就如同前面提到過的,相較于FPC(Flex Printed Circuit)與PTF(Polymer Thick Film)軟板,我們知道PTF的確有其低價、交期短的諸多優(yōu)點,但是PTF卻有其先天上的能力限制。
由于其使用絲網(wǎng)印刷(silkscreen)制程的緣故,PFT無法制作出比FPC還小的電子線路間距,雖然PTF宣稱可以達到最小5mils (0.12mm)的電子線路間距,但其實10mils(0.25mm)就已經(jīng)快到極限了。另外,PTF也無法承受對折式(dead fold)的壓折,因為其電子線路的材質(zhì)為銀漿及導電碳墨,他們不如FPC的銅箔(copper)線路具有極佳的延展能力,可以承受限定次數(shù)的彎折。
下面我整理一些個人使用PTF的經(jīng)驗及所碰到的問題,另外也提出PTF在制作上的制程能力限制及可能的解決方法。
異物沾污:
? 不導電的異物(particle),如果沾黏于電子線路之上,其最小的影響是增加線路的電阻值,因為電阻值與電子通過的面積成反比,并很有可能造成電性開路(open);如果是具有導電性的異物沾污于線路及線路之間,就很有可能會造成電性短路(short),這種缺點最讓人討厭了,因為它在
PCBA制造工廠生產(chǎn)時,沒有辦法完全透過測試的方法來篩選出來,通常必須等到安裝于產(chǎn)品一段時間后才會產(chǎn)生問題,尤其是使用在高溫高濕的環(huán)境之下。以后如果有機會,可以再撰文談討這個主題。
異物有可能來自于環(huán)境中的空氣污染,有灰塵(dust)、纖維(fiber)、紙屑等。一般來說大都是人為的異物,如衣服上就有很多的纖維,特別是毛衣或是棉質(zhì)的衣服。瓦愣紙箱也是一大污然來源,有毛屑、紙屑及纖維,人體也會一直掉落角質(zhì)層。最好的防治方法,可以設置一個100K等級的潔靜室/無塵室(Clean room),人員穿著防塵衣,并嚴格控制各種可能的污染源。環(huán)境控制真的很重要性,尤其是在生產(chǎn)小間距線路的產(chǎn)品時,因為誰也抓不淮什么時候會有葬東西沾污于線路上,造成不定時的品質(zhì)缺點。
另外一個異物的可能來源是油墨,油墨在制作時會加入一些金屬成份的添加劑,這些添加劑如果管控不當,很有可會結成硬塊,較大的硬塊無法流經(jīng)絲網(wǎng)印刷的網(wǎng)目,就會阻塞絲印的網(wǎng)目,而造成印刷缺孔,甚至是造成電子線路斷路;較小的硬塊可以流經(jīng)網(wǎng)目,但會在電子線路上形成凸點,這時如果有重迭的上、下層線路時,凸點很有可能會穿破絕緣層(dielectric layer)而造成上、下線路短路。油墨的污染也可能來自于油墨生產(chǎn)時的不良環(huán)境空氣,或是油墨存放的環(huán)境。管控油墨異物最好的方法是,用適當大小的濾網(wǎng)過濾油墨的沾污;如果沾污嚴重時,也可以先用粗濾網(wǎng)后用細濾網(wǎng)過濾。
導電層的印刷沾污:
? 絲網(wǎng)印刷時,導電油墨的黏稠度相當重要,當稀釋劑添加太多時,油墨就會變稀變得容易滲透到原本不應該印有油墨的地方,這種缺點稱為印刷沾污,更糟糕的是這種沾污會持續(xù)到下一次印刷,甚至是下下一次,直到沾污的油墨干竭為止。嚴重的印刷沾污會直接造成相鄰導電線路間的短路;輕微的印刷沾污也可能會影響到線路與線路間的電子流動,如果加上電壓為能源、濕度為催化劑,就很可能產(chǎn)生電子遷移(eletromigration)現(xiàn)象于線路與線路之間,隨著時間一久,就會產(chǎn)生導電性造成短路。
(↑上圖為導電線路印刷沾污,經(jīng)一段時經(jīng)使用后沾污擴散,并造成電子短路,用刀片把沾污的地方割開后,電器特性就恢復正常。)
絕緣層的印刷孔、洞:
? 絲印網(wǎng)板是由經(jīng)線及緯線所構成,既然是線所構成,在印刷時有線的地方就會有印刷不到的地方,尤其是在經(jīng)線及緯線交叉的地方,就會形成印刷不到的孔洞,這些孔洞極為細微,很難用眼睛觀察到,但電子還是有可能穿過,這時如果孔洞剛好落在相鄰層的導電線路上,就會造成層與層之間的短路。
解決這種絕緣層印刷孔、洞的方法,可以降低絕緣層油墨的黏度,讓絕緣油墨可以滲透到經(jīng)、緯線底下(※請注意:不要把導電油墨的增加黏度與絕緣層降低黏度搞混了)。另外的方法,是增加絕緣層印刷的次數(shù)的2~3層,并規(guī)定每一絕緣層都使用不同網(wǎng)目及經(jīng)緯方向的絲印網(wǎng)板,目的是讓不同的網(wǎng)板印刷可以互相填補孔洞。
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