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FPC生产SMT工段的工艺要点

PCB(PrintedCircuitBoard)是印刷电路板，简称硬板。FPC(FlexiblePrintedCircuit)是软性电路板，又称柔性电路板或挠性电路板，简称软板。电子产品小型化是必然发展趋势，相当一部分消费类产品的表面贴装，由于组装空间的关系，其SMD都是贴装在FPC上来完成整机的组装的，FPC在计算器、手机、数码相机、数码摄像机等数码产品上得到了普遍应用，在FPC上进行SMD的表面贴装已成为SMT技术发展趋势之一。

图1-1FPC样品示例

图1-2带金属加强板的FPC样品示例
FPC表面SMT的工艺要求与传统硬板PCB的SMT解决方案有很多不同之处，要想做好FPC的SMT工艺，最重要的就是定位了。因为FPC板子的硬度不够，较柔软，如果不使用专用载板，就无法完成固定和传输，也就无法完成印刷、贴片、过炉等基本SMT工序。下面就FPCSMT生产中关于FPC的预处理、固定、印刷、贴片、回流焊、测试、检验、分板等工序的工艺要点分别详述。
一．FPC的预处理
FPC板子较柔软，出厂时一般不是真空包装，在运输和存储过程中易吸收空气中的水分，需在SMT投线前作预烘烤处理，将水分缓慢强行排出。否则，在回流焊接的高温冲击下，FPC吸收的水分快速气化变成水蒸气突出FPC，易造成FPC分层、起泡等不良。
预烘烤条件一般为温度80-100℃时间4-8小时，特殊情况下，可以将温度调高至125℃以上，但需相应缩短烘烤时间。烘烤前，一定要先作小样试验，以确定FPC是否可以承受设定的烘烤温度，也可以向FPC制造商咨询合适的烘烤条件。烘烤时，FPC堆叠不能太多，10-20PNL比较合适，有些FPC制造商会在每PNL之间放一张纸片进行隔离，需确认这张隔离用的纸片是否能承受设定的烘烤温度，如果不能需将隔离纸片抽掉以后，再进行烘烤。烘烤后的FPC应该没有明显的变色、变形、起翘等不良，需由IPQC抽检合格后才能投线。
二．专用载板的制作
根据电路板的CAD文件，读取FPC的孔定位数据，来制造高精度FPC定位模板和专用载板，使定位模板上定位销的直径和载板上的定位孔、FPC上定位孔的孔径相匹配。很多FPC因为要保护部分线路或是设计上的原因并不是同一个厚度的，有的地方厚而有的地方要薄点，有的还有加强金属板，所以载板和FPC的结合处需要按实际情况进行加工打磨挖槽的，作用是在印刷和贴装时保证FPC是平整的。载板的材质要求轻薄、高强度、吸热少、散热快，且经过多次热冲击后翘曲变形小。常用的载板材料有合成石、铝板、硅胶板、特种耐高温磁化钢板等。
普通载板：普通载板设计方便，打样快捷。常用的普通载板材料为工程塑料（合成石）、铝板等，工程塑料载板寿命有3000-7000次，操作性方便，稳定性较好，不易吸热，不烫手，价格是铝板的5倍以上。
铝质载板：吸散热快，内外无温差，变形可简单修复，价格便宜、寿命长，主要缺点是烫手，要使用隔热手套取送。
硅胶板：该材料具有自粘性，FPC直接粘在上面，不用胶带，而且取下也较容易，没有残胶，又耐高温。硅胶板在使用过程中，采用化学过程，硅胶材料在使用过程中会老化粘性下降，使用期间未清洁时粘性也会下降，寿命较短，最多1000-2000次，价格也比较高。
磁性治具：特种耐高温（350℃）钢片加强磁化性能处理，保证回流焊过程中“永磁”，弹性好，平整度好，高温不变形。因为加强磁化性能处理的钢片已经把FPC表面压紧压平，FPC在回流焊接时就避免被回流焊风吹起所焊接不良，保证焊接质量稳定，提高成品率。只要不是人为破坏和事故破坏可以永久使用，寿命长。磁性治具同时对FPC进行隔热保护，取板时不会对FPC产生任何破坏。但磁性治具设计复杂，单价高，大批量生产时才具成本优势。

图2工程塑料（合成石）载板

图3铝质载板

图4硅胶板和定位模板
三．生产过程.
我们在这里以普通载板为例详述FPC的SMT要点，使用硅胶板或磁性治具时，FPC的固定要方便很多，不需要使用胶带，而印刷、贴片、焊接等工序的工艺要点是一样的。
1.FPC的固定：
在进行SMT之前，首先需要将FPC精确固定在载板上。特别需要注意的是，从FPC固定在载板上以后，到进行印刷、贴装和焊接之间的存放时间越短越好。载板有带定位销和不带定位销两种。不带定位销的载板，需与带定位销的定位模板配套使用，先将载板套在模板的定位销上，使定位销通过载板上的定位孔露出来，将FPC一片一片套在露出的定位销上，再用胶带固定，然后让载板与FPC定位模板分离，进行印刷、贴片和焊接。带定位销的载板上已经固定有长约1.5mm的弹簧定位销若干个，可以将FPC一片一片直接套在载板的弹簧定位销上，再用胶带固定。在印刷工序，弹簧定位销可以完全被钢网压入载板内，不会影响印刷效果。
方法一（单面胶带固定