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指紋模塊FPC生產中，設計者是如何影響成本？

文章來源：作者：梁波靜查看手機網址

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人氣：2542發布日期：2020-08-11 09:56【大中小】

軟板在設計之初就要針對“生產導向式設計”深入了解，以確保后續生產之快速精準，此乃現代化軟板業者的主要目標。

所以指紋模塊FPC設計者必須要與研發、產品、與制程等各種工程師，在產品設計階段時就要盡速進行密切的合作。

設計對于后續的影響因素約有：

1、成本

2、板材的選擇與使用

3、成品板的外形、大小與重量

4、結構

5、制程之路徑
6、試驗及檢驗標準

7、電性之效能

8、機械性能——彎折組裝或是動態工作

9、外形性能——尺度安全性，耐熱性及耐候性

10、組裝技術

上述種種必須在產品設計之初就要盡快詳加考慮。但實際上卻經常是到了生產階段方才想到要去解決某些設計的問題，這種本末倒置事后聰明的案例在軟板界中屢見不鮮。

若能于設計即采行失效模式與有效分析之理念者，則許多潛在的問題均可將消弭之于無形。設計與制程中若能納入此種做法，則整體之生產將更完善。

板材之性能

多年來軟板的生產主要都是采用聚亞醯胺（Polyimide）板材做為基材與表面蓋膜（Coverfilm）。然而當產量大增之際成本將變為敏感的因素，使得板材的選用也隨之多樣化。

今日軟板可用的板材也不斷增加：

1．聚亞醯胺Polyimide—無膠層者（Adhesiviless）

2．聚亞醯胺Polyimide—有膠層者（Adhesive）

3．聚亞烯萘Poly Ethylene Napthalate (PEN)

4．聚對苯二甲酸乙二酯Poly Ethylene Tetraphalate (PET) 或聚酯類(Polyester)

5．薄環氧樹脂與玻纖之FR-4板材

上述各種板材的成本與性能也都各有不同。

各種板材的使用性能資料可從原物料供應商處取得，也可另行研發與試驗而得知。能夠廣用于業界的板材，其等良好的數據也正是制程穩健與產品性能的關鍵，大多數供應商幾乎都有是按照IPC或MIL等標準所規定的細則去規范應有的數據。

因而業者們對全新產品之領域，尚有許多后續工作需要實地執行與發布數據，例如汽車所用之軟板，即將涉及各種已上市的板材。

制程途徑

為了使產品在尺寸與性能等要件方面都能達到良率成本的效益，所選擇的制程途徑正是其關鍵之所在。正如前文所述，軟板的生產基本上可分為卷放卷收之R2R式與單一逐片式等兩種做法。

R2R連續生產技術在成本與良率方面均較有利；但由于板材貨式之取得（Availability），線路的設計，與R2R的產能配合或成本等因素，使得某些形式的軟板仍不得不采用單片式制程。

有趣的現象是某些產品制程開始時采用R2R途徑；但前進到了某一節骨眼時卻又不得不改用單片式的做法。現在的客戶對其完工軟板已愈來愈偏好成卷狀的貨品，尤其是自動化組裝大批量低單價的產品類，如通訊用途的天線類或IC卡類（Smartcard）等市場即是。

下Fig4即顯示出單純的R2R與單片做法的混合制程。至于某種特定產品需要先用何種最佳生產途徑？其主要因素經常是取決于成本。而其他影響制程途徑之因素，經過仔細考量下，仍以技術與最佳良率以及最低成本為優先，并非一定要采行R2R或部分R2R之生產途徑。

R2R之連動生產方式對大批量者極具經濟價值，可供生產單面軟板或無鍍通孔的雙面軟板使用，而且在后段還可再搭配各種單片制程；如多層軟板、浮雕式軟板、軟硬合板、甚至另一種特殊Regalfex軟板等生產。

R2R的生產線最常用于“印后即蝕”的單面板制程，此種單純的連動生產線，其本身即具有“資料回送”（Feedback）系統，可隨時自動修正作業條件，比起單片要方便了很多。這種連續軟材的制作一旦可達到雙面之對準要求時，尚可執行合自動的電測與光學檢驗，是故具有鍍通孔的真正雙面板也仍然可以利用R2R而大量生產。

不過采用R2R進行連續性鉆孔與鍍孔之自動化設備，卻必定會占用大量空間投下大量資金，對許多公司而言都不免是一種沉重的負擔。幸好已出現一種最新式的成孔與鍍孔技術，將可大大減低所占用的空間，并還更可使得產速大幅加快！果真如此則此種連動式的做法將大有可為。

純粹的R2R制程線中，即使軟板表涂層的印刷，或表護膜的貼合，亦均可在自動化連續工作中完成任務。現行設備的進一步改裝升級，以及新板材或全新接著劑的研發與應市，也都在持續的進行中，以期能達到低溫連線式貼合的方便性。

經由印刷涂布的“表涂層”，其所用物料不管是熱硬化或紫外線光（UV）硬化，兩者對于產品都非常重要。施工方法則以合面滿涂法最具效率，如可感光涂料之滾涂法或噴涂法即是。

某些軟板在完成表涂層或表護膜之后，出貨前還要對裸露出的眾多焊墊，另行加做最后的表面處理，方可使銅面免于氧化，而在焊錫性上得確保（如有機保焊劑OSP即是）。如須按客戶的要求而需另做其他表面皮膜（如化鎳浸金ENIG）者，須注意此等表面處理制程與板材之間，在溫度與化學性質方面是否能完全匹配亦為重點之一。

就R2R而言，OSP之表面改質處理其搭調即十分良好，甚至還可采高速移動方式進行處理。但R2R對電鍍類（或浸鍍類）之處理而言，其投資之龐大想必是無法避免的。由于處理時間甚長，是故連線機組長度之可觀也是意料中的事，是故軟板流程在此等領域中目前仍多采單片式做法。不過某些高電流密度的新型處理機種也正在開發中。

軟板下游組裝中常需用到的補強片以支助零件的安裝焊接。此等補強片與接著劑可供選+用的物料甚多，前者如FR-4、FR-3、CEM-1，后者有鋁片或聚亞醯板材類，亦另有熱著膠或感壓膠等。此種補強片貼著的步驟均可因材而施法，在壓合段時即應針對多點補強處采自動或手動進行逐一施工。大批量生產之各種輔肋工具系統也應及早齊備。

FPC完工后即將進行各種零件的安裝，此種下游組裝可利用原排板之整片式去進行，或采分割切開后的單片再去加工。設計階段就要對組裝步驟預留公差，未來大批量組裝工作為了方便眾多零件起見，亦可采用R2R式連線做法。因而軟板的生產與軟板的組裝兩方面都需要更周詳深入的計劃，以得到最佳的線路品質。

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