FPC Pitch管控分析

1、CONFIDENTIAL1報 告2CONFIDENTIAL 隨著终端产品的更轻更薄等要求的提升，目前隨著终端产品的更轻更薄等要求的提升，目前FPCFPC也逐步向也逐步向精密精密PITCHPITCH的方向發展，尺的方向發展，尺寸的穩定性也越發重要，雖然有膠材有相對較低的成本，但對應市場高階產品的需求已寸的穩定性也越發重要，雖然有膠材有相對較低的成本，但對應市場高階產品的需求已經無法完全滿足。對於經無法完全滿足。對於0.1mm0.1mm左右左右PITHPITH的的FPCFPC各主流各主流廠商均已經採用無膠材為主，雖然無廠商均已經採用無膠材為主，雖然無膠材有較好的尺寸穩定性，但終端產品的要求提升膠材

2、有較好的尺寸穩定性，但終端產品的要求提升，相對應的，相對應的FPCFPC要求也越苛刻，對於要求也越苛刻，對於廣大的廣大的FPCFPC廠商而言廠商而言，生產過程中的生產過程中的FPCFPC材料漲縮控制就決定材料漲縮控制就決定精密精密FPC FPC 大批量生產的可行大批量生產的可行性和良率的高低。性和良率的高低。3CONFIDENTIAL4CONFIDENTIAL熱膨脹係數(Coefficient of thermal expansion：CTE ) ：物體由於溫度改變而有脹縮現象。受熱膨脹時，其變化能力以單位溫度變化的膨脹率表示，即熱膨脹係數基材在製作時，應考量PI和銅箔的熱膨脹係數的匹配性。如

3、兩者係數相當，那麼材料的尺寸穩定性相對較好。膠層在整個結構中承擔緩衝的角色，有助於材料漲縮的穩定CopperCopperAdhesiveAdhesivePolyimide FilmPolyimide FilmAdhesiveAdhesiveCopperCopper項目單位PI-filmCu熱膨脹係數(CTE )ppm/163517從熱膨脹係數來看，可選擇係數較小者為從熱膨脹係數來看，可選擇係數較小者為佳，一般為佳，一般為Kaneka NPIKaneka NPI、SKC IF/LNSKC IF/LN、TMT TLTMT TL等系列等系列5CONFIDENTIAL類別類別測試方法測試方法參考標準參

4、考標準標準方法Method B/C/D/ECCL裁取如圖大小尺寸後，以沖孔機在四周打出四個孔分別標處A.B.C.D.符號。以二次元座標儀量測A.B.C.D.四孔之相關距離並記錄之 將試片的銅完全蝕刻掉,以清水清洗1分鐘後，擦拭乾燥並放入乾燥箱(50%5% R.H.)中。24小時後以二次元座標儀量測A.B.C.D.四孔之相關距離並記錄之，以計算公式計算MD、TD之尺寸安定性數據，其為Method B之結果。將試片置入1503之熱風迴圈烘箱烘烤30分鐘，取出置於乾燥箱中(50%5% R.H.)靜置24小時，再依上述程式測試A.B.C.D.四孔相關距離並記錄之，以計算公式計算MD、TD之尺寸安定性數

5、據，其為Method C之結果。將試片置入2003之熱風迴圈烘箱烘烤30分鐘，取出置於乾燥箱中(50%5% R.H.)靜置24小時，再依照上述方式測量，其為MethodC之結果。將試片置入2503之熱風迴圈烘箱烘烤30分鐘，取出置於乾燥箱中(50%5% R.H.)靜置24小時，再依照上述方式測量，其為MethodE之結果。IPC-TM-650.2.2.4制程能力分析方法CPK方法1裁切試樣25*28cmMD/TD各定位鑽孔，各測20組資料，取平均值做完目標，然後進行：鍍銅、線路、壓合、磨刷、SMT等制程，分別測量各制程後資料（各20組）分別與目標值比對，測算出各制程CPK（注：其公差範圍為目標

6、值的+10%）NACPK方法2選取LCM底片，製作密集手指之FPC，取金手指間Pitch做為目標值，按Pitch值+0.03做為公差，然後將FPC經過不同制程（蝕刻、壓合烘烤、綠油烘烤、化金、SMT、沖型）後，分別測量手指間Pitch資料，與目標值比對，並測算出其各制程之CPK(要求各制程CPK均大於1.0）NA特殊方法九孔尺安九孔尺安：取25*30cmCCL以沖孔模具（九孔模具）在四周打出8個孔及中間一個孔（原點）分別標處1-8.以二次元座標儀量測原點-1.2.3.4.5.6.7.8八個孔之相關距離並記錄之， 將試片的銅完全蝕刻掉,以清水清洗1分鐘後，擦拭乾燥並放入乾燥箱(50%5% R.H

7、.)中,24H後以二次元座標儀量測原點-1.2.3.4.5.6.7.8八個孔之相關距離並記錄之，以計算公式計算八個方向之尺寸安定性資料，其為Method B之結果。將試片置入1503之熱風迴圈烘箱烘烤30分鐘，取出置於乾燥箱中(50%5% R.H.)靜置24H,再依上述程式測試原點-1.2.3.4.5.6.7.8八個孔相關距離並記錄之,以計算公式計算其尺寸安定性資料，其為Method C之結果，並繪製成雷達圖（八卦圖）IPC-TM-650.2.2.46CONFIDENTIAL序號序號廠商廠商類別類別測試方法測試方法參考標準參考標準1U社CPK裁切試樣25*28cm MD/TD各定位鑽孔，各測2

8、0組資料，取平均值做完目標，然後進行：鍍銅、線路、壓合、磨刷、SMT等制程，分別測量各制程後資料（各20組）分別與目標值比對，測算出各制程CPK（注：其公差範圍為目標值的+10%）NA2C社Method B經過DES線後之銅箔測試片，利用二次元量測設備，測量測試片四角落方向孔之x1、y1、x2、y2方向距離。取3張樣品各量測3次(共9組數據)，底片量測3次，記錄實測值，以尺安公式進行測算IPC-TM-650.2.2.43I社Method C依考試板底片製作測試Pattern，利用二次元設備依序量測X1、Y1、X2、Y2方向距離，取5張試片量測，底片量測5次，分別記錄量測數值並依公式計算漲縮值，

9、再將上述試片取2張置入烘箱中烘烤150/30min後，依上述方法進行烘烤後計算漲縮值對比測試（單位:）IPC-TM-650.2.2.44Y社Method B/C裁切試樣，進行定位鑽孔，測量其X/Y資料，取平均值，作為目標，然後進行鍍銅、線路蝕刻、熱壓等制程，分別測量其各制程後資料，再與原始資料（目標值）進行對比，測算出個制程漲縮值（單位：%）IPC-TM-650.2.2.45M社Method C/D裁切試樣，進行定位鑽孔，分別進行測量其A.B.C.D.四孔之相關距離（原始資料）24H靜止，分別以150、200各烘烤30分鐘，測量資料，與原始對比，得出漲縮值（單位%）IPC-TM-650.2.2

10、.46S社CPK選取LCM底片，製作密集手指之FPC，取金手指間Pitch做為目標值，按Pitch值+0.03做為公差，然後將FPC經過不同制程（蝕刻、壓合烘烤、綠油烘烤、化金、SMT、沖型）後，分別測量手指間Pitch資料，與目標值比對，並測算出其各制程之CPK(要求各制程CPK均大於1.0）NA7P社Method B/C九孔尺安九孔尺安：取25*30cm CCL以沖孔模具（九孔模具）在四週打出8個孔及中間一個孔（原點）分別標處1-8.以二次元座標儀量測原點-1.2.3.4.5.6.7.8八個孔之相關距離並記錄之， 將試片的銅完全蝕刻掉,以清水清洗1分鐘後，擦拭乾燥並放入乾燥箱(50%5%

11、R.H.)中,24H後以二次元座標儀量測原點-1.2.3.4.5.6.7.8八個孔之相關距離並記錄之，以計算公式計算八個方向之尺寸安定性數據，其為Method B之結果。將試片置入1503之熱風循環烘箱烘烤30分鐘，取出置於乾燥箱中(50%5% R.H.)靜置24H,再依上述程式測試原點-1.2.3.4.5.6.7.8八個孔相關距離並記錄之,以計算公式計算其尺寸安定性數據，其為Method C之結果，並繪製成雷達圖（八卦圖）IPC-TM-650.2.2.48L社Method C以沖孔機在四週打出四個孔分別標處A.B.C.D.量測A.B.C.D.四孔之相關距離並記錄之將試片的銅完全蝕刻掉,以清水

12、清洗1分鐘後，擦拭乾燥並放入乾燥箱(50%5% R.H.)中，24小時後儀量測A.B.C.D.四孔之相關距離並記錄之，以計算公式計算MD、TD之尺寸安定性數據為Method B，再將試樣150度30min烘烤，測量A.B.C.D.四孔之相關距，以計算公司計算MD/TD之資料，並將資料做出長條圖IPC-TM-650.2.2.47CONFIDENTIAL1 1）線路方面：因）線路方面：因FPCFPC在在ACFACF壓接時會因溫度和壓力而產生膨脹，所以在最初設計線壓接時會因溫度和壓力而產生膨脹，所以在最初設計線 路時需要考慮壓接手指的擴展率，進行預先補路時需要考慮壓接手指的擴展率，進行預先補偿偿處理

13、處理2 2）排版方面：設計產品儘量平均對稱分佈在整個排版中，每兩個）排版方面：設計產品儘量平均對稱分佈在整個排版中，每兩個PCSPCS產品之間盡產品之間盡 量保持在量保持在2MM2MM以上，無銅部分及過孔密集部分儘量錯開，這兩個部分都是在後以上，無銅部分及過孔密集部分儘量錯開，這兩個部分都是在後 續製造過程中造成材料漲縮影響的兩個重要方面續製造過程中造成材料漲縮影響的兩個重要方面3 3）選才方面：覆蓋膜的膠不可薄於銅箔厚度太多，以免壓合時膠填充不足，導致）選才方面：覆蓋膜的膠不可薄於銅箔厚度太多，以免壓合時膠填充不足，導致 產品變形，整個基板膠厚的均勻性是產品變形，整個基板膠厚的均勻性是FPC

14、FPC材料漲縮的重要影響因素材料漲縮的重要影響因素4 4）工藝方面：覆蓋膜儘量覆蓋所有銅箔部分，不建議條貼覆蓋膜，以免壓合時，）工藝方面：覆蓋膜儘量覆蓋所有銅箔部分，不建議條貼覆蓋膜，以免壓合時， 受力不均，受力不均，5mil5mil以上的以上的PIPI補強板貼合時，面膠不宜過大，如無法避免，建議將補強板貼合時，面膠不宜過大，如無法避免，建議將 覆蓋膜壓合烘烤完成後再進行覆蓋膜壓合烘烤完成後再進行PIPI補強貼合壓制補強貼合壓制8CONFIDENTIAL例例1:B1:B社手指線路社手指線路0.06MM0.06MM，手指，手指289289根，根，PITCHPITCH值：值： 34.68 34.6

15、8公差：公差：+0/-0.05+0/-0.05 底片按底片按34.645mm34.645mm來控制來控制, ,過回流焊後手指過回流焊後手指PITCHPITCH會缩會缩0.015mm0.015mm 壓屏後手指會漲壓屏後手指會漲0.04 mm,0.04 mm,最後手指擴展到最後手指擴展到34.675mm34.675mm例例2:Y2:Y社細手指一般是按社細手指一般是按+0/-0.05mm+0/-0.05mm公差管控，工程設計時按公差管控，工程設計時按+0.02/-0.03mm+0.02/-0.03mm來製作來製作 比如：標準比如：標準16.08mm16.08mm就會按就會按16.06/16.08=0

16、.998716.06/16.08=0.9987的比例進行底片漲縮預放管控的比例進行底片漲縮預放管控9CONFIDENTIAL例例3:E3:E社細手指一般是按社細手指一般是按+0.03/-0.07mm+0.03/-0.07mm公差管控公差管控 如：如：PITCHPITCH值：值：16.08 +0.03/-0.07mm16.08 +0.03/-0.07mm 所以計算公式為：所以計算公式為：0.07-0.03=0.04mm 16.08-0.04=16.04 16.04/16.08=0.9750.07-0.03=0.04mm 16.08-0.04=16.04 16.04/16.08=0.975比比 例

17、進行底片漲縮預放管控例進行底片漲縮預放管控小結：通過實際資料統計分析，及實際作業分析，建議：超過小結：通過實際資料統計分析，及實際作業分析，建議：超過100PIN100PIN的就減去的就減去0.0350.035 在在100PIN100PIN內的就減去內的就減去0.021(0.021(如下圖）如下圖）10CONFIDENTIAL1 1）鑽孔：鑽孔前最好加烘烤，減少因基材內水分含量過高造成後續加工時基板漲）鑽孔：鑽孔前最好加烘烤，減少因基材內水分含量過高造成後續加工時基板漲 縮值加大縮值加大 2 2）電鍍：應以短邊夾板製作，可減少擺動所產生的應力造成變形，擺動時儘量減）電鍍：應以短邊夾板製作，可減

18、少擺動所產生的應力造成變形，擺動時儘量減 小擺動幅度，夾板的多少也有一定關係，不對稱的夾板數量，可用其他邊小擺動幅度，夾板的多少也有一定關係，不對稱的夾板數量，可用其他邊料料來來 輔助，電鍍時帶電下槽避免突然高電流對板的衝擊以免對板電鍍造成不良影響輔助，電鍍時帶電下槽避免突然高電流對板的衝擊以免對板電鍍造成不良影響 3 3）壓合：傳統壓合要）壓合：傳統壓合要比比快壓漲縮小一些，傳壓是恒溫固化，快壓是熱固化，所以快壓漲縮小一些，傳壓是恒溫固化，快壓是熱固化，所以 傳壓控制膠的變化要穩定，但層壓排板也是影響漲縮的重要部分傳壓控制膠的變化要穩定，但層壓排板也是影響漲縮的重要部分4 4）烘烤：對於快壓

19、產品，烘烤是非常重要的部分，烘烤的條件必須達到使膠完全）烘烤：對於快壓產品，烘烤是非常重要的部分，烘烤的條件必須達到使膠完全 固化，否則在後續的制程中，其尺安變化非常大，建議烘烤時，逐漸升溫至膠固化，否則在後續的制程中，其尺安變化非常大，建議烘烤時，逐漸升溫至膠 的熔點，再持續這一溫度至膠完成固化，再逐步的熔點，再持續這一溫度至膠完成固化，再逐步 降溫冷卻降溫冷卻11CONFIDENTIAL1 1）材料型號：）材料型號：TUDE2512TN1/TUDE2512TN1/ W-0803-N2 W-0803-N2 ( (兩款材料對比測試）兩款材料對比測試）2 2）生產型號：）生產型號：C211253

20、 C211253 拼版尺寸：拼版尺寸：250250* *210mm PIN210mm PIN值數據：值數據：51.86+/-0.03mm51.86+/-0.03mm3 3）細線）細線路線寬線距：路線寬線距：0.065/0.0550.065/0.055（mmmm）+/-20% +/-20% 壓壓屏手指線寬：屏手指線寬：0.2mm+/-0.03mm0.2mm+/-0.03mm4 4）線路菲林數據：）線路菲林數據：5 5）鑽孔採用）鑽孔採用1 1：1 1比例作業（鑽孔程式與實際比例作業（鑽孔程式與實際预放预放比例）比例）12CONFIDENTIAL6 6）各制程相關烘烤參數各制程相關烘烤參數經過電鍍

21、後，材料漲縮值測試覆蓋膜壓合後固化時間：165 120min綠油固化時間：170 60min電磁波遮罩固化時間：165 60min文字固化時間：160 30minPI固化時間：165 60minFR4固化時間：165 60minSMT流程：速度：600mm/min時間：8min.區間區間1 1區區2 2區區3 3區區4 4區區5 5區區6 6區區7 7區區8 8區區溫度15015517018019021525526513CONFIDENTIAL7 7）基材漲縮與）基材漲縮與PINPIN值測試點標注值測試點標注基材漲縮測試點，為板子四角最邊上圓孔與圓孔的中心距離（如圖3所示），PIN值試點為壓屏

22、手指最兩邊兩根手指的中心距離（如圖4所示）基材漲縮測試設計尺寸：TD:204mm MD:244mm圖（圖（3 3）圖（圖（4 4）14CONFIDENTIAL8 8）生產流程）生產流程開料-鑽孔-沉鍍銅-線路蝕刻-貼壓覆-固化-印綠油-固化-化金-貼壓遮罩-固化-印文字-貼壓PI補強-固化-貼壓FR4-固化-沖槽孔-SMT9 9）電鍍後漲縮測試確認）電鍍後漲縮測試確認以上資料顯示以上資料顯示2512TN12512TN1與與08030803基材電鍍銅後都走負值，漲縮相差不大基材電鍍銅後都走負值，漲縮相差不大15CONFIDENTIAL1010）蝕刻蝕刻後漲縮值與後漲縮值與PINPIN值值確認（確

23、認（PINPIN值要求：值要求：51.86+/-0.03mm51.86+/-0.03mm）以上以上從蝕刻制程資料來看兩種基材漲縮有輕微縮小，幾乎不大，從蝕刻制程資料來看兩種基材漲縮有輕微縮小，幾乎不大，PINPIN值都在範圍內值都在範圍內16CONFIDENTIAL1111）覆蓋膜固化、化金制）覆蓋膜固化、化金制程後漲縮確認（程後漲縮確認（PINPIN值要求：值要求：51.86+/-0.03mm51.86+/-0.03mm）從以上資料來看，兩種基材在經過覆蓋膜高溫壓合烘烤後漲縮都變小，從以上資料來看，兩種基材在經過覆蓋膜高溫壓合烘烤後漲縮都變小，PINPIN值也隨值也隨著縮小，從資料來看兩種基

24、材漲縮都有輕微縮小，幾乎不大，著縮小，從資料來看兩種基材漲縮都有輕微縮小，幾乎不大，PINPIN值都在範圍內值都在範圍內17CONFIDENTIAL1212）壓）壓合補強後漲縮和合補強後漲縮和SMTSMT後後PINPIN值確認（值確認（PINPIN值要求：值要求：51.86+/-0.03mm51.86+/-0.03mm）從以資料來看，兩種基材經過壓合遮罩膜、從以資料來看，兩種基材經過壓合遮罩膜、PIPI、FR4FR4補強及高溫烘烤後，材料漲縮補強及高溫烘烤後，材料漲縮依然呈收縮狀態，依然呈收縮狀態，PINPIN值也走負公差，並有部分超出下限範圍（紅色字體超下限）值也走負公差，並有部分超出下限範

25、圍（紅色字體超下限）小結：最終結果來看小結：最終結果來看2512TN1/W-0803-N22512TN1/W-0803-N2基材走完全制程後，其基材走完全制程後，其TD/MDTD/MD方向都呈收縮方向都呈收縮 狀態，在鑽孔狀態，在鑽孔1:11:1比例作業（未進行預放補償）條件下，最終成品比例作業（未進行預放補償）條件下，最終成品PITCHPITCH有超有超 下限現象，故按照此兩款基材特性，後續量產需要進行增加補償值進行作業下限現象，故按照此兩款基材特性，後續量產需要進行增加補償值進行作業建議：鑽孔增加建議：鑽孔增加0.03% 0.03% 線路增加線路增加0.001%0.001%18CONFIDENTIAL隨著高精密度終端產品要求越來越高，相對應的FPC PITCH要求也越來越高，為保證 其精度要求，製作此類FPC時，建