壓合PI補強的手指位皺折問題的改善研究

1、壓合PI補強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強以加強對撓性基板的支撐和方便插接是關鍵流程之一。本文主要對壓合了PI補強的手指位皺折問題作出改善分析，在保證產(chǎn)品品質的前提下使用低成本材料并給出了可行的改善方法。關鍵詞：撓性板； 壓合PI補強；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不良原因分析結果54、試驗設計及結果分析54.1 因子與水平設置及試驗結果分析54.1.1因子水平試驗設計54.1.2實驗結果74.1.3結果分析74.2 背膠參數(shù)的調(diào)整對手指位皺折的影響104.2.1 試驗背景104.2.2

4、實驗方案及不良結果104.2.3試驗結果分析114.2.4 批量驗證114.2.5實驗結論114.3 不同PI厚度的背膠參數(shù)優(yōu)化115、總結12致謝13個人簡介131、前言具有柔性是FPC最大的特點，然而FPC上作為插裝元件要求有一定的強度，從而在生產(chǎn)過程中需要在手指位上壓合補強來增加其機械強度。通常撓性板補強由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)品手指位所用的補強材料絕大部分是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補強的手指位皺折問題,接二連三的投訴影響到了客戶對我們產(chǎn)品品質的滿意度。而本文主要就是展開了對于壓合了PI

5、補強的手指位產(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產(chǎn)品的品質接收標準特別嚴格，手指位皺折問題遭到該客戶多次投訴，投訴不良率達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10。為了改善該問題，內(nèi)部進行了一系列的改善試驗，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 人料機壓機作業(yè)中異常 壓合時產(chǎn)品排放不整齊，疊板 背膠機異常東溢膠厚度不均 來料產(chǎn)品不良PI貼合不平整 預貼合不合適 貼合至壓合的間隔時間過長，材料吸潮背膠參數(shù)不當 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客戶的產(chǎn)品類型較相似，但共達客戶的產(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：啤板整卷壓膜機背膠云達PI東溢膠紙（一般產(chǎn)品） 裁切雅森PI（共達客戶產(chǎn)品）真空快壓云達PI沿參考線貼PI加強片對照MI要求測量PI加強片厚度烤板檢板預貼合檢板傳壓雅森PI其中艾禮富產(chǎn)品使用的是云達的PI，而共達產(chǎn)品使用的是雅森的PI。云達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人員不注意會導致，但只是個別現(xiàn)象非主要原因機壓機作業(yè)中異常維修定期檢查維護，未發(fā)現(xiàn)異常非主要原因背膠機異常維修定期檢查維護，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分析商調(diào)查無異常非主要原因法預貼合不合適預貼合后可能導致氣體殘留在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不到要求主要原因背膠參數(shù)不當現(xiàn)有參數(shù)可能不合適導致背膠不實主要原因環(huán)手工貼合與壓合的間隔時間過長，材料吸潮內(nèi)部都會控制手工貼合后的產(chǎn)品到壓合的間隔時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、試驗設計及結果分析由于F1G1269產(chǎn)品在線不良率較高，生產(chǎn)線數(shù)量較多，且被客戶反復投訴了兩次，本實驗將以該產(chǎn)品進行研究改善試驗。4.1 因子與水平設置及試驗結果分析4.1.1因子水平試驗設計根據(jù)上述影響因素分析得出，手指位皺折有壓合方式、硅膠、預貼合、背膠參數(shù)4個主要潛在因子，各因

9、子確定2水平，于是采用DOE進行試驗設計，選擇L8（2）4正交表進行試驗，試驗指標為手指位皺折不良率，望小。關于試驗的具體信息如下文所描述。表2 因子及水平設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貼合預貼合不預貼合背膠參數(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 實驗設計標準序運行序中心點區(qū)組壓合方式硅膠預貼合背膠參數(shù)1111快壓墊硅膠預貼合參數(shù)一3211快壓不墊硅膠預貼合參數(shù)二4311傳壓不墊硅膠預

10、貼合參數(shù)一2411傳壓墊硅膠預貼合參數(shù)二8511傳壓不墊硅膠不預貼合參數(shù)二5611快壓墊硅膠不預貼合參數(shù)二7711快壓不墊硅膠不預貼合參數(shù)一6811傳壓墊硅膠不預貼合參數(shù)一4.1.2實驗結果表5 實驗結果標準序運行序中心點區(qū)組壓合方式硅膠預貼合背膠參數(shù)手指位皺折不良率百分比1111快壓墊硅膠預貼合參數(shù)一9.13211快壓不墊硅膠預貼合參數(shù)二6.34311傳壓不墊硅膠預貼合參數(shù)一5.12411傳壓墊硅膠預貼合參數(shù)二3.58511傳壓不墊硅膠不預貼合參數(shù)二2.95611快壓墊硅膠不預貼合參數(shù)二6.77711快壓不墊硅膠不預貼合參數(shù)一8.66811傳壓墊硅膠不預貼合參數(shù)一4.74.1.3結果分析針對

11、以上得出的數(shù)據(jù)進行分析，其結果圖形化為： 圖3 主效應圖圖5 效應的pareto圖圖4 效應的正態(tài)圖圖6 整體流程響應優(yōu)化分析圖圖根據(jù)Minitab DOE分析顯示，主效應圖（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，而其他兩個因子影響相對較小，且兩個水平的不良率也無較大差異。再從整體流程響應優(yōu)化分析圖（圖6）中得出，傳壓 +不墊硅膠+不預貼合背膠參數(shù)二為最佳方案.而由于硅膠及預貼合這兩個因子兩個水平差異不大，但是不墊硅膠會導致產(chǎn)品壓不實和分層，而不預貼合產(chǎn)品壓合時較容易偏移，因此還是選

12、擇墊硅膠及預貼合方式較佳。同時發(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，壓合時氣泡受擠壓排不出導致，見圖7。圖7 云達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，用放大鏡看后確認為有銅面受污染，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間長，所用輔料易揮發(fā)出異物等原因導致，見圖8。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)整對手指位皺折的影響4.2.1 試驗背景前面的試驗得出了改善皺折的較佳方案為傳壓 +墊硅膠+預貼合背膠參數(shù)二，但是傳壓雖對皺折有較明顯的改善，卻同時產(chǎn)生了阻鍍不良，且不良率較高，而根

13、據(jù)前面DOE試驗分析，調(diào)整背膠參數(shù)也對產(chǎn)品皺折有顯著的影響。且對背膠進行分析后也發(fā)現(xiàn)云達PI背膠后，撕開離型紙后從表面看可看到很多白點，而雅森PI本身帶膠沒有這種情況。且根據(jù)DOE試驗快壓后的產(chǎn)品的不良現(xiàn)象，也分析懷疑為背膠不實導致，于是繼續(xù)進行如下試驗。4.2.2實驗方案及不良結果根據(jù)之前已調(diào)整的參數(shù)經(jīng)驗再進行如如表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)進行如下表7試驗設計：項目PI種類壓合方式是否預貼合是否墊硅膠

14、背膠參數(shù)做板數(shù)量/PNL不良率原云達PI的壓合工藝云達快壓是是未調(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)背膠不實參數(shù)一輕微背膠不實圖94.2.3試驗結果分析從以上試驗得出，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 批量驗證表8實驗設計如表8：項目PI種類壓合方式是否預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PI快壓是是未調(diào)整/10驗證改善方案上一試驗參數(shù)二1500584.2.5實驗結論結合以上試驗分析，手指位皺折的最主要原因為PI背膠不實，若過塑機背膠時間較快，輥輪壓力不夠等很容易使背膠時氣泡殘留，導致在快壓作業(yè)時膠層中小氣泡受高溫高壓外排而流動不均膨脹蒸發(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時還是有輕微的背膠不實，根據(jù)前面試驗經(jīng)驗，可以通過調(diào)整參數(shù)進行改善，而壓力6kg已快達到極限，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、總結根據(jù)改善試驗，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