允許從兩側(cè)接觸導(dǎo)線(xiàn)
• 常用于集成電路封裝
為什么要進(jìn)行金相制備？
因電子樣品尺寸和重量的小型化、輕型化發(fā)展，使其廣泛應(yīng)用在消費(fèi)性民用電器、醫(yī)療器械、汽車(chē)電子等行業(yè)。為了滿(mǎn)足這些行業(yè)需求，在電路的設(shè)計(jì)和加工方面也在不斷地改進(jìn)。電子產(chǎn)品的生產(chǎn)改進(jìn)，是一個(gè)多種工序相互協(xié)作的過(guò)程。前道工序產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響下道工序的產(chǎn)品生產(chǎn)，甚至直接關(guān)系到*終產(chǎn)品的質(zhì)量。因而，關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制，對(duì)*終產(chǎn)品的好壞起著至關(guān)重要的作用。作為檢測(cè)手段之一的金相切片技術(shù)，在這一領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的巨大作用。電路板橫截面金相制備用于評(píng)估壓層系統(tǒng)和鍍層結(jié)構(gòu)質(zhì)量，如：鍍通孔，焊接裂縫、空隙等現(xiàn)象，以確定是否符合性能規(guī)格要求。在特定情況下，可采用更針對(duì)性的方案。如對(duì)FPC通孔的中心處進(jìn)行橫截面觀察，或者逐漸減薄樣品并觀察每一層的質(zhì)量。分析過(guò)程中收集的信息越多，產(chǎn)品進(jìn)一步改善的可能性就越大。在分析過(guò)程中，配備專(zhuān)業(yè)設(shè)備，如標(biāo)樂(lè)的IsoMet 1000 精密切割機(jī)和AutoMet 系列半自動(dòng)研磨拋光機(jī)可極大簡(jiǎn)化制備過(guò)程，提高制備效率。
制備流程
1 確定電路橫截面的觀察位置。使用鋒利的切割設(shè)備，如剃須刀片、金剛石刀片，要求平滑地切割電路。
2 將樣品固定在兩個(gè)載玻片之間，確保樣品平整、垂直。使用環(huán)氧樹(shù)脂粘合，夾緊后放置在 100°C 的烘箱中約 10 分鐘或直至樹(shù)脂固化。
3 根據(jù)試樣在不變形的情況下可承受的*高溫度，選擇合適的鑲嵌料。選擇保邊性良好、放熱溫度低的 EpoThin 2 或 EpoxiCure 2 環(huán)氧樹(shù)脂。
4 將鑲嵌模具放入 SimpliVac 真空鑲嵌機(jī)中，使用夾具（如 UniClip 試樣支撐夾具）夾持樣品，以便在澆注環(huán)氧樹(shù)脂時(shí)提供支撐力，并保證樣品垂直，以確保研磨表面垂直于載玻片中的柔性電路板。
5 使用 SimpliVac 真空鑲嵌機(jī)進(jìn)行冷鑲嵌，確保樣品和樹(shù)脂之間具有良好的附著力和滲透性。試樣固化后，拆除鑲嵌磨具。
6 按下表制備方案完成樣品金相切片制備。
7 清潔并觀察樣品橫截面。測(cè)量并記錄鍍層的平均厚度，根據(jù)客戶(hù)的 SOP 完成所有其他項(xiàng)目評(píng)估。
小結(jié)
小結(jié)一：為了確保足夠的研磨時(shí)間，可在每步結(jié)束后在顯微鏡下觀察樣品表面。當(dāng)顯微鏡觀察到均勻的劃痕，且繼續(xù)研磨劃痕并不會(huì)細(xì)化，表明當(dāng)前步驟已完成，可以清潔樣品并進(jìn)入下一步。
小結(jié)二：自動(dòng)化制備可以更加穩(wěn)定地去除材料，并提高制樣結(jié)果的一致性。人工手動(dòng)制備很難保證樣品表面受到均勻的施加壓力。不均勻的作用力會(huì)導(dǎo)致樣品傾斜，鍍層厚度或IMC厚度等實(shí)測(cè)值因樣品傾斜的因素，測(cè)量數(shù)據(jù)會(huì)遠(yuǎn)大于實(shí)際數(shù)據(jù)。這些關(guān)鍵數(shù)據(jù)會(huì)因制備因素的不可靠，導(dǎo)致項(xiàng)目判定失效。