壓合PI補(bǔ)強(qiáng)的手指位皺折問題的改善研究

1、壓合PI補(bǔ)強(qiáng)的手指位皺折問題的改善研究軟板事業(yè)部QA客服組摘要：撓性板生產(chǎn)過程中，在板上的手指位部位壓合補(bǔ)強(qiáng)以加強(qiáng)對(duì)撓性基板的支撐和方便插接是關(guān)鍵流程之一。本文主要對(duì)壓合了PI補(bǔ)強(qiáng)的手指位皺折問題作出改善分析，在保證產(chǎn)品品質(zhì)的前提下使用低成本材料并給出了可行的改善方法。關(guān)鍵詞：撓性板； 壓合PI補(bǔ)強(qiáng)；手指位；低成本材料；皺折;改善； Research on the shrink issue of FPCs finger with the stiffenerAbstract：In FPC producing process, stiffener lamination of FPCs finger

2、 to strengthen support flexible substrate and insert and joint conveniently is always one of the vital steps. This paper mainly conduct solution analysis on the shrink issue of the finger with the PI stiffener. On the premise of guaranteeing the product quality to use the inexpensive material and gi

3、ve the out the feasible improving way.Key words：FPC; laminate PI stiffener; finger; inexpensive material ;shrink; improve目錄摘要1關(guān)鍵詞11、前言32、手指位皺折的不良描述33、皺折原因分析43.1魚骨圖分析43.2 不同客戶PI的壓合流程分析43.3不良原因分析結(jié)果54、試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析54.1 因子與水平設(shè)置及試驗(yàn)結(jié)果分析54.1.1因子水平試驗(yàn)設(shè)計(jì)54.1.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果74.1.3結(jié)果分析74.2 背膠參數(shù)的調(diào)整對(duì)手指位皺折的影響104.2.1 試驗(yàn)背景104.2.2

4、實(shí)驗(yàn)方案及不良結(jié)果104.2.3試驗(yàn)結(jié)果分析114.2.4 批量驗(yàn)證114.2.5實(shí)驗(yàn)結(jié)論114.3 不同PI厚度的背膠參數(shù)優(yōu)化115、總結(jié)12致謝13個(gè)人簡(jiǎn)介131、前言具有柔性是FPC最大的特點(diǎn)，然而FPC上作為插裝元件要求有一定的強(qiáng)度，從而在生產(chǎn)過程中需要在手指位上壓合補(bǔ)強(qiáng)來增加其機(jī)械強(qiáng)度。通常撓性板補(bǔ)強(qiáng)由FR-4和PI材料制成，通過冷壓或熱壓的形式壓合到撓性板上。我司FPC產(chǎn)品手指位所用的補(bǔ)強(qiáng)材料絕大部分是PI，且所用的壓合方式為熱壓。但是今年的1月到7月份遭到客戶多次投訴壓合PI補(bǔ)強(qiáng)的手指位皺折問題,接二連三的投訴影響到了客戶對(duì)我們產(chǎn)品品質(zhì)的滿意度。而本文主要就是展開了對(duì)于壓合了PI

5、補(bǔ)強(qiáng)的手指位產(chǎn)品皺折問題的產(chǎn)生原因及控制方法的研究。2、手指位皺折的不良描述今年1月份至7月份，由于新客戶艾禮富對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)接收標(biāo)準(zhǔn)特別嚴(yán)格，手指位皺折問題遭到該客戶多次投訴，投訴不良率達(dá)4.8。該客戶產(chǎn)品在線數(shù)量也較多，內(nèi)部在線部分產(chǎn)品不良率高達(dá)10。為了改善該問題，內(nèi)部進(jìn)行了一系列的改善試驗(yàn)，問題得到有效控制。手指位皺折不良情況見圖1：圖13、皺折原因分析 3.1魚骨圖分析 人料機(jī)壓機(jī)作業(yè)中異常 壓合時(shí)產(chǎn)品排放不整齊，疊板 背膠機(jī)異常東溢膠厚度不均 來料產(chǎn)品不良PI貼合不平整 預(yù)貼合不合適 貼合至壓合的間隔時(shí)間過長，材料吸潮背膠參數(shù)不當(dāng) 材料保存環(huán)境不合格，材料吸潮 快壓不合適墊硅膠不平整

6、 法 環(huán) 圖23.2 不同客戶PI的壓合流程分析艾禮富客戶和共達(dá)客戶的產(chǎn)品類型較相似，但共達(dá)客戶的產(chǎn)品手指位皺折不良率較小，它們之間有什么區(qū)別？我司目前所使用的兩種PI壓合的整體流程如下：啤板整卷壓膜機(jī)背膠云達(dá)PI東溢膠紙（一般產(chǎn)品） 裁切雅森PI（共達(dá)客戶產(chǎn)品）真空快壓云達(dá)PI沿參考線貼PI加強(qiáng)片對(duì)照MI要求測(cè)量PI加強(qiáng)片厚度烤板檢板預(yù)貼合檢板傳壓雅森PI其中艾禮富產(chǎn)品使用的是云達(dá)的PI，而共達(dá)產(chǎn)品使用的是雅森的PI。云達(dá)PI其本身不帶膠，需要另外貼合一層膠上去，因此多了背膠過程，而雅森PI是帶膠的；另外云達(dá)PI壓合使用的的是快壓，而雅森PI使用的是傳壓。3.3不良原因分析結(jié)果根據(jù)以上不良分

7、析排查，影響手指位皺折的主要因素為： PI種類、壓合方式、預(yù)貼合、硅膠和背膠參數(shù)。由于客戶材料不能隨意變更及雅森PI成本較高，所以暫不考慮PI種類做為改善試驗(yàn)因素。具體分析如下表：表1 不良原因判定4M1E不良因素分析判定人壓合產(chǎn)品擺放不整齊、疊板 單張壓合的產(chǎn)品也有皺折的情況非主要原因PI貼合不平整貼合PI人員不注意會(huì)導(dǎo)致，但只是個(gè)別現(xiàn)象非主要原因機(jī)壓機(jī)作業(yè)中異常維修定期檢查維護(hù)，未發(fā)現(xiàn)異常非主要原因背膠機(jī)異常維修定期檢查維護(hù)，未發(fā)現(xiàn)異常非主要原因物來料產(chǎn)品不良IQC檢查來料無此不良非主要原因東溢膠厚度不均勻供應(yīng)分析商調(diào)查無異常非主要原因法預(yù)貼合不合適預(yù)貼合后可能導(dǎo)致氣體殘留在PI下主要原因

8、硅膠不平整硅膠表面本身不平整，且若壓了太久可能表面局部地方軟硬不一主要原因快壓不合適可能工藝達(dá)不到要求主要原因背膠參數(shù)不當(dāng)現(xiàn)有參數(shù)可能不合適導(dǎo)致背膠不實(shí)主要原因環(huán)手工貼合與壓合的間隔時(shí)間過長，材料吸潮內(nèi)部都會(huì)控制手工貼合后的產(chǎn)品到壓合的間隔時(shí)間非主要原因材料保存環(huán)境不合格，材料吸潮經(jīng)調(diào)查材料按要求存放非主要原因4、試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析由于F1G1269產(chǎn)品在線不良率較高，生產(chǎn)線數(shù)量較多，且被客戶反復(fù)投訴了兩次，本實(shí)驗(yàn)將以該產(chǎn)品進(jìn)行研究改善試驗(yàn)。4.1 因子與水平設(shè)置及試驗(yàn)結(jié)果分析4.1.1因子水平試驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)上述影響因素分析得出，手指位皺折有壓合方式、硅膠、預(yù)貼合、背膠參數(shù)4個(gè)主要潛在因子，各因

9、子確定2水平，于是采用DOE進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選擇L8（2）4正交表進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)指標(biāo)為手指位皺折不良率，望小。關(guān)于試驗(yàn)的具體信息如下文所描述。表2 因子及水平設(shè)置因子水平水平一水平二壓合方式快壓傳壓硅膠墊硅膠不墊硅膠預(yù)貼合預(yù)貼合不預(yù)貼合背膠參數(shù)參數(shù)一參數(shù)二表3其中背膠參數(shù)調(diào)整如下：狀態(tài)壓力 pressure（kg/cm2）速度speed(m/min)溫度 temperature()原本云達(dá)PI的背膠參數(shù)43100調(diào)整參數(shù)一52100調(diào)整參數(shù)二62100表4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)序運(yùn)行序中心點(diǎn)區(qū)組壓合方式硅膠預(yù)貼合背膠參數(shù)1111快壓墊硅膠預(yù)貼合參數(shù)一3211快壓不墊硅膠預(yù)貼合參數(shù)二4311傳壓不墊硅膠預(yù)

10、貼合參數(shù)一2411傳壓墊硅膠預(yù)貼合參數(shù)二8511傳壓不墊硅膠不預(yù)貼合參數(shù)二5611快壓墊硅膠不預(yù)貼合參數(shù)二7711快壓不墊硅膠不預(yù)貼合參數(shù)一6811傳壓墊硅膠不預(yù)貼合參數(shù)一4.1.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果表5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)序運(yùn)行序中心點(diǎn)區(qū)組壓合方式硅膠預(yù)貼合背膠參數(shù)手指位皺折不良率百分比1111快壓墊硅膠預(yù)貼合參數(shù)一9.13211快壓不墊硅膠預(yù)貼合參數(shù)二6.34311傳壓不墊硅膠預(yù)貼合參數(shù)一5.12411傳壓墊硅膠預(yù)貼合參數(shù)二3.58511傳壓不墊硅膠不預(yù)貼合參數(shù)二2.95611快壓墊硅膠不預(yù)貼合參數(shù)二6.77711快壓不墊硅膠不預(yù)貼合參數(shù)一8.66811傳壓墊硅膠不預(yù)貼合參數(shù)一4.74.1.3結(jié)果分析針對(duì)

11、以上得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，其結(jié)果圖形化為： 圖3 主效應(yīng)圖圖5 效應(yīng)的pareto圖圖4 效應(yīng)的正態(tài)圖圖6 整體流程響應(yīng)優(yōu)化分析圖圖根據(jù)Minitab DOE分析顯示，主效應(yīng)圖（圖3）中壓合方式由快壓改為傳壓和調(diào)整背膠參數(shù)皺折不良率明顯降低，。正態(tài)圖（圖4）、Pareto圖（圖5）兩圖也都表明壓合方式及背膠參數(shù)為顯著影響因素，而其他兩個(gè)因子影響相對(duì)較小，且兩個(gè)水平的不良率也無較大差異。再從整體流程響應(yīng)優(yōu)化分析圖（圖6）中得出，傳壓 +不墊硅膠+不預(yù)貼合背膠參數(shù)二為最佳方案.而由于硅膠及預(yù)貼合這兩個(gè)因子兩個(gè)水平差異不大，但是不墊硅膠會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品壓不實(shí)和分層，而不預(yù)貼合產(chǎn)品壓合時(shí)較容易偏移，因此還是選

12、擇墊硅膠及預(yù)貼合方式較佳。同時(shí)發(fā)現(xiàn)快壓后的產(chǎn)品銅面形成了如下圖的凹坑皺折，懷疑可能為氣體殘留在PI下，而快壓抽真空抽不出來，壓合時(shí)氣泡受擠壓排不出導(dǎo)致，見圖7。圖7 云達(dá)PI快壓后的產(chǎn)品另外，傳壓的產(chǎn)品電金后金面出現(xiàn)麻點(diǎn)，用放大鏡看后確認(rèn)為有銅面受污染，有異物阻鍍，不良率為2.7，可能由于傳壓工藝溫度和壓力都較高以及時(shí)間長，所用輔料易揮發(fā)出異物等原因?qū)е拢妶D8。阻鍍快壓產(chǎn)品金面?zhèn)鲏寒a(chǎn)品金面圖84.2 背膠參數(shù)的調(diào)整對(duì)手指位皺折的影響4.2.1 試驗(yàn)背景前面的試驗(yàn)得出了改善皺折的較佳方案為傳壓 +墊硅膠+預(yù)貼合背膠參數(shù)二，但是傳壓雖對(duì)皺折有較明顯的改善，卻同時(shí)產(chǎn)生了阻鍍不良，且不良率較高，而根

13、據(jù)前面DOE試驗(yàn)分析，調(diào)整背膠參數(shù)也對(duì)產(chǎn)品皺折有顯著的影響。且對(duì)背膠進(jìn)行分析后也發(fā)現(xiàn)云達(dá)PI背膠后，撕開離型紙后從表面看可看到很多白點(diǎn)，而雅森PI本身帶膠沒有這種情況。且根據(jù)DOE試驗(yàn)快壓后的產(chǎn)品的不良現(xiàn)象，也分析懷疑為背膠不實(shí)導(dǎo)致，于是繼續(xù)進(jìn)行如下試驗(yàn)。4.2.2實(shí)驗(yàn)方案及不良結(jié)果根據(jù)之前已調(diào)整的參數(shù)經(jīng)驗(yàn)再進(jìn)行如如表6的調(diào)整：表6狀態(tài)壓力 pressure（kg/cm2）速度speed(m/min)溫度 temperature()原本云達(dá)PI的背膠參數(shù)43100參數(shù)一51100參數(shù)二61.5100參數(shù)三61100表7根據(jù)調(diào)整的參數(shù)進(jìn)行如下表7試驗(yàn)設(shè)計(jì)：項(xiàng)目PI種類壓合方式是否預(yù)貼合是否墊硅膠

14、背膠參數(shù)做板數(shù)量/PNL不良率原云達(dá)PI的壓合工藝云達(dá)快壓是是未調(diào)整/10方案一參數(shù)一201.27方案二參數(shù)二200.5方案三參數(shù)三200.48注：上表及后續(xù)表格中“”表示該項(xiàng)與原正常生產(chǎn)工藝一致。參數(shù)背膠后效果圖片：參數(shù)三背膠良好參數(shù)二背膠良好原參數(shù)背膠不實(shí)參數(shù)一輕微背膠不實(shí)圖94.2.3試驗(yàn)結(jié)果分析從以上試驗(yàn)得出，參數(shù)二和參數(shù)三背膠效果都較好，且皺折不良率降低效果無較大差異。因此結(jié)合生產(chǎn)效率手指位背膠參數(shù)更改成參數(shù)二：6 kg/cm2 、1.5m/min、100 為方案最佳。4.2.4 批量驗(yàn)證表8實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如表8：項(xiàng)目PI種類壓合方式是否預(yù)貼合是否墊硅膠背膠參數(shù)做板數(shù)量/PNL不良率原方式

15、云達(dá)PI快壓是是未調(diào)整/10驗(yàn)證改善方案上一試驗(yàn)參數(shù)二1500584.2.5實(shí)驗(yàn)結(jié)論結(jié)合以上試驗(yàn)分析，手指位皺折的最主要原因?yàn)镻I背膠不實(shí)，若過塑機(jī)背膠時(shí)間較快，輥輪壓力不夠等很容易使背膠時(shí)氣泡殘留，導(dǎo)致在快壓作業(yè)時(shí)膠層中小氣泡受高溫高壓外排而流動(dòng)不均膨脹蒸發(fā)以致出現(xiàn)手指位皺折的現(xiàn)象。而通過調(diào)整參數(shù)可以較好的控制該不良。4.3 不同PI厚度的背膠參數(shù)優(yōu)化前面試驗(yàn)的產(chǎn)品F1G1269所用的PI厚度為5mil,背膠參數(shù)為 6 kg/cm2 、1.5m/min、100 。但在后面的生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，采用該參數(shù)壓厚度為3 mil及以下的PI時(shí)還是有輕微的背膠不實(shí)，根據(jù)前面試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，可以通過調(diào)整參數(shù)進(jìn)行改善，而壓力6kg已快達(dá)到極限，所以考慮在調(diào)整速度，通過把速度調(diào)低到1.0m/min，背膠不良情況也得到了控制。5、總結(jié)根據(jù)改善試驗(yàn)，通過調(diào)整背膠參數(shù)為最佳改善方案，手指位皺折的不良率得到了控制。因此得以繼續(xù)使用材料成本較低的云