柔性電路板（FPC）的金相制備
更新時間：2022-12-12 瀏覽次數(shù)：1827
柔性電路板材料
電子產品在我們生活中扮演著重要的角色。我們每天使用的手機、數(shù)碼相機、汽車和電腦中都存在柔性電路板。
1898 年，德國柏林的阿爾伯特·漢森（Albert Hanson）提出柔性電路板的概念，描述了在一張紙上涂上石蠟制作成扁平導體。
雖然蠟紙有足夠的柔韌性，但現(xiàn)在的FPC基本都使用聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材。聚酰亞胺材料具有非易燃性，幾何尺寸穩(wěn)定，具有較高的抗拉強度，并且具有承受焊接溫度的能力，是幾乎所有芯片優(yōu)先選擇的材料。
聚酯具有較低的介電常數(shù)，吸收的潮濕很小，但是不耐高溫。聚酯的熔化點為250℃，玻璃轉化溫度（Tg）為80℃，這限制了它們要求在大量端部焊接的應用場合使用。在低溫應用場合，它們呈現(xiàn)出剛性，但成本較低。它們適合于使用在如電話和其它無需暴露在惡劣環(huán)境中使用的產品上。
柔性電路板類型
基本類型
1、單面FPC
• 當今生產中*常見的類型
• *常用且*適合動態(tài)撓曲應用
2、雙面FPC
• 有兩個導電層
• 可帶或不帶電鍍通孔生產
3、多層FPC
• 多層 FPC
• 具有三層或更多導電層
• 電路層通過電鍍通孔互連
4、剛撓結合柔性電路板
• 混合結構，是由剛性和撓性基板有選擇地層壓組成
• 以金屬化孔形成導電連接
5、雙通道/背板柔性電路板
•只包含一個導電層
• 經過處理，允許從兩側接觸導線
• 常用于集成電路封裝
為什么要進行金相制備？
因電子樣品尺寸和重量的小型化、輕型化發(fā)展，使其廣泛應用在消費性民用電器、醫(yī)療器械、汽車電子等行業(yè)。為了滿足這些行業(yè)需求，在電路的設計和加工方面也在不斷地改進。電子產品的生產改進，是一個多種工序相互協(xié)作的過程。前道工序產品質量的優(yōu)劣，直接影響下道工序的產品生產，甚至直接關系到*終產品的質量。因而，關鍵工序的質量控制，對*終產品的好壞起著至關重要的作用。作為檢測手段之一的金相切片技術，在這一領域發(fā)揮著不可替代的巨大作用。電路板橫截面金相制備用于評估壓層系統(tǒng)和鍍層結構質量，如：鍍通孔，焊接裂縫、空隙等現(xiàn)象，以確定是否符合性能規(guī)格要求。在特定情況下，可采用更針對性的方案。如對FPC通孔的中心處進行橫截面觀察，或者逐漸減薄樣品并觀察每一層的質量。分析過程中收集的信息越多，產品進一步改善的可能性就越大。在分析過程中，配備專業(yè)設備，如標樂的IsoMet 1000 精密切割機和AutoMet 系列半自動研磨拋光機可極大簡化制備過程，提高制備效率。
制備流程
1 確定電路橫截面的觀察位置。使用鋒利的切割設備，如剃須刀片、金剛石刀片，要求平滑地切割電路。
2 將樣品固定在兩個載玻片之間，確保樣品平整、垂直。使用環(huán)氧樹脂粘合，夾緊后放置在 100°C 的烘箱中約 10 分鐘或直至樹脂固化。
3 根據試樣在不變形的情況下可承受的*高溫度，選擇合適的鑲嵌料。選擇保邊性良好、放熱溫度低的 EpoThin 2 或 EpoxiCure 2 環(huán)氧樹脂。
4 將鑲嵌模具放入 SimpliVac 真空鑲嵌機中，使用夾具（如 UniClip 試樣支撐夾具）夾持樣品，以便在澆注環(huán)氧樹脂時提供支撐力，并保證樣品垂直，以確保研磨表面垂直于載玻片中的柔性電路板。
5 使用 SimpliVac 真空鑲嵌機進行冷鑲嵌，確保樣品和樹脂之間具有良好的附著力和滲透性。試樣固化后，拆除鑲嵌磨具。
6 按下表制備方案完成樣品金相切片制備。
7 清潔并觀察樣品橫截面。測量并記錄鍍層的平均厚度，根據客戶的 SOP 完成所有其他項目評估。
小結
小結一：為了確保足夠的研磨時間，可在每步結束后在顯微鏡下觀察樣品表面。當顯微鏡觀察到均勻的劃痕，且繼續(xù)研磨劃痕并不會細化，表明當前步驟已完成，可以清潔樣品并進入下一步。
小結二：自動化制備可以更加穩(wěn)定地去除材料，并提高制樣結果的一致性。人工手動制備很難保證樣品表面受到均勻的施加壓力。不均勻的作用力會導致樣品傾斜，鍍層厚度或IMC厚度等實測值因樣品傾斜的因素，測量數(shù)據會遠大于實際數(shù)據。這些關鍵數(shù)據會因制備因素的不可靠，導致項目判定失效。
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