王小時(shí) 陽(yáng)厚平 孟昭光 趙南清

（東莞市五株電子科技有限公司，廣東 東莞 523290）

0 前言

在剛撓結(jié)合板及撓性電路板制作中，金屬接地電阻不良問(wèn)題較為常見(jiàn)。目前在行業(yè)中一些制造商能將接地阻值異常不良率控制在0.1%以下的較少，因此金屬接地電阻不良問(wèn)題值得我們?nèi)シ治鎏接?。造成接地阻值異常的因素很多，如工程設(shè)計(jì)、流程參數(shù)、違規(guī)操作等因素都會(huì)導(dǎo)致接地阻值異常，甚至于在工廠內(nèi)部的測(cè)試沒(méi)有異常，在交貨到客戶端后仍有測(cè)試不良現(xiàn)象。針對(duì)此類異常問(wèn)題，文章通過(guò)工程設(shè)計(jì)及實(shí)際生產(chǎn)兩方面展開(kāi)原因分析和改善。

1 金屬接地設(shè)計(jì)

在撓性板和剛撓結(jié)合板的工程設(shè)計(jì)中，前端布線設(shè)計(jì)在板上運(yùn)用金屬接地[1]是比較常見(jiàn)的一種方式（如圖1所示）。設(shè)計(jì)中金屬板作補(bǔ)強(qiáng)和柔性板的接地電路取得電氣連接，此處的設(shè)計(jì)及制造結(jié)果是接地阻值異常的關(guān)鍵因素。因此需通過(guò)工程設(shè)計(jì)方面及實(shí)際生產(chǎn)方面保證接地阻值的一些關(guān)鍵點(diǎn)去進(jìn)行分析改善。

圖1 金屬接地示意圖

2 不良原因分析

針對(duì)金屬接地電阻異常，我們重點(diǎn)通過(guò)對(duì)工程設(shè)計(jì)到實(shí)際生產(chǎn)的制作過(guò)程中，保證金屬接地電阻的一些關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行分析改善，同時(shí)對(duì)制造過(guò)程中的異常處理案例，在工程設(shè)計(jì)及流程不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)的層面去分析。從而最大程度避免此類異?，F(xiàn)象，保證金屬接地電阻正常。

2.1 工程預(yù)審查對(duì)客戶的原始資料進(jìn)行評(píng)估

對(duì)工程設(shè)計(jì)的可制造性此點(diǎn)尤其重要，預(yù)審工程師對(duì)客戶的原始資料與公司的生產(chǎn)能力進(jìn)行對(duì)比分析，將其中的公司能力臨界點(diǎn)提出，以便于CAM和MI人員制作出合理的流程及工具來(lái)滿足于生產(chǎn)的要求。預(yù)審工作需要技能技術(shù)較高較全面的工程技術(shù)人員負(fù)責(zé)，不僅要結(jié)合公司工程設(shè)計(jì)方面的要求，還需要對(duì)公司技術(shù)能力資料較為熟悉，且對(duì)工藝流程控制方面的知識(shí)也需要有所認(rèn)知，工程設(shè)計(jì)才能制作出更為合理的工具來(lái)滿足于生產(chǎn)制作，對(duì)制造過(guò)程的控制也更為有利，通過(guò)預(yù)審可以完成結(jié)構(gòu)、疊層、接地等一些工程設(shè)計(jì)工作。目前金屬接地電阻運(yùn)用在穿戴類的FPC及RFPC產(chǎn)品中較多，因此對(duì)所采用的金屬接地導(dǎo)電膠要有充分了解并選用最佳的導(dǎo)電膠，導(dǎo)電膠[2]資料部分信息如圖2所示。

圖2 導(dǎo)電膠圖

從材料的信息可以提取：直徑0.8 mm的接地區(qū)40 μm導(dǎo)電膠層即可達(dá)到31 mΩ的阻值效果。導(dǎo)電膠的結(jié)構(gòu)信息表明，隨著接地區(qū)面積直徑增加，阻值也會(huì)不斷地降低。

2.2 客戶資料的處理部分需與制造過(guò)程配合，最大限度避免接地阻值異常失效

客戶表明設(shè)計(jì)資料的接地電阻部分如圖3（a）所示，淺色的位置為接地位置，即覆蓋膜[3]的開(kāi)窗位置，補(bǔ)強(qiáng)與銅面的接觸區(qū)域。覆蓋膜的開(kāi)窗位的面積可滿足于金屬接地導(dǎo)電膠的能力，淺色區(qū)域的直徑1.0 mm，當(dāng)然不能照搬材料供應(yīng)商的參考及設(shè)計(jì)要求，因?yàn)槎鄶?shù)的制造商通常會(huì)在原來(lái)的基礎(chǔ)上加大開(kāi)窗設(shè)計(jì)。對(duì)于接地點(diǎn)組圖見(jiàn)圖3（b）所示。在材料供應(yīng)商提供的接地部分設(shè)計(jì)圖參考值的基礎(chǔ)上改進(jìn)并得到明顯的效果，在工廠內(nèi)部測(cè)試中通過(guò)品質(zhì)測(cè)試要求，不良比率大幅下降。可見(jiàn)，在滿足客戶要求的情況下，對(duì)材料供應(yīng)商提供的參考值進(jìn)行優(yōu)化是必要的。

圖3 設(shè)計(jì)和處理后的接地電阻圖

2.3 工程設(shè)計(jì)優(yōu)化

在客戶原始的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，我們主要從三個(gè)方面進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的優(yōu)化。

（1）加大覆蓋層的開(kāi)窗位，增加結(jié)合區(qū)域的面積來(lái)降低阻值；

（2）異形覆蓋層的開(kāi)窗設(shè)計(jì)，增加結(jié)合區(qū)域面積的同時(shí)從而避免與其他網(wǎng)絡(luò)短路的風(fēng)險(xiǎn)；

（3）當(dāng)覆蓋層開(kāi)窗無(wú)法進(jìn)行導(dǎo)氣設(shè)計(jì)時(shí)，可以適當(dāng)更改大銅面接地線路的設(shè)計(jì)，從而改進(jìn)排空的效果。

2.4 跟蹤客戶反饋接地不良原因

針對(duì)客戶提供的接地不良品進(jìn)行原因分析得出，因?qū)щ娔z膠與板面的接觸面積減小，甚至是分離導(dǎo)致。經(jīng)過(guò)高溫高壓合的接地與板之間的切片圖（如圖4所示）。

圖4 接地不良切片圖

導(dǎo)致失效的根本原因：原覆蓋膜開(kāi)窗位的空氣沒(méi)有完全排出，在初期的品質(zhì)過(guò)程中沒(méi)有完全表現(xiàn)出來(lái)，在來(lái)自客戶端回流的高溫，甚至于多次的高溫，甚至于到消費(fèi)者的使用過(guò)程中才導(dǎo)致失效，不良切片圖中的更改左下角只是加大面積，其他三個(gè)直接開(kāi)窗到覆蓋層的外面，其中的空氣可以順利地排出，最大程度避免了空氣的殘留。

2.5 實(shí)際生產(chǎn)中的關(guān)鍵點(diǎn)

（1）部分客戶有接地設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)制作的過(guò)程中，可能不可以進(jìn)行導(dǎo)氣設(shè)計(jì)更改。這時(shí)為保證接地阻值，采用真空壓機(jī)來(lái)完成壓合的動(dòng)作是很有必要性的。當(dāng)然，真空快壓的真空也是相對(duì)的，所以首件制作時(shí)的品質(zhì)檢驗(yàn)及工藝參數(shù)的確定也是過(guò)程品質(zhì)控制關(guān)鍵。特別對(duì)于異形接地及3D金屬接地的設(shè)計(jì)，可能需要輔助制具進(jìn)行壓合，才能滿足于阻值的品質(zhì)要求。首件的制作測(cè)試，工藝參數(shù)的優(yōu)化及穩(wěn)定，品質(zhì)要求的Cpk，均成為此項(xiàng)的過(guò)程控制重點(diǎn)；定期的壓機(jī)參數(shù)校正，甚至可以細(xì)節(jié)到各個(gè)不同壓機(jī)差異化的不同影響。由于軟板及軟硬結(jié)合板的結(jié)構(gòu)形狀的多樣化，情況也有所不同，通過(guò)上述的關(guān)鍵點(diǎn)優(yōu)化還是可以滿足于客戶的要求。

（2）如果有導(dǎo)氣設(shè)計(jì)的接地補(bǔ)強(qiáng)或經(jīng)過(guò)工程確認(rèn)后的設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)多次的試驗(yàn)，普通壓機(jī)基本上都可以滿足品質(zhì)的要求，使生產(chǎn)的過(guò)程更便于控制。相對(duì)而言，對(duì)設(shè)計(jì)的接地圖進(jìn)行放寬處理，阻值更容易控制，品質(zhì)的成本會(huì)更低，從我司長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)來(lái)看不良率在10×10-6以下，可以從根本上杜絕此類異?，F(xiàn)象。

（3）對(duì)于客戶有特殊的要求，比如溢膠量、偏移、異型等超常規(guī)要求的，可能還需要對(duì)參數(shù)及壓機(jī)的選擇進(jìn)行優(yōu)化，甚至于在覆形和阻膠輔助材料TPX（一種透明的聚烯高分子）的選擇上，還需要進(jìn)行厚度、光毛面等方面進(jìn)行考慮和試驗(yàn)。

3 結(jié)論

本文僅舉幾例來(lái)說(shuō)明工程設(shè)計(jì)對(duì)FPC及R-FPC接地阻值影響的重要性，同時(shí)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中關(guān)鍵制作中選擇進(jìn)行簡(jiǎn)述，僅為設(shè)計(jì)和制造提供參考。工程設(shè)計(jì)中極其細(xì)微的細(xì)節(jié)即可使整片板的制作前功盡棄及功能失效，合理完善的工程設(shè)計(jì)來(lái)掌控品質(zhì)從而提升良率是工程設(shè)計(jì)不斷進(jìn)取的方向。