Perlakuan Awal Substrat: Memastikan Ikatan Lebih Kuat Antara Foil Tembaga dan Substrat
Meskipun substrat dan foil tembaga dari PCB kaku biasa terikat erat, substrat PI dari FPC memiliki permukaan yang halus, sehingga memerlukan perlakuan khusus untuk memastikan adhesi foil tembaga yang kuat. Selama pretreatment, lubang-lubang kecil digoreskan ke dalam film PI menggunakan larutan kimia (seperti natrium hidroksida), diikuti oleh promotor adhesi (mirip dengan "lem"), dan terakhir, pengepresan panas untuk mengikat foil tembaga ke substrat. Eksperimen di pabrik FPC menunjukkan bahwa daya rekat foil tembaga yang diberi perlakuan awal dapat mencapai 0,8 N/mm, dua kali lipat dari foil tembaga yang tidak diberi perlakuan, sehingga tidak mudah terlepas selama pembengkokan.
Kontrol yang tepat terhadap suhu dan waktu pra-perlakuan sangat penting. Suhu yang berlebihan (di atas 120 derajat) dapat menyebabkan deformasi substrat PI, sedangkan suhu yang tidak mencukupi mengakibatkan kinerja perawatan yang buruk. Lini produksi menstabilkan suhu pra-perlakuan pada 100 derajat ±2 derajat selama 3 menit, meningkatkan konsistensi adhesi foil tembaga hingga lebih dari 95%.
Fabrikasi Sirkuit: Mengetsa Sirkuit pada "Film Elastis"
Fabrikasi sirkuit untuk FPC mirip dengan PCB kaku, yang melibatkan fotolitografi dan etsa, namun lebih menantang. Karena substrat PI mengembang dan berkontraksi dengan panas, adsorpsi vakum diperlukan selama pemaparan untuk memperbaiki substrat tetap rata dan mencegah deformasi sirkuit. FPC kepadatan-tinggi (jarak garis 0,1mm) menggunakan mesin pemaparan presisi-tinggi dengan platform adsorpsi vakum mencapai kontrol deviasi garis dalam ±10μm, peningkatan 60% dibandingkan ±25μm mesin pemaparan biasa.
Selama etsa, larutan asam (seperti besi klorida) digunakan untuk menghilangkan kelebihan kertas tembaga, sehingga mempertahankan garis yang diperlukan. Kecepatan pengetsaan untuk FPC 30% lebih lambat dibandingkan dengan PCB kaku karena pengetsaan yang terlalu cepat dapat menyebabkan gerinda pada tepi garis. FPC tertentu memiliki jarak garis 0,08 mm. Dengan mengurangi kecepatan etsa (dari 1m/mnt menjadi 0,7m/mnt), kekasaran tepi garis berkurang dari 5μm menjadi 2μm, mencegah korsleting antara garis yang berdekatan.
Laminasi Film Sampul: Memberi Garis "Setelan Pelindung"
Laminasi film sampul adalah proses penting yang unik pada FPC. Pertama, lapisan perekat termoset diaplikasikan pada film penutup. Kemudian film penutup disejajarkan dengan garis melalui lubang pemosisian, dan terakhir ditekan bersama menggunakan hot press (suhu 160 derajat, tekanan 0,5MPa, waktu 30 detik). Gelembung udara harus dihindari selama laminasi, jika tidak, garis akan menjadi lembap dan teroksidasi. Salah satu produsen FPC menggunakan metode "laminasi langkah demi langkah": pertama, pengepresan awal bersuhu rendah (100 derajat ) menghilangkan udara, kemudian laminasi bersuhu tinggi mengurangi laju gelembung dari 5% menjadi 0,5%.
Ketebalan film penutup sangat penting. Film penutup tipis (25μm) menawarkan fleksibilitas yang lebih baik tetapi perlindungannya sedikit lebih sedikit; film penutup yang lebih tebal (50μm) memberikan perlindungan yang kuat tetapi meningkatkan tekanan saat ditekuk. FPC jam tangan pintar biasanya menggunakan film penutup setebal 35μm untuk mencapai keseimbangan antara fleksibilitas dan perlindungan.
Punching dan Forming: Memotong Bentuk yang Dibutuhkan
FPC perlu dipotong menjadi bentuk tertentu sesuai dengan struktur perangkat, biasanya menggunakan die punching atau pemotongan laser. Die punching cocok untuk produksi massal dengan akurasi ±0,1mm. Misalnya, die punching digunakan untuk produksi massal FPC ponsel, yang mencapai efisiensi 50 buah per menit. Pemotongan laser cocok untuk batch kecil atau bentuk kompleks, dengan akurasi ±0,05 mm. Misalnya, FPC yang bentuknya tidak beraturan untuk perangkat medis dipotong dengan laser-agar sesuai dengan struktur lengkung perangkat.
Tepi potongan harus halus dan bebas dari gerinda; jika tidak, pembengkokan akan merobek lapisan film penutup. Parameter pemotongan laser dari FPC tertentu dioptimalkan (daya 10W, kecepatan 50mm/s), menghasilkan kekasaran tepi Ra Kurang dari atau sama dengan 1μm, peningkatan 67% dibandingkan 3μm yang tidak dioptimalkan.
Perawatan Permukaan: Diperlukan kemampuan solder dan ketahanan oksidasi.
Sambungan solder FPC memerlukan perawatan permukaan, biasanya dengan perendaman emas dan pelapisan timah. Lapisan emas perendaman tipis (0,05-0,1μm), tidak mempengaruhi fleksibilitas, dan cocok untuk sambungan solder dengan pitch halus (misalnya, chip pitch 0,3 mm). Lapisan pelapisan timah sedikit lebih tebal (1-3μm), biaya lebih rendah, namun dapat menghasilkan kumis timah (kristal timah halus) bila ditekuk. Suhu pemanggangan setelah pelapisan timah (125 derajat , 2 jam) perlu dikontrol untuk menekan pertumbuhan kumis timah. FPC sensor otomotif tertentu dilapisi timah, dan setelah dipanggang, panjang kumis timah dikontrol hingga di bawah 5μm, sehingga memenuhi standar keselamatan elektronik otomotif.
Proses Penguatan: Menambahkan Pelat Kaku pada Area Kritis
Meskipun FPC fleksibel, area tempat komponen disolder memerlukan tingkat kekakuan tertentu; jika tidak, deformasi akan terjadi selama penyolderan. Oleh karena itu, pelat penguat (bahan dapat berupa PI, lembaran baja, atau papan resin epoksi), setebal 0,1-0,5 mm, dipasang pada bagian belakang FPC menggunakan perekat. Penyimpangan posisi pelat penguat tidak boleh melebihi ±0,1 mm, jika tidak maka akan menghalangi sambungan solder. Dalam satu gelang pintar, setelah memasang pelat penguat PI setebal 0,3 mm ke sambungan solder baterai, hasil penyolderan meningkat dari 90% menjadi 99%.