FPC軟板用材料發展

文章來源：百能網作者：龔愛清查看手機網址

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人氣：7785發布日期：2017-01-24 08:39【大中小】

印制板的基本特性取決于基板材料的性能,因此要提高印制板技術性能首先要提高基板性能,對于FPC軟板同樣如此.

(1) 常用薄膜基材性能比較

所用薄膜基材的功能在于提供導體的載體和線路間絕緣介質,同時可以彎折卷曲。

FPC軟板用基材常用聚酰亞胺(PI: Polyimide)薄膜和聚酯(PET: Polyester)薄膜,另外也有聚2,6萘二甲酸乙二酯(PEN: Polyethylene Nphthalate)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚砜和聚芳酰胺(Aramid)等高分子薄膜材料。由于性能與價格關系有不同選擇。

撓性覆銅箔板與剛性覆銅箔板同樣有無鹵素的環保要求,在日本已有50%多的撓性板采用無鹵素阻燃的聚酰亞胺基材. 要求綠色環保的材料是必然趨勢,而且現已迫切需要了.

聚酯(PET)樹脂機械、電氣性能都可以,最大不足是耐熱性差,不適合直接焊接裝配。PEN是介于PET與PI之間的材料。

現在世界上可用的塑料膜種類超過2000種,必定還有多種絕緣膜適合于制造FPC,只是沒有發現罷了。隨著FPC用途用量擴大,會有新的FPC基材進入應用。

粘合劑是把銅箔與基材膜結合在一起,常用的有PI樹脂、PET樹脂、改性環氧樹脂、丙烯酸樹脂。

(2) 二層結構的PI基材

撓性覆銅箔板(FCCL)通常有三層結構,即聚酰亞胺、粘合劑和銅箔. 由于粘合劑會影響撓性板的性能,尤其是電性能和尺寸穩定性,因此開發出了無粘合劑的二層結構撓性覆銅箔板。

二層結構撓性覆銅箔板的制造方法目前有三種,即聚酰亞胺薄膜上沉積電鍍金屬層; 在銅箔上涂覆聚酰亞胺樹脂成薄膜; 直接把銅箔與聚酰亞胺薄膜壓合在一起。現在采用聚酰亞胺薄膜上沉積電鍍金屬層的方法較多. 在高性能要求的撓性板都趨向于使用二層結構覆銅板.

(3) LCP基材

為了從根本上改變聚酰亞胺基材的性能不足之處, 新開發了液晶聚合物(LCP)覆銅板. 由熱塑性液晶聚合物薄膜經覆蓋銅箔連續熱壓,得到單面或雙面覆銅板. 其吸水率僅0.04 %,介電常數1GHz時2.85 (聚酰亞胺3.8),適合高頻數字電路的要求。

聚合物呈液晶狀態,在受熱會熔融的為“熱熔性液晶聚合物”(TLCP)。 TLCP優點可以注塑成形,可以擠壓加工成薄膜成為PCB與FPC的基材,還有可以二次加工,實現回收再利用。TLPC與其它材料特性比較如下表。TLCP膜的低收濕性、高頻適宜性、熱尺寸穩定性特長,使得TLCP膜在FPC-COF多層基板上進入應用。

(4) 符合環境要求的無鹵素撓性基材

歐盟(EU)在2003年就發出二項指令ROHS和EWWW,即電子產品中禁用六種有害物質和廢棄電子電氣設備處理,前項指令涉及到PCB中基板阻燃劑溴和表面涂層鉛被禁用。

無鹵素(溴)基板在剛性板與撓性板中都已開發應用,對于撓性基材包括FCCL、覆蓋膜、粘結片和阻焊劑,以及增強板既要有阻燃性無不含鹵素。日本京寫化工開發了無鹵超薄型系列撓性基材,并推廣上市。京寫化工的Super系列FPC用材料并非PI膜,全新的芳酰胺聚合物不含溴或銻阻燃物,符合環保要求。Super系列FPC用材料包括FCCL基膜、粘結片、覆蓋膜和增強板。Super基膜厚度可極薄,是常規PI膜的一半,而彎曲耐折性更優。

(5) 新型銅箔

FPC軟板的導電材料主要是銅 – 銅箔,也有一些用到鋁、鎳、金、銀等合金。導體層基本要求除導電外,也必需耐彎曲。銅箔按制作方法不同,有電解銅箔(ED: Electro Deposit)和壓延銅箔(RA: Rolled and Annealed)兩類。RA與ED箔的區別是結晶形狀不同,RA箔是柱狀排列,結構均勻、平整,易于粗化或蝕刻處理; ED箔是魚鱗狀的片狀堆疊,經輾壓銅箔光滑、韌性好,而粗化或蝕刻處理變得困難。

對于動態彎曲的FPC要有高的彎折性,一般使用壓延銅箔,而隨著線路圖形高密度化,導線的耐彎折性要求更高。日礦產業公司普通RA箔滑移彎折試驗11600次,改進的高性能壓延箔(HRA) 滑移彎折試驗提高到76000次循環,這是改善壓延加工條件, 引起銅結晶組織的差異變化。現在高密度FPC還是用ED箔為主流,如COF是用ED箔。而為適合40～50μm線節距板量產化,對ED箔有新要求。一是銅箔層壓面低粗化度,二是銅箔超薄化。

(6) 導電銀漿

FPC軟板制造中有用導電油墨印刷在絕緣薄膜上形成導線或屏蔽層,這種導電油墨多數是銀漿導電膏,要求印刷形成的導電層電阻低、結合牢、可撓曲,并且印刷操作與固化容易。

新的銀漿導電油墨達到低電阻與可撓曲要求,可以在熱固性或熱塑性聚合物膜上、織物上、紙上印刷形成導電圖形,也可制作圖形用于射頻標識(RFID)產品。形成產品經受高溫存放、潮濕試驗、高低溫循環性能都能達到要求。采用導電油墨制作圖形也是環保型、低成本技術。

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