如何防止FPC贴膜起卷

黄伟明 陈六宁 曾宪悉（惠州中京电子科技股份有限公司，广东 惠州 516008）

如何防止FPC贴膜起卷

黄伟明 陈六宁 曾宪悉
（惠州中京电子科技股份有限公司，广东 惠州 516008）

由于FPC基材轻薄柔软，在干膜贴膜后基材往往会弯曲起翘起卷，严重时卷成“管状”。基材变形后给曝光作业带来不少麻烦，要将基材打开压平后才能进行曝光，这样的作业方式导致作业效率非常低下。另外由于基材弹性弯曲，尖锐的基材角部划伤照相底版的几率增大，带来严重的品质隐患。本文对干膜贴膜过程进行分析，为控制FPC贴膜起卷作出了一套控制方法。

挠性电路板；起卷；受力分析；拉力测试；防止

1 引言

挠性印制电路（FPC）作为一种特殊的电子互联技术有着十分显著的优越性，它具有轻、薄、短、小、结构灵活的特点，能静态弯曲，也能做动态弯曲、卷曲和折叠等。经过多年生产发展，FPC技术向更高台阶迈进。怀着相互学习和共同分享的心态，本文对干膜贴膜过程进行力的分析，为控制FPC贴膜起卷而提供降低板面应力的一套控制方法。有效地控制了FPC干膜贴膜起卷问题发生，板面平整保证了曝光工序的作业效率，并且降低了由于板面起卷对照相底版造成损伤的几率，更好地确保了产品品质。

2 贴膜起卷对生产产生的影响

由于FPC基材轻薄柔软，在干膜贴膜后基材往往会弯曲起卷，严重时卷成 “管状”。基材变形给曝光作业带来不少麻烦，要将基材打开并小心压平后才能进行曝光，这样的作业方式导致作业效率非常低下。另外由于基材弹性弯曲，尖锐的基材角部划伤照相底版的几率增大，带来严重的品质隐患。如图1，基材已经卷成一团。

图1 起卷的基材

起翘起卷的基材都不好，将待曝光基材放到曝光玻璃上，由于基材起翘起卷而不能紧贴照相底版，在聚脂膜压下的瞬间锋利的角部频繁划过照相底版表面，照相底版很快被损坏。照相底版损坏后会带来批量的固定位置短路，迫不得已专门安排一个人来检查照相底版，并加大产品检查和修板力度以防止不良品流出。图2为FPC基材角部划过照相底版表面的瞬间，图3中照相底版已经被划伤。

图2 FPC基材角部划过照相底版表面

图3 照相底版被划伤。

3 贴膜起卷原因分析和对应方式

3.1 FPC基材起卷原因分析

图4为FPC贴膜机，干膜结构如图5所示有三层。贴膜过程中聚乙烯薄膜剥离后被收集成卷（即图4中的3），热压辊温度约为100 ℃，光致抗蚀剂处于熔融状态，聚酯薄膜略有软化但能保持形状。在热压辊带动下干膜和FPC基材铜箔以约为1.5 m/min的速度匀速贴合。

图4 FPC贴膜机

图5 干膜结构

光致抗蚀剂的熔点较低，在约为100℃下变软并紧压在FPC基材铜箔上，聚酯薄膜虽有点软化但能保持形状，贴合时干膜面上受到干膜卷的拉力和热压辊的拉力，光致抗蚀剂由于变软不能受力,拉力落到聚酯薄膜上而被拉伸。干膜面上状态为干膜卷的拉力与热压辊的拉力大小相等，方向相反，干膜保持匀速运动。FPC基材铜箔面上状态为FPC基材铜箔卷的拉力与热压辊的拉力大小相等，方向相反，FPC基材铜箔保持匀速运动。图6为受力分析。

图6 干膜面和FPC铜箔面力的受力

贴合后基材面上温度下降，光致抗蚀剂固化，干膜卷的拉力与热压辊的拉力同时消失，干膜面上聚酯薄膜变形回缩转化为基材面上的应力，聚酯薄膜收缩使贴膜后的FPC基材两端翘起，严重时卷起成“管状”。受力状态如图7。为了进一步检验以上结论，将起卷的贴膜完成品撕下聚酯薄膜，发现基材立即变平整，这便更充分说明了基材起卷是聚酯薄膜应力所致。

图7 贴膜后FPC受力状态

3.2 FPC基材起卷对应方式

以上解释了FPC贴膜起卷的产生过程和引起的因素，那么FPC基材起卷对应方式，可通过控制贴膜时干膜面的拉力，使之降低到合适的范围即可。为了控制贴膜时干膜面的拉力，笔者提出了以下一套方法。

所述方法包括对贴膜机上干膜固定轴转动过程中摩擦力的控制和干膜贴膜过程中剥离膜（聚乙烯薄膜卷）收集积累后压力增加带来相应摩擦力变大这两方力的控制。

先制作一个拉力点检工具，如图8。结合图4进行以下拉力点检工具使用方法说明。用绳索一头系在弹簧压力计的测力挂钩上，另一头系在一柔软胶质块上，并在柔软胶质块上贴上一块普通双面胶，将拉力测试工具柔软胶质块通过普通双面胶的作用顺着缠绕方向紧贴在干膜承载轴表面上，使绳索方向与该轴垂直紧密缠绕约10圈，然后拉动拉环使干膜承载轴进行匀速旋转，读出运动过程中拉力即为该轴空轴旋转的摩擦力F（匀速），调节该轴两端松紧，使F（匀速）在范围内。

图8 拉力点检工具

在贴膜作业开始前每日对干膜承载轴（4.2）进行空轴匀速旋转拉力测试，实验结论使F（匀速）在3.5牛至4.5牛之间比较合适。点检后进行贴膜作业，当贴膜长度约100米后，停止作业将剥离膜收集承载轴上的剥离膜除去再进行贴膜生产作业。

双面贴膜当基材较薄时也会发生起翘起卷，控制方法类似，上下干膜面拉力均可按以上方法进行控制。

4 结语

拉力测量开始手法不熟练，操作起来不太顺手，手法熟练之后即能习惯运用。当干膜面拉力太大时，FPC基材起翘起卷，而当干膜面拉力太小时，FPC基材起皱、干膜与基材结合力不足。不同设备、材料和制程所应该控制的拉力或许有出入，文中数据仅供参考，可按实际情况进行调整。

本控制方法不需投入很大，只做了个小工具和拟定了些执行方法，并将方法写入作业标准。将粗放的做成精细的，将没有标准的做成标准的，制程则趋向稳定可控。

[1]陈兵,柴志强编著. 挠性印制电路技术[M]. 科学出版社.

作者介绍

黄伟明，化学工程与工艺专业工科学士，从事PCB和FPC生产技术工作7年，现为惠州中京电子科技股份有限公司质量专项研究员，着眼于用最经济简单的方法给质量和成本以最大限度的突破。

How to prevent FPC from rolling up after dry film pasted

HUANG Wei-ming CHEN Liu-ning ZENG Xian-xi

FPC is very easy to roll up after dry film pasted on the thin and soft material. Sometimes FPC is rolling up like a tube. It is difficult to the exposure process, and press down first before put into exposure machine. Otherwise because the FPC is bended resiliently, the sharp angle will stab the photo tool, so it also makes a serious hazardous effect. Dry film pasting was analyzed in this paper, and a way to prevent FPC from rolling up was found.

FPC; Rolling Up; Force Analysis; Pull Test; Prevent

TN41

A

1009-0096（2014）09-0041-03