黃 偉

（上海美維電子有限公司，上海 200233）

0 前言

撓性板/剛撓結(jié)合板（FPCB/R-FPCB）加工中的尺寸穩(wěn)定性問題是工藝面臨的難題之一，難以滿足FPCB/R-FPCB加工過程中圖形和線路的設(shè)計以及多層的對位及定位需要[1]，需要通過改變撓性覆銅板（FCCL）加工、FPCB/R-FPCB設(shè)計和加工工藝和過程控制來改善其尺寸穩(wěn)定性，從而提高FPCB/R-FPCB品質(zhì)和可靠性。

1 產(chǎn)品信息介紹

我們遇到的一項(xiàng)目是某手提電腦的內(nèi)置攝像頭裝置，疊構(gòu)為1-2F-1結(jié)構(gòu)的1階剛撓結(jié)合板，完成板厚僅0.26 mm，其中撓性部分為厚50 μm FCCL（如圖1）。

圖1 產(chǎn)品疊構(gòu)示意圖

在樣板制作及小批量生產(chǎn)初期，產(chǎn)品最終合格率很低，經(jīng)報廢板數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，得出最大的報廢為盲孔對位差造成的盲孔穿和崩盤缺陷，是生產(chǎn)板的腰鼓狀變形所致，占到總體報廢率的50%以上（如圖2）。

圖2 腰鼓狀變形示意圖

對板變形，從軟板生產(chǎn)進(jìn)行漲縮變形監(jiān)控，以測量實(shí)際的板腰鼓狀數(shù)據(jù)，在板長短邊的中間設(shè)計專門靶標(biāo)監(jiān)控板變形狀況（如圖3）。

圖3 板變形監(jiān)控方法

然而最為異常的是，有部分撓性板漲縮無異常變形發(fā)生，在層壓之后才發(fā)生腰鼓狀形變，見三輪樣板制作時生產(chǎn)撓性板漲縮及板變形監(jiān)控數(shù)據(jù)（如圖4）。

2 剛撓結(jié)合板板變形原因分析

對該板變形進(jìn)行系統(tǒng)的魚骨圖分析，羅列各影響因素，并針對每個因素做相應(yīng)的獨(dú)立改善實(shí)驗(yàn)，以測量實(shí)際的板子腰鼓狀數(shù)據(jù)和統(tǒng)計實(shí)際的激光鉆孔后的盲孔穿比例確認(rèn)具體的改善效果（如圖5）。

2.1 各因素擴(kuò)展分析及相關(guān)試驗(yàn)

各因素擴(kuò)展分析及相關(guān)試驗(yàn)見圖6所示。

2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可看出，致使該產(chǎn)品板變形的主要因素如下。

（1）FCCL的加工方式導(dǎo)致應(yīng)力取向；

（2）壓合剛撓結(jié)合板用的PE（聚乙烯）壓合墊材料各項(xiàng)異性在壓合制程中流動時帶來的異常漲縮；

圖4 撓性板變形數(shù)據(jù)監(jiān)控-長/短邊腰鼓狀分析

圖5 剛撓結(jié)合板板變形魚骨圖分析

（接上圖）

圖6 各因素擴(kuò)展分析及試驗(yàn)結(jié)果

（3）客戶端set拼版設(shè)計缺陷，多個單元在同一方向上矩陣排列導(dǎo)致的應(yīng)力集中；

由于低流動半固化片本身低流動的特性，其余如板邊圖形設(shè)計、接合位設(shè)計、壓合參數(shù)等因素對其影響甚微。

除了人為及機(jī)器設(shè)備異常因素影響，綜合三個主要因素的改善措施，再進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)，結(jié)果是改善措施的效果得到累加，隨機(jī)進(jìn)行放量測試，收集數(shù)據(jù)（如圖7）。

投放2 lot試驗(yàn)樣板共計60片生產(chǎn)板，結(jié)果盲孔穿報廢比例為0.75%，全測生產(chǎn)板腰鼓型數(shù)據(jù)Ppk為1.03。

3 改善效果量產(chǎn)板確認(rèn)

改善措施落實(shí)生產(chǎn)，經(jīng)幾個月生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控，板變形導(dǎo)致的盲孔穿報廢逐步降低并維持在正常水平以內(nèi)（見表1和圖8）。

從2017年10月份開始，由板變形引起的報廢（盲孔穿及崩盤）已滿足公司內(nèi)部品質(zhì)目標(biāo)0.4%的要求，并在后續(xù)量產(chǎn)中逐步穩(wěn)定。

圖7 量產(chǎn)板腰鼓狀數(shù)據(jù)監(jiān)控（長邊）

表1 板變形報廢項(xiàng)目（盲孔穿和崩盤）報廢率-時間推移

圖8 板變形報廢項(xiàng)目（盲孔穿和崩盤）報廢率-時間推移

4 總結(jié)及應(yīng)用推廣

通過系統(tǒng)分析并逐一實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，這項(xiàng)剛撓結(jié)合板板變形問題得到有效地解決，從通過這款產(chǎn)品案例，我們對FPCB和R-FPCB的HDI板變形問題有了更深入更全面的認(rèn)識，一些經(jīng)驗(yàn)值得在其他項(xiàng)目R-FPCB上推廣應(yīng)用。

（1）板變形的影響因素很多，而且往往是多因素的綜合影響，單個影響因素的改善措施的綜合有時是累計的效果而有時卻是相抵消的副作用，需要一一實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；

（2）低流動半固化片由于本身流動性低的緣故，傳統(tǒng)意義上最可能的影響因素，如生產(chǎn)板Panel邊圖形設(shè)計及壓合的溫升速率，對其的影響甚微，這點(diǎn)也可以適用于其他不流動粘結(jié)片，如純膠等；

（3）R-FPCB相關(guān)制程中經(jīng)常會使用些輔助的物料或者工具，如合壓用的復(fù)形壓合墊材料，往往由于本身的特性對PCB產(chǎn)品本身有很大的影響，這點(diǎn)需特別留意；

（4）R-FPCB單元尺寸小，多個單元會拼版設(shè)計，這也是非常需要注意的環(huán)節(jié)[5]。常規(guī)板件的拼板設(shè)計均為對稱設(shè)計，在圖形轉(zhuǎn)移倍率正常的情況下對成品PCB的圖形尺寸并無明顯影響，但是一部分板件在為提升板料利用率，降低成本的過程中而使用了非對稱性結(jié)構(gòu)的設(shè)計或者是單元間交叉錯位排列又或者是多個單元間同一方向矩陣排列，其對不同分布區(qū)域的成品PCB的圖形尺寸一致性將帶來極為明顯的影響，建議在資料審核前期多同客戶溝通拼版設(shè)計。