FPC柔性电路板的金相制备

柔性电路板材料

电子产品在我们生活中扮演着重要的角色。我们每天使用的手机、数码相机、汽车和电脑中都存在柔性电路板。

1898 年，德国柏林的阿尔伯特·汉森（Albert Hanson）在专 利中首次提出柔性电路板的概念，描述了在一张纸上涂上石蜡制作成扁平导体。

虽然蜡纸有足够的柔韧性，但现在的FPC基本都使用聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材。聚酰亚胺材料具有非易燃性，几何尺寸稳定，具有较高的抗拉强度，并且具有承受焊接温度的能力，是几乎所有芯片的首 选材料。

聚酯具有较低的介电常数，吸收的潮湿很小，但是不耐高温。聚酯的熔化点为250℃，玻璃转化温度（Tg）为80℃，这限制了它们要求在大量端部焊接的应用场合使用。在低温应用场合，它们呈现出刚性，但成本较低。它们适合于使用在如电话和其它无需暴露在恶劣环境中使用的产品上。

柔性电路板类型

基本类型

1、单面FPC

• 当今生产中最常见的类型
• 最常用且最适合动态挠曲应用

2、双面FPC

• 有两个导电层
• 可带或不带电镀通孔生产

3、多层FPC

• 多层 FPC
• 具有三层或更多导电层
• 电路层通过电镀通孔互连

4、刚挠结合柔性电路板

• 混合结构，是由刚性和挠性基板有选择地层压组成
• 以金属化孔形成导电连接

5、双通道/背板柔性电路板

•只包含一个导电层
• 经过处理，允许从两侧接触导线
• 常用于集成电路封装

为什么要进行金相制备？

因电子样品尺寸和重量的小型化、轻型化发展，使其广泛应用在消费性民用电器、医疗器械、汽车电子等行业。为了满足这些行业需求，在电路的设计和加工方面也在不断地改进。电子产品的生产改进，是一个多种工序相互协作的过程。前道工序产品质量的优劣，直接影响下道工序的产品生产，甚至直接关系到最 终产品的质量。因而，关键工序的质量控制，对最 终产品的好坏起着至关重要的作用。作为检测手段之一的金相切片技术，在这一领域发挥着不可替代的巨大作用。电路板横截面金相制备用于评估压层系统和镀层结构质量，如：镀通孔，焊接裂缝、空隙等现象，以确定是否符合性能规格要求。

在特定情况下，可采用更针对性的方案。如对FPC通孔的中心处进行横截面观察，或者逐渐减薄样品并观察每一层的质量。分析过程中收集的信息越多，产品进一步改善的可能性就越大。在分析过程中，配备专业设备，如标乐的IsoMet 1000 精密切割机和AutoMet 系列半自动研磨抛光机可极大简化制备过程，提高制备效率。

制备流程

NO .1

确定电路横截面的观察位置。使用锋利的切割设备，如剃须刀片、金刚石刀片，要求平滑地切割电路。

NO.2

将样品固定在两个载玻片之间，确保样品平整、垂直。使用环氧树脂粘合，夹紧后放置在 100°C 的烘箱中约 10 分钟或直至树脂固化。

NO.3

根据试样在不变形的情况下可承受的最高温度，选择合适的镶嵌料。选择保边性良好、放热温度低的 EpoThin 2 或 EpoxiCure 2 环氧树脂。

NO.4

将镶嵌模具放入 SimpliVac 真空镶嵌机中，使用夹具（如 UniClip 试样支撑夹具）夹持样品，以便在浇注环氧树脂时提供支撑力，并保证样品垂直，以确保研磨表面垂直于载玻片中的柔性电路板。

NO.5

使用 SimpliVac 真空镶嵌机进行冷镶嵌，确保样品和树脂之间具有良好的附着力和渗透性。试样完全固化后，拆除镶嵌磨具。

NO.6

按下表制备方案完成样品金相切片制备。

NO.7

清洁并观察样品横截面。测量并记录镀层的平均厚度，根据客户的 SOP 完成所有其他项目评估。

小结

小结一

为了确保足够的研磨时间，可在每步结束后在显微镜下观察样品表面。

当显微镜观察到均匀的划痕，且继续研磨划痕并不会细化，表明当前步骤已完成，可以彻底清洁样品并进入下一步。

小结二

自动化制备可以更加稳定地去除材料，并提高制样结果的一致性。人工手动制备很难保证样品表面受到均匀的施加压力。不均匀的作用力会导致样品倾斜，镀层厚度或IMC厚度等实测值因样品倾斜的因素，测量数据会远大于实际数据。这些关键数据会因制备因素的不可靠，导致项目判定失效。