FPC是Flexible Printed Circuit的簡稱，又稱軟性線路板、柔性印刷電路板,撓性線路板，簡稱軟板或FPC;FPC軟性印制電路是以聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材制成的一種具有 高度可靠性、可撓性印刷電路。它具有可自由彎曲、折疊、卷繞，在三維空間隨意移動(dòng)及伸縮，其散熱性能好，可縮小產(chǎn)品體積;實(shí)現(xiàn)輕量化、小型化、薄型化，從 而達(dá)到元件裝置和導(dǎo)線連接一體化，已廣泛運(yùn)用于MP3、MP4播放器、便攜式播放機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、醫(yī)療、汽車，航天及軍事等領(lǐng)域?；贔PC的SMD 表面貼裝已成為SMT技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一，本文將以某FPC產(chǎn)品SMT加工過程為實(shí)例，就FPC表面貼裝工藝進(jìn)行探討。
　　產(chǎn)品特點(diǎn)：
　　Ø FPC聚酰亞胺板;
　　Ø 外型尺寸，長×寬為105 mm×56 mm，厚度0.25 mm;
　　Ø 正反兩面有貼片元件;
　　Ø 元件構(gòu)成：Chip最小封裝0402，0.5 mm BGA器件2只，0.5mm QFN器件3只;
　　Ø 特殊點(diǎn)：有0402 chip元件與BGA器件BODY之間距離只有0.1 mm，遠(yuǎn)小于IPC標(biāo)準(zhǔn)的最小距離為0.5 mm;TOP面SMT前增加了加強(qiáng)鋼片，鋼片厚度為0.2 mm;
　　2 工藝流程
　　對(duì)于傳統(tǒng)的硬板，“軟”是FPC最大特點(diǎn)，完成 SMT加工過程就需增加載板治具，將FPC放置在載板上，從而完成絲印、貼裝、回流等加工流程。
　　對(duì)于雙面回流焊接工藝的FPC，要確定加工順序，則需將元件構(gòu)成、分布、加工難點(diǎn)與載板設(shè)計(jì)等因素結(jié)合起來進(jìn)行系統(tǒng)的分析。該產(chǎn)品上，2只0.5 mm間距的BGA在同一面，另一面由O.5 mm間距的QFN及chip元件構(gòu)成;BGA是加工難點(diǎn)、控制重點(diǎn)，對(duì)超細(xì)間距的BGA，印刷更是關(guān)鍵，將BGA放在第一加工面，可降低載板支撐對(duì)絲印的 影響。
　　3 載板
　　3.1材料
　　支撐制具要求能完整支撐FPC，可重復(fù)使用、賴高溫、不變形、較差的熱應(yīng)力、可加工性、較大的幅面;同時(shí)制具設(shè)計(jì)要求定位精確，方便可操作。
　　合成石Durostone，學(xué)名玻璃纖維增強(qiáng)塑膠，主要特點(diǎn)是耐高溫性能極佳，持續(xù)工作溫度可達(dá)350 ℃，瞬時(shí)最高耐溫可達(dá)400 ℃;熱傳到率非常低,可緩解熱量對(duì)FPC的劇烈沖擊，同時(shí)，又能把熱量傳導(dǎo)出去，減少熱量郁積;采用特殊樹脂制造，能承受循環(huán)熱沖擊;在工作溫度下，可連 續(xù)使用;
　　電木，化學(xué)名稱叫酚醛塑料，具有良好的絕緣性、耐腐蝕、機(jī)械加工性能，以及較低成本，但其高溫耐熱性較差，循環(huán)使用時(shí)易變形;
　　鋁板，成本較低，吸熱量大，可加工性較差;
　　合成石雖從成本較高，但其良好的性能及可重復(fù)使用的頻次，是高端FPC 產(chǎn)品雙面回流工藝下SMT載板的的最佳選擇。
　　3.2 設(shè)計(jì)
　　Ø 目前較常用的厚度有3 mm、5 mm，選用何種厚度的載板，需考慮不得超過貼裝設(shè)備的加工厚度范圍(如松下CM402加工最大厚度為3mm)、第一面貼完后帶元件的基板厚度，同時(shí)需兼顧成本、使用可靠性因素;
　　Ø 在制具的設(shè)計(jì)過程中，尤其是第二面的治具設(shè)計(jì)中，采用實(shí)物、配合CAM文件輔助設(shè)計(jì)，能精確的避開元件位置，提高制具的設(shè)計(jì)精度，貼裝了器件的FPC能準(zhǔn)確、平整的放入制具，載板在印刷和貼裝的過程中才能起到有效的支撐作用;
　　Ø 定位，常用的定位的方式為采用高溫膠帶將FPC粘在支撐板上，不過需要注意的是膠帶的位置盡量在FPC的四個(gè)角和比較長的邊中間位置，可防止FPC翹起。 膠帶的厚度會(huì)對(duì)錫膏印刷產(chǎn)生一定的影響，貼的位置要遠(yuǎn)離元件密集位置，更注意不要貼在焊盤上;對(duì)雙面貼片的產(chǎn)品，采用硅膠片+高溫膠帶雙重固定的方法，提 高FPC在貼裝、回流過程中保持平整度。
　　形狀較簡單 根據(jù)CAM文件設(shè)計(jì)
　　3.3合成石使用要求：
　　A、應(yīng)避免大力撞擊、跌落;
　　B、載板過爐后應(yīng)冷卻至少15分鐘才能再次過爐;
　　C、一般要中性或堿性偏中性的溶劑清洗，忌用酒精或酸性溶劑清洗;
　　E、清洗時(shí)忌用銅刷或鋼刷刷洗，超聲波清洗是一種有效的清洗方式。
　　4鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)
　　鋼模板開口尺寸和鋼片厚度決定了漏印到PCB上的錫膏量，完成一個(gè)印刷過程后，錫膏應(yīng)填滿模板的開口，PCB與模板分離時(shí)，錫膏應(yīng)非常容易的漏印到 PCB對(duì)應(yīng)焊盤上。根據(jù)長期的經(jīng)驗(yàn)和已有的研究，影響錫膏從模板開口釋放到PCB焊盤效果的三個(gè)主要因素分別為：模板開口的寬厚比和面積比、模板開口的幾 何形狀、模板開口的粗糙度。
　　1) 面積比/寬厚比原則(Area Ratio/Aspect Ratio)，IPC標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)推薦寬厚比W/T>1.5、面積比L×W/[2(L+W)×T]>0.66，對(duì)不同間距器件的開口方式亦有相應(yīng)的推薦。;
　　2) 鋼模板開口的幾何形狀
　　鋼模板開口一般相對(duì)于焊盤的幾何中心進(jìn)行編輯。改變開口形狀對(duì)改善印刷、回流焊或模板清洗的效果是非常重要的。細(xì)間距BGA，開口形狀有圓形、方形導(dǎo)角等方形，從印刷結(jié)果分析，方形導(dǎo)角的焊膏拉尖較多、成型度較差;圓形開口焊膏成型度較好。
　　3) 鋼模板開口的粗糙度
　　SMT鋼模板根據(jù)鋼片開口加工方式的不同，一般分為化學(xué)蝕刻模板、激光切割模板和電鑄成形模板以及其它方式加工模板，對(duì)于引腳間距小于或等于0.5 mm的產(chǎn)品，則需采用激光切割+電拋光的方式加工模板，降低孔壁的毛刺，提高焊膏漏印效果。
　　方形導(dǎo)角開口 圓形開口
　　方形開口絲印效果 圓形開口絲印效果
　　特別提出，F(xiàn)PC產(chǎn)品為提高其可靠性，常在某些關(guān)鍵的位置增加加強(qiáng)鋼片，如BGA器件，這些加強(qiáng)鋼片往往在SMT之前已經(jīng)加上，厚度在0.2 mm左右，如鋼網(wǎng)不特殊處理，會(huì)影響絲印焊膏的厚度，鋼網(wǎng)厚是0.12 mm，加上0.2 mm加強(qiáng)鋼片的厚度，鋼網(wǎng)不能與FPC焊盤直接接觸，印刷在焊盤上的焊膏厚度就變?yōu)?.32 mm，雖然刮刀在執(zhí)行印刷動(dòng)作時(shí)，鋼網(wǎng)會(huì)發(fā)生形變，但對(duì)于間距只有0.5 mm的QFN來講，無法接受這樣的印刷結(jié)果。對(duì)高出pcb 焊盤印刷面0.2 mm的加強(qiáng)鋼片處理方法：
　　第一種立體鋼網(wǎng)：在鋼網(wǎng)上對(duì)應(yīng)的位置，切割一個(gè)口，將高出的部分避開，然后在該位置焊接一個(gè)蓋子，并配上專用的刮刀片：
　　立體鋼網(wǎng)
　　第二種UP&down處理，選擇一張厚度為0.3 mm左右的鋼片，先對(duì)鋼網(wǎng)的TOP面進(jìn)行蝕刻，除FPC加強(qiáng)鋼片位置不作處理外，其它地方蝕刻到鋼網(wǎng)實(shí)際所需的厚度0.12 mm;再對(duì)鋼網(wǎng)的bot面加強(qiáng)鋼片對(duì)應(yīng)的位置，按加強(qiáng)鋼片的外形做DOWN處理，進(jìn)行蝕刻，蝕刻深度為0.2 mm，然后再對(duì)所需開口的位置進(jìn)行激光切割;可不配專用刮刀;
　　上述第一種方法，制作較簡單，但網(wǎng)板張力較差，與FPC接觸面不平整，且使用過程易損壞、清洗困難;第二種網(wǎng)板張力好、不易損壞、好清洗，但加工難度 較大，網(wǎng)板成功率較低，對(duì)鋼網(wǎng)廠家有較高要求;通過上述兩種方法驗(yàn)證，對(duì)于高印刷要求的產(chǎn)品，第二種制作方法是一種選擇方向。
　　5印刷
　　許多已經(jīng)得到長期應(yīng)用和驗(yàn)證的細(xì)間距錫膏印刷工藝技術(shù)，如Fine Pitch0.4 mm印刷技術(shù)、CSP器件印刷技術(shù)等，其關(guān)鍵控制點(diǎn)與參數(shù)設(shè)置規(guī)則同樣適 用于FPC及0.5 mmBGA印刷工藝。選用合適厚度的鋼模板以及選用較高規(guī)格的錫膏可提高印刷效果，錫粉可選用Type3(網(wǎng)目為-325/+500)或Type4(網(wǎng)目 為-450/+525)型.
　　6高精度的貼裝
　　部分設(shè)備貼裝BGA的極限是0.5間距，生產(chǎn)前對(duì)機(jī)床的校正尤為必要;由于FPC板較軟的特性，同時(shí)元件與元件BODY之間的距離小于0.5 mm，貼裝過程精度及器件識(shí)別必須得到可靠的保證。
　　6.1高精度視覺定位
　　高精度視覺系統(tǒng)將對(duì)元件進(jìn)行精確的視校和定位。高精度的視覺系統(tǒng)可以完成BGA.0402元件的外形尺寸測(cè)量和中心定位，通過高精度視覺定位貼片機(jī)可 以確認(rèn)所吸取的BGA、0402元件的外形尺寸、錫球是否超出所確定的尺寸公差，對(duì)位置不正確或元件外形持續(xù)超出公差，則被放棄。
　　6.2高精度貼裝
　　最后是將BGA元件精確的smt帖裝到 PCB板的對(duì)應(yīng)焊盤上。如果BGA元件貼放位置不準(zhǔn)確，會(huì)造成相鄰元件之間干涉等缺陷機(jī)會(huì)可能會(huì)成倍的增加。其中貼片設(shè)備本身的精度，貼片頭吸嘴的吸氣壓 (負(fù)壓)和吹氣壓，以及貼裝力和速度是非常重要的貼裝參數(shù)，由于每種貼片設(shè)備性能的不同，必須根據(jù)不同的貼裝設(shè)備確定其參數(shù)設(shè)置，以保證貼裝是錫膏不會(huì)被 擠壓而濺出，使用的力也不至于將元件過分壓入錫膏中。如果使用太大的力或太高的速度，會(huì)增加元件偏移和連錫的可能性。
　　7回流曲線
　　FPC回流焊接主要考量所用原材料所能夠承受的溫度和載板吸熱會(huì)造成的熱量損失，BGA封裝的器件在混合組裝工藝、ROHS工藝方式下，器件、焊料的回流溫度需兼顧考慮，通過曲線測(cè)試儀對(duì)所設(shè)溫度進(jìn)行實(shí)板測(cè)量是不可忽略的工作。
　　根據(jù)J-STD-002C明確的回流曲線技術(shù)參數(shù)，IPC-7530相關(guān)要求對(duì)回流曲線進(jìn)行測(cè)試，對(duì)所設(shè)溫度的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證及監(jiān)控，其回流曲線技術(shù)參數(shù)如下：
　峰值參考溫度(有鉛制程)

　峰值參考溫度(無鉛制程)

回流曲線技術(shù)參數(shù)

8其它
　　基于FPC的BGA器件，終端客戶在組裝成成品前，會(huì)對(duì)BGA的底部做填充固定處理，來提高可靠性，對(duì)未組裝成成品的的產(chǎn)品在存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)、包裝過程需注意，不能隨意折疊，以免對(duì)焊點(diǎn)造成損傷，采用放靜電吸塑托盤來放置尤為必要。
　　FPC表面貼裝工藝，良好的載板設(shè)計(jì)，配合適應(yīng)的鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)、回流參數(shù)，以及培訓(xùn)合格的員工操作，可實(shí)現(xiàn)高FPY和高產(chǎn)能。