基于Minitab软件高稳定性能车载挠性板卷对卷制造工艺研究

摘要

挠性印制电路板（Flex Printed Circuit，FPC）是一种特殊的电子互连技术，具有轻薄短小、结构灵活，可静态、动态弯曲，卷曲和折叠等优点，近年来因智能手机、平板电脑的普及而大量增长，而随着车载市场因汽车电子化程度提升，可望成为挠性板下一个大量成长的新领域。传统片式生产技术生产率低、尺寸稳定性差、精细线路成品率低。而连续传送滚筒式（Roll to Rol1，也称卷对卷）生产工艺因能提高自动化程度和生产效率而在FPC中广泛使用。RTR制作FPC涉及到RTR曝光、显影、蚀刻以及贴膜等重要工艺过程，对RTR关键工艺过程提出了严格要求。本论文使用Minitab软件，通过少次多参数的实验，分析获得了高稳定性能车载FPC RTR制造的最佳工艺参数，对产品进行了可靠性试验。主要结论如下：
　　1、通过热冲击试验、抗化学腐蚀试验、剥离强度测试、挠曲性测试和耐电压测试选择新日铁无胶基材MB12-16-12REG作为挠性双面板基材。通过剥离强度、溢胶量和热冲击测试选择新日铁覆盖膜TCL181318DH1作为车载FPC制作材料。
　　2、使用Minitab软件设计正交试验研究了覆盖膜压合过程中成型压力、成型温度、成型时间及预压时间对覆盖膜抗剥离强度的影响，得到了最优工艺参数：成型压力120kg/cm2，成型温度190℃，成型时间120s，预压时间15s。通过验证试验，得到覆盖膜抗剥离强度为7.15kg/cm，粘结效果好。
　　3、使用Minitab软件进行均匀设计试验分析显影压力（x1）、蚀刻速度（x2）、蚀刻压力（x3）、显影速度（x4）对线宽（y）的影响，得到了显影蚀刻的回归方程。通过回归分析得到最佳的显影蚀刻参数为：显影压力1.6 kg/cm2，蚀刻速度4.0m/min，蚀刻压力1.8kg/cm2，显影速度2.0m/min。采用最佳显影蚀刻参数得到的验证试验线宽为50.1μm，标准差为0.058％，说明显影和蚀刻过程的优化明显。
　　4、对车载FPC产品进行了可靠性测试，包括耐挠曲性测试、盐雾实验、冷热冲击测试、可焊性测试、288℃热应力测试等。试验结果表明FPC产品可靠性高，具有优良的环境适应性。
　　5、研究了FPC关键工艺关系在设备嵌入程序中的应用，将二次多项式模型转化为计算机程序语言，实现对显影蚀刻工序的计算机智能控制。

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第一章 绪论

1.1 挠性印制电路板简介

1.1.1 挠性印制板的发展

1.1.2 挠性印制板的特点

1.1.3 挠性印制板的分类

1.2 汽车电子用FPC的现状

1.2.1汽车电子简介

1.2.2 汽车电子用FPC的制造技术

1.2.3 RTR技术国内外研究动态

1.3 Minitab软件简介

1.3.1 minitab的发展

1.3.2 minitab的特点

1.3.3 minitab功能

1.4 本论文的选题意义及研究内容

1.4.1 选题意义

1.4.2 研究内容

第二章 RTR制造车载FPC关键技术研究

2.1 FPC基板材料的选择

2.1.1基材性能测试方法

2.1.2试验仪器和材料

2.1.3 基材性能测试

2.2覆盖膜的选择

2.2.1 覆盖膜性能测试方法

2.2.2试验仪器和材料

2.2.3 覆盖膜性能测试

2.3车载FPC RTR生产工艺优化

2.3.1用正交实验法分析覆盖膜压合参数

2.3.2 车载FPC用干膜选择及精细线路干膜线路优化

2.3.3 用均匀实际法分析显影蚀刻工序

2.4 本章小结

第三章 RTR制作车载FPC可靠性测试

3.1 PCB可靠性测试

3.2 可靠性测试方法

3.2.1 耐挠曲度测试

3.2.2 盐雾试验

3.2.3 冷热冲击测试

3.2.4 可焊性测试

3.2.5 热应力测试

3.3 可靠性测试结果与分析

3.3.1 耐挠曲性测试结果及分析

3.3.2 盐雾试验结果及分析

3.3.3 冷热冲击测试结果及分析

3.3.4 可焊性测试结果及分析

3.3.5热应力测试结果及分析

3.4 本章小结

第四章 FPC关键工艺关系在设备嵌入程序中的应用

4.1 方程嵌入程序过程

4.2 本章小结

第五章 结论与展望

致谢

参考文献