林均秀 邵家坤 楊 嬋

（珠海中京元盛電子科技有限公司，廣東 珠海 519060）

1 鏤空窗口板制作技術

在撓性印制電路板（FPCB）中有一類產品叫作“鏤空窗口”板，或者叫作“懸空引線”板（Flying Lead），如圖1所示。這類產品特點是焊接線四周是空的，沒有基材，兩面可以焊接。這種結構導熱性能好，可以適應特殊的焊接，因此在FPC（撓性電路板）行業(yè)中具有一定的應用市場。

圖1 FPCB中的鏤空窗口板圖

鏤空窗口板制作常規(guī)下有三種技術路線。第一種是機械法，用覆蓋膜自己“制造”覆銅板。先在底面覆蓋膜上將窗口開出來，板面做好對位孔或標記，再與銅箔壓在一起，自己“制造”成帶窗口的覆銅板。后面的工序與常規(guī)單面板制作沒什么區(qū)別，只是由于鏤空窗口已制作在覆銅板上，線路曝光對位時要與它關聯起來。并且蝕刻時要注意保護鏤空窗口。這種工藝技術比較簡單，但相對制程能力也較低，一般情況下只能適用于鏤空窗口線寬0.3 mm以上的項目。

第二種是化學法，做好了單面板后采用專用溶液將鏤空窗口處聚酰亞胺（PI）基材溶解，這種技術路線需要專用的蝕刻液以及生產線，可以生產線寬比機械法更細的鏤空窗口板。

第三種是物理法，采用激光等通用設備將FPCB鏤空窗口處基材PI燒蝕掉，形成鏤空窗口。本文主要介紹采用這種技術路線制作鏤空窗口板。

2 鏤空窗口板制作過程

按各種成熟工藝技術制作好單面板，做到壓好覆蓋膜為止，這前段基本沒有差別。在材料選擇上由于需要從基材面讀取標識點定位加工鏤空窗口處PI基材，因此盡可能選擇透明度比較高的PI基材。另外，由于激光加工膠層比較困難，后面清理也不太容易，因此盡可能選用無膠材料。

對PI燒蝕窗口資料處理。用畫排線的方式將窗口填滿，排線間距要比激光光斑略小，相鄰兩根線之間重疊一部分，這樣使得咬蝕不會有PI殘留。具體的做法要根據實際情況調整，做到既燒蝕干凈，又效率高成本低。不建議采用回旋形的燒蝕路線，這樣可能會在結束處把銅箔燒蝕出一個凹坑，甚至如果銅箔比較薄時會擊穿。

如果控制軟件對激光管理不夠完善時將會出現激光束在收、發(fā)時能量突然變大等不可控情況，這個變量已足夠影響產品的性能則建議根據鏤空窗口大小選用合適大小的振鏡，使得燒蝕窗口一次過可以掃描加工完而不需要拼接。如果采用了拼接方式加工除了生產效率降低外，還有可能在拼接處由于激光能量變化對產品造成影響圖。

如圖2所示兩端是激光發(fā)和收的位置，圖片可見在激光起點和結束點時能量偏大，兩端明顯燒蝕出向下的凹坑。

圖2 對激光收、發(fā)點能量測試

建議采用UV激光機，從鏤空窗口區(qū)域的背面燒蝕PI基材，在這面透過PI基材讀取標識點的底色識別定位點。除非線路對位偏差可以忽略不計，加工孔的偏差足夠小，否則不建議采用通孔作為定位標識，這將會導致鏤空窗口加工偏差（如表1所示）。

表1 激光燒蝕PI的切割參數。

這是納秒激光的例子。最佳參數要結合實際機器和PI燒蝕效果進行調整，要根據納秒、皮秒、飛秒激光機進行調整，要根據激光器新舊程度、能量衰減情況進行調整，根據PI燒蝕是否干凈，銅箔燒蝕深度是否合適進行調整。反復試驗得出最合適的生產參數。

圖3 合適加工參數PI燒蝕效果

圖4 不合適加工參數：銅箔燒蝕過深或PI殘留

有時PI燒蝕后鏤空窗口的導線上會黏附著一些基材殘渣，這其中大部分在后續(xù)的清潔處理可以清理掉?；臍堅c機器工作臺的蜂窩臺有一定關系，工作久了蜂窩臺殘留有異物會污染窗口的導線。根據實板制作專用的工裝墊板，讓開窗口的導線位置，這可以最大限度減少殘渣吸附在窗口手指上。專用墊板還有利于減少鏤空窗口的導線變形。

PI燒蝕后進行等離子清潔（如表2所示）可清除掉吸附狀態(tài)的殘渣，并且在一定程度上清除鏤空窗口邊緣的炭黑，避免在后續(xù)的表面涂層電鍍時出現邊緣微小短路的現象。

表2 等離子清潔參數表

鏤空窗口的導線加工出來后的后續(xù)工序盡可能選擇不會對的導線施加壓力的工藝。例如，如果有壓制盡可能放在PI燒蝕前，不可避免時要考慮對窗口避讓；不要采用機械磨板，選用等離子、化學微蝕、噴砂等。在表面鍍層電鍍時由于鏤空窗口的導線是雙面電鍍，并且窗口邊緣經激光燒蝕，需要調整相關參數以得到正確的表面鍍層厚度，并避免窗口的導線間在根部基材上短路。

利用這種工藝技術還可以制造含有全懸空手的導線的鏤空窗口板，是鏤空窗口的導線的另一端沒有PI支撐，是懸臂狀態(tài)。制造方法將懸臂端的導線先加長按有支撐的鏤空窗口板制造出來，在后面才將加長的部分切割掉（如圖5所示），就可以得到無支撐的全懸空的導線鏤空窗口板。這樣可以避免全懸空的導線在制造過程變形。

圖5 全懸空端延長設計圖

利用這種技術路線，可以突破傳統(tǒng)技術的限制，具體表現如下。

（1）傳統(tǒng)“機械法”“自制”覆銅板一般采用有膠疊構，大多數的FPCB制造企業(yè)不具備“自制”無膠覆銅板能力（TPI技術路線除外）。這里采用的技術路線適合無膠材料鏤空窗口FPCB制造；

（2）傳統(tǒng)“機械法”對鏤空窗口線寬有限制，一般難以制造0.3 mm以下的項目；這里采用的技術路線根據銅箔厚度，可以制造最細線寬0.05 mm以上鏤空窗口板；

（3）對于雙面板，甚至是多層板，也可以采用這種技術路線制作鏤空窗口板（如圖6所示）。

圖6 窗口最小線寬0.06 mm圖

3 注意事項

為了減少鏤空窗口的導線折斷和變形，盡可能提高合格率，以下事項建議加強管理。

（1）窗口的基材PI被激光燒蝕完成后，窗口的導線會變得很脆弱，在后續(xù)的加工選擇和轉運時需要小心操作以減少的導線變形。對于銅箔比較薄、窗口手指比較細得尤其要注意?？梢越柚m合的工具和措施。

（2）如果是全懸空的導線類型并且窗口處外形成型采用激光切割時，切割參數要仔細調整。要將手指完全切斷讓廢料自然掉下；但如果切割過頭會導致手指端部熔化成球狀和發(fā)黑。