柔性印刷电路板(Flexible Printed Gircuit,简写为FPC)在显示面板和模组上经常被使用,如COF(Chip On Film),这个FPC上会有一层薄薄的铜金属,使用覆销置艺形成。
目前主流的覆铜工艺有两种,即压延铜工艺与电解铜艺。
压延铜就是将高纯度(大于99.98%)的铜用碾压法贴在FPC上。
FPC与铜箔有极好的黏合性,并且铜箔的附着强度和工作温度较高,可以在260℃的熔锡中浸焊而无起泡。
通过碾压的方法得到铜箔,优点是耐弯折度好,但导电性弱于电解铜。
电解铜,顾名思义就是通过电解的方法使铜离子吸附在基材上而形成铜箔。
例如CuSO4电解液能不断制造出一层层的“铜箔”,且时间越长铜箔越厚,这样我们就容易控制其厚度。
其优点是导电性强,但耐弯折度相对较弱。
控制铜箔的薄度主要基于两个理由,第一是均匀的铜箔可以有非常均匀的电阻温度系数,这样能让信号传输损失更小;
第二是薄铜箔通过大电流时温升较小,这对于散热和元件寿命都大有好处。
从外观上看,电解铜发红,压延铜偏黄。
对于一块全身包裹了铜箔的FPC基板,如何在上面安放元件来实现元件到元件间的信号导通而非整块板的导通呢?其实基板上弯弯绕绕的铜线就是用来实现电信号传递的,因此我们只要蚀掉铜箔中不用的部分,留下铜线部分就行。
如何实现这一步呢?首先,我们需要了解一个概念,那就是“线路底片”(也称为“线路菲林”)。
我们将基板的线路设计用光刻机印成胶片,然后把一种主要成分对特定光谱敏感而发生化学反应的感光干膜覆盖在基板上。
干膜一般分两种,即光聚合型和光分解型,其中光聚合型干膜在特定光谱的光照射下会硬化,由水溶性物质变成水不溶性物质;
光分解型干膜则正好相反。
将光聚合型感光干膜覆盖在基板上,然后在上面再覆盖一层线路胶片让其曝光,曝光的地方呈黑色不透光,反之则是透明的(线路部分)。
光线通过胶片照射到感光干膜上,结果会怎么样?凡是胶片上透明通光的地方,干膜颜色变深且开始硬化,紧紧包裹住基板表面的铜箔,就像把线路图印在基板上一样。
接下来我们通过显影步骤,使用碳酸钠溶液洗去未硬化干膜,让不需要干膜保护的铜箔裸露出来,此称为脱膜(Stripping)工序。
再接着我们使用铜蚀刻液(腐蚀铜的化学药品)对基板进行蚀刻,则没有干膜保护的铜“全军覆没”,而硬化干膜下的线路图在基板上呈现出来。
以上整个过程叫做光刻工艺。